Генетичні зв'язки між неорганічними речовинами

Матеріал параграфа допоможе вам:

• систематизувати хімічні реакції за участю простих речовин;

• з’ясувати можливості взаємоперетворень сполук одного елемента, які належать до різних класів.

У цьому параграфі підбито підсумки хімічних перетворень за участю простих речовин і неорганічних сполук. Прочитавши його, ви краще зрозумієте зв’язки, які існують між різними речовинами, утвореними одним і тим самим елементом, а також можливості їх добування.

Взаємозв’язки між речовинами, які ґрунтуються на їх походженні та хімічних властивостях, називають генетичними²⁹ зв'язками.

Хімічні перетворення за участю простих речовин. Вам відомо, що більшість простих речовин — металів, неметалів — вступає в реакції з киснем, перетворюючись на оксиди:

Майже всі метали взаємодіють з кислотами і солями; серед продуктів кожної такої реакції є сіль:

Найактивніші метали реагують з водою з утворенням лугів:

Із лугами взаємодіють метали, утворені елементами, оксиди і гідроксиди яких є амфотерними:

► Перетворіть схему реакції на хімічне рівняння.

Неметали, які утворені елементами VI та VII груп, вступають у реакції з воднем. Розчини продуктів таких реакцій (H₂S, HF та ін.) є безок-сигеновими кислотами. Ці неметали також взаємодіють з металами з утворенням солей:

Здатність простих речовин до хімічних перетворень на сполуки різних класів ілюструє схема 17.

Хімічні реакції за участю складних речовин.

Неорганічні сполуки здатні до різноманітних взаємоперетворень.

Майже всі кислотні і деякі основні оксиди взаємодіють з водою. Продуктом реакції в першому випадку є оксигеновмісна кислота, а в другому — луг.

► Складіть рівняння реакцій оксидів з водою з утворенням кислоти HMnO., і основи Sr(OH)₂.

Кожна сполука — оксид, основа, амфотерний гідроксид, кислота — під час певних реакцій перетворюється на відповідну сіль. Нагріванням нерозчинних основ, амфотерних гідроксидів, оксигеновмісних кислот або солей можна добути оксиди.

Варто запам’ятати такі закономірності:

• якщо дві сполуки мають аналогічні властивості (наприклад, два основні оксиди, основний оксид і основа), то вони не взаємодіють одна з одною¹;

• реакції між сполуками із протилежними властивостями майже завжди відбуваються;

• амфотерні сполуки взаємодіють зі сполуками основного і кислотного характеру, але не реагують одна з одною.

Можливості взаємоперетворень сполук різних класів узагальнює схема 18.

Наводимо аналогічну схему для сполук металічного і неметалічного елементів (Феруму і Сульфуру):

Використовуючи такі схеми, можна планувати й здійснювати послідовні хімічні перетворення неорганічних сполук. Наприклад, запис

указує на можливість добування кислоти із кислотного оксиду та її використання для добування відповідної солі.

Викладений у параграфі матеріал доводить, наскільки важливо при вивченні хімії знати й розуміти генетичні зв’язки між простими речовинами і неорганічними сполуками різних класів — оксидами, основами, кислотами, амфотерними гідроксидами, солями.

Взаємозв’язки між речовинами, які ґрунтуються на їх походженні та хімічних властивостях, називають генетичними зв’язками.

За допомогою хімічних реакцій за участю простих речовин можна добувати оксиди, солі, луги, безоксигенові кислоти.

Оксиди, основи, амфотерні гідроксиди, кислоти, солі здатні до взаємоперетворень.

304. Чи можна схему 18 розширити, додавши несолетворний оксид? Відповідь обгрунтуйте.

305. Напишіть рівняння реакцій, у яких вихідними речовинами є лише літій, кисень, вода, а також продукти їхньої взаємодії. Складіть схему відповідних послідовних перетворень.

306. Запишіть кілька схем послідовних перетворень речовин, у яких першою речовиною є метал або неметал, другою — сіль, а третьою — основа чи кислота.

307. Чому нижня стрілка на схемі 18 спрямована лише в один бік? Чи можна, маючи амфотерний оксид, добути відповідний амфотерний гідроксид? У разі позитивної відповіді розкажіть, як би ви здійснили такий експеримент.

308. Запишіть хімічні формули сполук у такі схеми перетворень:

а) оксид -• основа -» сіль (сполуки Барію);

б) оксид кислота -• сіль (сполуки Фосфору);

в) оксид гідроксид -• сіль (сполуки Алюмінію).

Складіть рівняння відповідних реакцій.

309. Напишіть рівняння реакцій, які відповідають такій схемі перетворень: Ca(OH)₂ -» CaCO₃ H₂CO₃ CO₂- Як перетворити кальцій карбонат на кальцій гідроксид за допомогою двох послідовних реакцій?

310. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі послідовні перетворення речовин:

311. Доберіть дві солі, які взаємодіють одна з одною в розчині з утворенням двох нерозчинних солей. Запишіть відповідне хімічне рівняння.

312. Натрій масою 1,15 г повністю прореагував із водою, а продукт цієї реакції — із сульфатною кислотою. Обчисліть кількість речовини кислоти, що вступила у другу реакцію.

313. Яка маса алюміній оксиду утвориться при нагріванні алюміній гідроксиду, добутого за реакцією 21,3 г алюміній нітрату із необхідною кількістю розчину лугу?

ПРАКТИЧНА РОБОТА №2 Розв'язування експериментальних задач

У цій практичній роботі вам потрібно здійснити перетворення речовин. Передусім з’ясуйте:

• які хімічні реакції належить провести;

• які реактиви вам необхідні;

• які умови потрібно створити для перебігу кожної реакції;

• чи не зашкодить результату досліду надлишок одного з реагентів, а можливо, він буде необхідним;

• чи потрібно нагрівати реагенти.

Під час досліду спостерігайте за речовинами і перебігом реакції, робіть необхідні записи в зошиті. Після завершення експерименту проаналізуйте отримані результати і запишіть їх разом із висновками.

ВАРІАНТІ

Здійснення реакцій за схемою хімічних перетворень

У вашому розпорядженні — магній оксид³⁰, хлорид-на кислота, розчини натрій хлориду, натрій карбонату і натрій ортофосфату.

Завдання. Доберіть реактиви (серед виданих) до схеми перетворень

і здійсніть відповідні реакції.

ВАРІАНТ Il

Складання схеми хімічних перетворень і здійснення реакцій

У вашому розпорядженні — розчини ферум(ІІІ) хлориду, натрій гідроксиду і натрій ортофосфату, розбавлена сульфатна кислота.

Завдання. Запропонуйте схему перетворень (дозволяється використовувати лише видані розчини)

де А — ферум(ІІІ) хлорид. Б, В і Г — інші сполуки Феруму.

Здійсніть відповідні реакції.

Перед виконанням хімічного експерименту за варіантом І або II заповніть таблицю:

Формули
речовин у схемі перетворень	реактивів (у порядку їх використання)

Під час здійснення реакції обміну додавайте невелику порцію розчину другого реагенту для досягнення

необхідного результату. Так можна в деяких дослідах уникнути побічних реакцій між реактивом, який використовуємо, і залишком попереднього.

Ваші дії, спостереження (фіксуйте утворення осаду, його зовнішній вигляд, виділення газу, наявність чи відсутність запаху, зміну чи появу забарвлення тощо), висновки, а також хімічні рівняння запишіть у таблицю:

До варіанта І:

314. Який реактив ви не використали в роботі? Чому?

315. Чи зашкодить надлишок реактиву, взятого для здійснення першого перетворення, перебігу другої реакції? Відповідь аргументуйте.

316. Чи можна із магній оксиду добути магній ортофосфат, використавши лише один із виданих реактивів? Чому?

317. Запропонуйте реактиви, за допомогою яких магній оксид можна безпосередньо перетворити на магній ортофосфат. Напишіть відповідні хімічні рівняння.

До варіанта II:

318. Чи можна із ферум(ІІІ) хлориду безпосередньо добути сполуку, записану останньою в запропонованій вами схемі перетворень, якщо взяти лише один із виданих реактивів? У разі позитивної відповіді напишіть рівняння реакції.

319. Які послідовні перетворення речовин можна здійснити за відсутності розчину:

а) натрій ортофосфату;

б) лугу?

Відповіді подайте у формі таблиці, наведеної першою в тексті практичної роботи.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель