§ 2. Кисень та вода. Реакції розкладу, сполучення

Фізичні властивості кисню

Повітря — це складна суміш близько 15 різних газів. Уміст азоту в повітрі становить 78 % від об’єму повітря, а кисню — 21 %. Крім того, у повітрі міститься невелика кількість аргону (0,9 %), вуглекислого газу (0,03 %), озону, водяної пари й інших газів.

Для живих істот найважливішим компонентом повітря є кисень, оскільки він підтримує дихання та горіння.

За звичайних умов кисень — газ без кольору, смаку та запаху. Товстий шар кисню має ясно-блакитне забарвлення.

Кисень малорозчинний у воді. Газуватий кисень трохи важчий за повітря.

Добування кисню

Для добування кисню в лабораторії використовують гідроген пе-роксид H.,O.,. Гідроген пероксид за звичайних умов розкладається, але дуже повільно, навіть якщо його підігріти на пальнику. Але якщо в розчин гідроген пероксиду внести дрібку манган(ІУ) оксиду, то реакція відбувається набагато швидше:

У цій реакції манган(ІУ) оксид виконує роль каталізатора — речовини, що змінює швидкість хімічної реакції, але в ній не витрачається.

• Реакція добування кисню є прикладом реакцій розкладу.

Реакції розкладу це реакції, у яких з однієї складної речовини утворюється декілька інших речовин.

У загальному вигляді рівняння реакції розкладу можна записати в такий спосіб:

Хімічні властивості кисню

Кисень — хімічно дуже активна речовина. Він взаємодіє майже з усіма простими речовинами та з багатьма складними. Багато реакцій взаємодії речовин з киснем відбуваються бурхливо, із виділенням великої кількості теплоти та світла, тобто відбувається горіння.

При взаємодії простих речовин з киснем утворюються оксиди:

• В усіх цих рівняннях у лівій частині записані формули двох речовин, а у правій частині — однієї речовини. Такі реакції називають реакц іям и сполучення.

Реакції сполучення — це реакції, у яких з двох простих або складних речовин утворюється одна складна речовина.

У загальному вигляді рівняння реакції сполучення можна записати в такий спосіб:

А + В = C

Деякі складні речовини також здатні горіти. У таких реакціях утворюється декілька оксидів — оксидів тих елементів, що містилися V складній речовині:

Фізичні властивості води

Формула води (гідроген оксиду) — H.,О. При кімнатній температурі вода перебуває в рідкому стані — це безбарвна рідина, у товстому шарі — блідо-блакитна.

Чиста вода, що не містить домішок, має ледь гіркуватий присмак.

При атмосферному тиску й температурі 0 ⁰C вода перетворюється на лід, а при 100 ⁰C кипить. Густина води становить 1 г/см* (при 4 °С).

Чиста вода майже не проводить електричний струм і погано проводить теплоту. Вона має високу теплоємність, тобто повільно нагрівається й повільно остигає.

При замерзанні вода розширюється, оскільки густина льоду менша за густину рідкої води.

Взаємодія води з кислотними та основними оксидами

Усі кислотні оксиди (за винятком силіцій(ІУ) оксиду SiO.,) вступають у реакції сполучення з водою з утворенням кислот:

CO., + H.,O = H₂CO_a (карбонатна кислота)

P₂O. + ЗН₂0 = 2Н_аР0₁ (ортофосфатна кислота)

Оскільки гідрати основних оксидів є основами, то при взаємодії з водою ці оксиди мають утворювати основи. Але більшість основних оксидів з водою не взаємодіють.

Зверніть увагу! У реакцію з водою вступають лише оксиди, гідрати яких є лугами, зокрема:

Контрольні запитання

1. Схарактеризуйте фізичні властивості кисню та води.

2. Чому лід завжди плаває на поверхні рідкої води?

3. Які реакції називають реакціями сполучення, а які — розкладу?

4. Наведіть рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості кисню.

5. Наведіть рівняння реакцій взаємодії води з кислотними та основними оксидами.

Завдання для засвоєння матеріалу

1. Які з наведених оксидів взаємодіють з водою? Складіть відповідні рівняння реакцій.

Na_jO, CO₂, SO₃, СЮ, SiO₂.

2. У результаті згоряння сірковуглецю CS₂ витратився кисень масою 24 г і утворилися карбон(І\/) оксид масою 11 г та сульфур(ІУ) оксид масою 32 г. Складіть рівняння цієї реакції та обчисліть масу сірковуглецю, що згорів.

3. Доповніть схеми реакцій та назвіть продукти реакцій:

a) K_jO + H₂O -> ...; 6) SO₂ + H₂O -> ...; в) ... + H₂O -> Ba(OH)₂.