Что такое разб в химии

Что такое разб в химии

Что такое Химия? На древнеегипетском слово chemi означало темный, таинственный. И действительно, в те времена химия являлась чем-то таинственным, необъяснимым. Все реакции, которые удавалось воспроизвести алхимикам приписывали к действию темных сил.

В настоящее время химия разделилась на несколько поднаук: неорганическая химия, органическая, биохимия, физическая химия, коллоидная химия, квантовая химия.

Из них выделяют два важнейшие раздела – органическую и неорганическую химию. Неорганическая химия (если выразиться по-простому) – химия неживой природы. Изучает минеральные вещества, созданные неживой природой. Выделяют несколько классов веществ в неорганической химии: Кислоты (минеральные), основания, соли, оксиды, пероксиды, металлы и неметаллы. Все эти классы между собой вступают в реакции, которые можно отобразить в следующих схемах:

Кислота + основание = соль + вода (Реакция нейтрализации)

HCl + NaOH = NaCl + H 2 O

Причем кислоты реагируют как и с растворимыми основаниями (щелочами), так и с нерастворимыми, при условии, что образуется растворимая соль

H 2 SO 4 + Cu ( OH ) 2 = CuSO 4 + 2 H 2 O

Кислота + основный оксид = соль + вода

2 HNO 3 + CuO = Cu ( NO 3 ) 2 + H 2 O

(В этом правиле существует исключение: плавиковая кислота реагирует с диоксидом кремния (кислотным оксидом))6 HF + SiO 2 = H2[SiF6]+2H2O

Кислота + металл = соль + водород

2 HCl + Zn = ZnCl 2 + H 2 (газ)

На это правило распространяется ограничение:

2) При реакции метала с кислотой должна получиться растворимая соль

8HNO 3 (разб) + 3Cu = 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO (газ) + 4H 2 O

H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 (осадок) + 2 HCl

Основание + кислота = соль + вода (см. выше)

Основание + кислотный оксид = соль + вода

2 NaOH + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O

В эту реакцию вступают только растворимые основания

Основание + соль = новое основание + новая соль

KOH + CuSO 4 = K 2 SO 4 + Cu(OH) 2 ( осадок )

Правило распространяется только на реакцию с растворимыми основаниями

Кислотный оксид + вода = кислота

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

На диоксид кремния ( SiO 2 ) правило не распространяется т.к. этот оксид водой не гидратируется

Кислотный оксид + основный оксид = соль

SO 2 + Li 2 O = Li 2 SO 3

Кислотный оксид + основание = соль + вода (см. выше)

Основный оксид + вода = основание

K 2 O + H 2 O = 2 KOH

Правило распространяется только на те реакции, в результате которых получается растворимое основание (т.е щелочь)

Основный оксид + кислота = соль + вода (см. выше)

Основный оксид + кислотный оксид = соль (см. выше)

Металл + кислота = соль + водород (см. выше)

Металл + неметалл = соединение ( соль, оксид, пероксид)

2 Na + Cl 2 = 2 NaCl (соль)

2 Mg + O 2 = 2 MgO (оксид)

2Na + O 2 = Na2O2 ( пероксид)

При составлении некоторых уравнений химических реакций следует руководствоваться следующим правилом: Реакция практически осуществима, если в результате реакции образуется газ, осадок или вода (малодиссоциирующее соединение)

Источник

Азотная кислота: получение и химические свойства

Строение молекулы и физические свойства

Азотная кислота HNO₃ – это сильная одноосновная кислота-гидроксид. При обычных условиях бесцветная, дымящая на воздухе жидкость, температура плавления −41,59 °C, кипения +82,6 °C ( при нормальном атмосферном давлении). Азотная кислота смешивается с водой во всех соотношениях. На свету частично разлагается.

Валентность азота в азотной кислоте равна IV, так как валентность V у азота отсутствует. При этом степень окисления атома азота равна +5. Так происходит потому, что атом азота образует 3 обменные связи и одну донорно-акцепторную, является донором электронной пары.

Поэтому строение молекулы азотной кислоты можно описать резонансными структурами:

Обозначим дополнительные связи между азотом и кислородом пунктиром. Этот пунктир по сути обозначает делокализованные электроны. Получается формула:

Способы получения

В лаборатории азотную кислоту можно получить разными способами:

1. Азотная кислота образуется при действии концентрированной серной кислоты на твердые нитраты металлов. При этом менее летучая серная кислота вытесняет более летучую азотную.

1 стадия. Каталитическое окисление аммиака.

2 стадия. Окисление оксида азота (II) до оксида азота (IV) кислородом воздуха.

3 стадия. Поглощение оксида азота (IV) водой в присутствии избытка кислорода.

Химические свойства

1. Азотная кислота практически полностью диссоциирует в водном растворе.

2. Азотная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.

Еще пример : азотная кислота реагирует с гидроксидом натрия:

3. Азотная кислота вытесняет более слабые кислоты из их солей (карбонатов, сульфидов, сульфитов).

4. Азотная кислота частично разлагается при кипении или под действием света:

металл + HNO₃ → нитрат металла + вода + газ (или соль аммония)

С алюминием, хромом и железом на холоду концентрированная HNO₃ не реагирует – кислота «пассивирует» металлы, т.к. на их поверхности образуется пленка оксидов, непроницаемая для концентрированной азотной кислоты. При нагревании реакция идет. При этом азот восстанавливается до степени окисления +4:

Золото и платина не реагируют с азотной кислотой, но растворяются в «царской водке» – смеси концентрированных азотной и соляной кислот в соотношении 1 : 3 (по объему):

HNO₃ + 3HCl + Au → AuCl₃ + NO + 2H₂O

Концентрированная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (IV), азот восстанавливается минимально:

С активными металлами (щелочными и щелочноземельными) концентрированная азотная кислота реагирует с образованием оксида азота (I):

Разбавленная азотная кислота взаимодействует с неактивными металлами и металлами средней активности (в ряду электрохимической активности после алюминия). При этом образуется оксид азота (II).

С активными металлами (щелочными и щелочноземельными), а также оловом и железом разбавленная азотная кислота реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии кальция и магния с азотной кислотой любой концентрации (кроме очень разбавленной) образуется оксид азота (I):

Очень разбавленная азотная кислота реагирует с металлами с образованием нитрата аммония:

6. Азотная кислота окисляет и неметаллы (кроме кислорода, водорода, хлора, фтора и некоторых других). При взаимодействии с неметаллами HNO₃ обычно восстанавливается до NO или NO₂, неметаллы окисляются до соответствующих кислот, либо оксидов (если кислота неустойчива).

Видеоопыт взаимодействия фосфора с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.

Видеоопыт взаимодействия угля с безводной азотной кислотой можно посмотреть здесь.

7. Концентрированная а зотная кислота окисляет сложные вещества (в которых есть элементы в отрицательной, либо промежуточной степени окисления): сульфиды металлов, сероводород, фосфиды, йодиды, соединения железа (II) и др. При этом азот восстанавливается до NO₂, неметаллы окисляются до соответствующих кислот (или оксидов), а металлы окисляются до устойчивых степеней окисления.

Еще пример : азотная кислота окисляет иодоводород:

При нагревании до серной кислоты:

Соединения железа (II) азотная кислота окисляет до соединений железа (III):

8. Азотная кислота окрашивает белки в оранжево-желтый цвет («ксантопротеиновая реакция«).

Ксантопротеиновую реакцию проводят для обнаружения белков, содержащих в своем составе ароматические аминокислоты. К раствору белка прибавляем концентрированную азотную кислоту. Белок свертывается. При нагревании белок желтеет. При добавлении избытка аммиака окраска переходит в оранжевую.

Видеоопыт обнаружения белков с помощью азотной кислоты можно посмотреть здесь.

Источник

Что такое разб в химии

ОТНОШЕНИЕ МЕТАЛЛОВ К КИСЛОТАМ

Образующиеся в этом процессе ионы водорода H + выполняют роль окислителя, окисляя металлы, расположенные в ряду активности левее водорода. Взаимодействие протекает по схеме:

Me + HCl соль + H ₂ ↑

Соляная кислота является слабым окислителем, поэтому металлы с переменной валентностью окисляются ей до низших положительных степеней окисления:

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl ₃ + 3 H ₂ ↑

Соляная кислота пассивирует свинец ( Pb ). Пассивация свинца обусловлена образованием на его поверхности трудно растворимого в воде хлорида свинца ( II ), который защищает металл от дальнейшего воздействия кислоты:

В промышленности получают серную кислоту очень высокой концентрации (до 98%). Следует учитывать различие окислительных свойств разбавленного раствора и концентрированной серной кислоты по отношению к металлам.

Разбавленная серная кислота

В разбавленном водном растворе серной кислоты большинство ее молекул диссоциируют:

Образующиеся ионы Н + выполняют функцию окислителя.

Как и соляная кислота, разбавленный раствор серной кислоты взаимодействует только с металлами активными и средней активности (расположенными в ряду активности до водорода).

Химическая реакция протекает по схеме:

Металлы с переменной валентностью окисляются разбавленным раствором серной кислоты до низших положительных степеней окисления:

Концентрированная серная кислота

В концентрированном растворе серной кислоты (выше 68%) большинство молекул находятся в недиссоциированном состоянии, поэтому функцию окислителя выполняет сера, находящаяся в высшей степени окисления ( S +6 ). Концентрированная H ₂ SO ₄ окисляет все металлы, стандартный электродный потенциал которых меньше потенциала окислителя – сульфат-иона SO ₄ 2- (0,36 В). В связи с этим, с концентрированной серной кислотой реагируют и некоторые малоактивные металлы.

Процесс взаимодействия металлов с концентрированной серной кислотой в большинстве случаев протекает по схеме:

Me + H ₂ SO _{4 (конц.)} соль + вода + продукт восстановления H ₂ SO ₄

Продуктами восстановления серной кислоты могут быть следующие соединения серы:

Взаимодействие металлов различной активности с концентрированной серной кислотой можно представить схемой:

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, поэтому при взаимодействии с ней металлов, обладающих переменной валентностью, последние окисляются до более высоких степеней окисления, чем в случае с разбавленным раствором кислоты:

Источник

Растворение: что такое в химии, как характеризуется, описывается

Содержание:

Растворение — это процесс, при котором частицы взаимодействуют между собой. Раствор – это гомогенная смесь, состоящая из мелких частиц вещества и растворителя. В растворах частицы не видны. До XIX века растворы рассматривали только с физической точки зрения, и считалось, что растворение – это результат процесса диффузии. В 1906 году была высказана теория Дмитрия Ивановича Менделеева, объединяющая химические и физические процессы в растворах. Доказана эта теория была значительно позже.

Растворимость – это максимально возможное число граммов вещества, которое растворяется в 100 г воды или другого растворителя при определенной температуре. Понятие растворимости используется при приготовлении насыщенных и ненасыщенных растворов. Она зависит от:

Например, в 100 мл воды Н₂О растворяется 200 г пищевого сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ или 35,9 г пищевой соли NaCl. При нагревании растворимость газов понижается, а твердых веществ повышается.

Растворимость у всех веществ различна. Растворяемое вещество можно классифицировать на несколько групп в зависимости от растворимости:

Растворение в формулах

Также в задачах на растворы встречается понятие массовой доли, которую можно рассчитать по следующей формуле:

В первом случае массовая доля – безразмерная величина, а во втором случае массовая доля выражается в процентах %.

Также растворы можно выразить с помощью молярной концентрации (молярности). Единица измерения – моль/л.

Задачи на растворение веществ

Задача №1. В насыщенной гомогенной смеси 33 % соли. Найдите коэффициент растворимости.

Дано:

Решение:

Ответ: k_S=49,25 г/100 г воды

Задача №2. Массовая доля нитрата серебра AgNO₃ в насыщенном растворе равна 69,5 %. Найдите массу соли, растворяемой в 100 г воды Н₂О.

Дано:

Решение:

х+100 – масса раствора

Ответ: m(AgNO₃)=227,9 г

Задача №3. В 100 г воды Н₂О растворяется 36 г хлорида натрия NaCl. Определите массовую долю соли в насыщенном растворе.

Дано:

Решение:

w(NaCl)=36 г/136 г=0,265 или 26,5 %

Ответ: w(NaCl)=0,265 или 26,5 %

Найти: w(NaCl)-?

Задача №4. В 100 г воды Н₂О растворяется 36 г хлорида натрия NaCl. Найдите молярную массу раствора поваренной соли, если плотность раствора 1,2 г/мл.

Источник

Азотная кислота

Азотная кислота является одной из самых сильных минеральных кислот, в концентрированном виде выделяет пары желтого цвета с резким запахом. За исключением золота и платины растворяет все металлы.

Применяют азотную кислоту для получения красителей, удобрений, органических нитропродуктов, серной и фосфорной кислот. В результате ожога азотной кислотой образуется сухой струп желто-зеленого цвета.

В промышленности азотную кислоту получают в результате окисления аммиака на платино-родиевых катализаторах.

Чистая азотная кислота впервые была получена действием на селитру концентрированной серной кислоты:

Является одноосновной сильной кислотой, вступает в реакции с основными оксидами, основаниями. С солями реагирует при условии выпадения осадка, выделения газа или образования слабого электролита.

При нагревании азотная кислота распадается. На свету (hv) также происходит подобная реакция, поэтому азотную кислоту следует хранить в темном месте.

Для малоактивных металлов (стоящих в ряду напряжений после водорода) реакция с концентрированной азотной кислотой происходит с образованием нитрата и преимущественно NO₂.

С разбавленной азотной кислотой газообразным продуктом преимущественно является NO.

В реакциях с металлами, стоящими левее водорода в ряду напряжений, возможны самые разные газообразные (и не газообразные) продукты: бурый газ NO₂, NO, N₂O, атмосферный газ N₂, NH₄NO₃.

Помните о закономерности: чем более разбавлена кислота и активен металл, тем сильнее восстанавливается азот. Ниже представлены реакции цинка с азотной кислотой в различных концентрациях.

Посмотрите на таблицу ниже, в которой также отражены изученные нами закономерности.

Концентрированная холодная азотная кислота пассивирует хром, железо, алюминий, никель, свинец и бериллий. Это происходит за счет оксидной пленки, которой покрыты данные металлы.

Al + HNO_3(конц.) ⇸ (реакция не идет)

При нагревании или амальгамировании (покрытие ртутью) перечисленных металлов реакция с азотной кислотой идет, так как оксидная пленка на поверхности металлов разрушается.

Получают нитраты в ходе реакции азотной кислоты с металлами, их оксидами и основаниями.

В реакциях с оксидами и основаниями газообразный продукт обычно не выделяется.

Нитрат аммония получают реакция аммиака с азотной кислотой.

Как и для всех солей, из нитратов можно вытеснить металл другим более активным. Соли реагируют с основаниями и кислотами, если в результате реакции выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода).

Нитраты разлагаются в зависимости от активности металла, входящего в их состав.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник