WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

Углерод и его соединения По химическим и физическим свойствам углерод и образуемые им соединения резко отличаются от остальных элементов IV группы. Будучи типичным неметаллом, углерод в форме простого вещества, а также в соединениях с кислородом, азотом и серой способен образовывать кратные связи (>С=С<, -СС-, >С=О, О=С=О, -СN, >C=S). При обычных условиях все аллотропные модификации углерода весьма инертны. При увеличении температуры химическая активность как самого углерода, так и его соединений резко возрастает. В соединениях углерод проявляет степени окисления -4, +2, +4.

С водородом углерод образует большое количество соединений, называемых углеводородами, с кислородом – оксиды СО и СО2.

Углекислый газ СО2 довольно хорошо растворим в воде, на воздухе не горит и не поддерживает горения обычных горючих веществ, но зажженные щелочные металлы, магний и фосфор продолжают в нем гореть. При растворении СО2 в воде устанавливается равновесие:

Н2О + СО2 Н2СО3 Н+ + НСО3- 2 Н+ + СО32-.

Угольная кислота Н2СО3 в свободном состоянии не получена. Будучи двухосновной, она образует два ряда солей: нормальные (карбонаты ) и кислые (бикарбонаты). Карбонаты натрия, калия и аммония, а также все бикарбонаты растворимы в воде. Углекислые соли других металлов нерастворимы. Все соли угольной кислоты разлагаются кислотами с выделением углекислого газа. При нагревании почти все они распадаются на оксид металла и углекислый газ.

Na2CO3 и К2CO3 могут быть расплавлены без разложения.

Окись углерода СО – бесцветный, не имеющий запаха, очень ядовитый газ. В воде СО мало растворим. На воздухе горит синим пламенем. При повышенной температуре проявляет восстановительные свойства.

ОПЫТ 12. Адсорбционные и восстановительные свойства углерода а) в пробирку до половины ее объема налить раствор фуксина, лакмуса или чернил. Внести в раствор немного активного угля. Плотно закрыть пробирку и энергично встряхивать ее 2 - 3 минуты. После того как раствор отстоится, отметить его обесцвечивание.

б) смешать один объем порошка оксида меди с двумя объемами порошка угля. Смесь поместить в пробирку, укрепить в штативе горизонтально и нагревать сильным пламенем горелки 10 - 12 мин. После охлаждения пробирки высыпать ее содержимое на лист бумаги. Обратить внимание на блестящий красноватый налет на стенках пробирки и объяснить его образование. Написать уравнение реакции.

ОПЫТ 13. Получение оксида углерода (IV) и его свойства а) в пробирку внести маленький кусочек мрамора (карбонат кальция), смочить его водой и добавить раствор концентрированной соляной кислоты.

Пробирку закрыть пробкой с газоотводной трубкой и наполнить две сухие пробирки диоксидом углерода. Написать уравнение реакции получения CO2.

Сделать пламя горелки маленьким и вылить на него содержимое одной пробирки. Что наблюдается Во вторую пробирку при помощи пинцета или щипцов быстро внести ленту горящего магния. Что происходит Объяснить наблюдаемые явления.

б) пропустить ток диоксида углерода через дистиллированную воду в течение 3 - 5 мин. Испытать раствор индикаторами. Какие процессы происходят при взаимодействии диоксида углерода с водой Написать уравнения реакций.

ОПЫТ 14. Соли угольной кислоты а) в пробирку с 2 - 3 мл известковой воды пропускать диоксид углерода до появления осадка карбоната кальция. Продолжать пропускать углекислый газ до растворения осадка вследствие образования растворимого гидрокарбоната.

Написать уравнения протекающих реакций.

б) налить в пробирку 2 - 3 мл 1н. раствора гидроксида натрия и пропускать через него диоксид углерода до тех пор, пока раствор не сделается почти нейтральным. Нагреть полученный раствор. Какой газ выделяется Испытать после этого действие раствора на индикаторы. Написать уравнения проведенных реакций и объяснить различие в действии полученных растворов на индикаторы.

Какая соль сильнее гидролизуется: карбонат или гидрокарбонат натрия Почему РАБОТА КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Наиболее обширный и разнообразный класс неорганических веществ представляют комплексные, или координационные, соединения. Комплексным соединением называется соединение высшего порядка, в узлах кристаллической решетки которого находятся сложные частицы, построенные за счет координации одним атомом (ионом) электронейтральных молекул или противоположно заряженных ионов, и способные к самостоятельному существованию при переходе вещества в расплавленное или растворенное состояние. В координационном соединении различают внутреннюю и внешнюю сферы.

Внутренняя сфера включает центральный атом – комплексообразователь – и координирующиеся вокруг него ионы и молекулы, называемые лигандами.

Внутреннюю сферу комплекса при написании формулы заключают в квадратные скобки. Как правило, комплексообразователями являются катионы металлов, особенно переходных. Из неметаллов центральным атомом служат чаще всего B, P, Si, As. Лиганды представляют собой анионы или молекулы неорганической или органической природы. Комплексообразователь – обычно акцептор, а лиганды – доноры электронных пар, и при образовании комплекса между ними возникает связь по донорно-акцепторному механизму.

Число лигандов, координированных центральным атомом, - координационное число (К. Ч.) – обычно превышает его степень окисления.

Наиболее часто встречаются комплексы с К. Ч. = 6, 4 или 2. Число координационных мест, которые занимает лиганд во внутренней сфере, называется емкостью лиганда ( или дентатностью ). Например, в комплексном ионе [Co(NH3)4CO3]+ координационное число равно 6, емкость лиганда NHравна 1, а CO3 2- - 2. В комплексном ионе [Co(NH3)5CO3]+ К. Ч. = 6, емкость лигандов NH3 и CO3 2- равна 1.



Комплексное соединение общего вида [MLn]Xm диссоциирует следующим образом:

[MLn]Xm [MLn] m+ + m X -.

Сам комплексный ион также способен диссоциировать, но уже как слабый электролит. Комплекс под действием растворителя последовательно теряет лиганды (диссоциация протекает ступенчато), и в конечном итоге этот npoцecc можно выразить следующим образом:

[MLn] m+ M m+ + n L.

Количественно это равновесие характеризуется общей константой нестойкости комплекса:

m+ [M ] [L]n Кнест =.

[ [ML ]m+ ] n Чем больше Кнест, тем менее устойчив комплексный ион. Для некоторых соединений (двойные соли) константа нестойкости настолько велика, что они в растворе распадаются на составляющие простые ионы.

ОПЫТ 1. Различие между двойными солями и комплексными соединениями а) в две пробирки налить по 1 мл раствора железоаммонийных квасцов NH4Fe(SO4)212Н2О. В одну из пробирок прилить несколько капель роданида аммония, а в другую - несколько капель хлорида бария. Что наблюдается и с чем это связано Написать ионные уравнения протекающих реакций и уравнение электролитической диссоциации железоаммонийных квасцов.

б) прилить в пробирку 5 капель раствора гексацианоферрата калия К3[Fе(СN)6] и добавить несколько капель раствора роданида аммония. Содержит ли раствор этой комплексной соли ионы трехвалентного железа Написать уравнение реакции диссоциации данного соединения. В чем отличие двойных солей от комплексных ОПЫТ 2. Определение атома, через который координируется лиганд Смешать равные объемы 1М раствора хлорида кадмия и 2М раствора тиомочевины. Наблюдать выпадение белых игольчатых кристаллов смешанного нейтрального комплекса (координационное число кадмия (К. Ч.) равно 4). Написать формулу полученного комплекса. Отделить кристаллы от раствора и нагреть их в фарфоровой чашечке на газовой горелке. При термодеструкции этого комплекса может получиться или нитрид кадмия (черного цвета), или сульфид кадмия (желтого цвета). Укажите цвет получаемого соединения и определите атом, через который координируется тиомочевина.

ОПЫТ 3. Получение катионных и анионных комплексных соединений а) Получение аммиаката меди.

К небольшому количеству раствора сульфата меди (II) прилить по каплям раствор аммиака. Наблюдать образование голубого осадка, который растворяется при дальнейшем прибавлении избытка аммиака вследствие образования комплексного основания (К. Ч. (Сu) = 4).

б) Получение аммиаката никеля.

К раствору соли никеля (II) прилить по каплям раствор аммиака до выпадения осадка гидроксида никеля. После этого добавить еще несколько капель раствора аммиака до растворения осадка. Напишите в молекулярной и ионной формах реакции получения гидроксида никеля и комплексного основания (К. Ч. = 6). Сравните цвет растворов исходной соли и полученного соединения никеля. Присутствие каких ионов в растворе определяет окраску растворов в) Получение аква- и гидроксокомплексов хрома (III).

Налить в две пробирки по 1 мл раствора соли хрома (III) и добавить по каплям 1М раствор аммиака до образования осадка гидроксида хрома. В одну пробирку прилить 1М раствор серной кислоты, в другую – 2М раствор гидроксида натрия до растворения осадка. Напишите в молекулярной и ионной форме уравнения реакций получения гидроксида хрома (III), взаимодействия его с кислотой и щелочью (в образующихся комплексах К. Ч. = 6). Укажите цвет полученных соединений.

ОПЫТ 4. Устойчивость комплексных ионов а) поместить в две пробирки по 1 мл 0,5 М раствора сульфата магния и добавить по 1 мл 0,5 М раствора гидроксида натрия. На полученные осадки гидроксида магния подействовать избытком раствора гидроксида натрия (первая пробирка) и 25%-ным раствором аммиака (вторая пробирка). Растворяется ли при этом осадок гидроксида магния Проведите такие же опыты с 0,5 М раствором хлорида цинка. Сделайте вывод, какой из ионов (Мg2+ или Zn2+) обладает лучшими комплексообразующими свойствами. Напишите уравнения реакций получения соответствующих комплексных соединений в молекулярной и ионной формах.

б) в пробирку налить небольшое количество раствора нитрата серебра. К нему добавить раствор иодида калия. Образовавшийся осадок AgI отфильтровать и растворить в избытке раствора тиосульфата натрия. Написать уравнение реакции образования ацидокомплекса. К полученному раствору комплексной соли серебра прилить немного раствора сульфида аммония или сероводорода.

Объяснить, почему образуется осадок Ag2S. Напишите выражение для константы нестойкости образующегося комплексного соединения.

ОПЫТ 5. Окислительно-восстановительные свойства комплексных соединений а) в две пробирки налить по 1 мл раствора красной кровяной соли К3[Fе(СN)6] и в каждую пробирку добавить по несколько капель FeCl3. Обратить внимание на изменение окраски растворов. Одну пробирку оставить для сравнения, а в другую добавить 5 капель раствора КОН и 10 капель 3%-ного раствора пероксида водорода. Смесь взболтать, испытать выделяющийся газ лучинкой. Изменяется ли окраска раствора Написать уравнения реакций.

б) к раствору CoCl2 прилить в избытке растворы хлорида аммония и аммиака. Наблюдать образование розовато-красного раствора комплексной соли (К. Ч.= 6). Раствор на воздухе меняет окраску (она становится желтой) вследствие окисления. Написать уравнения реакций.





ПРИЛОЖЕНИЕ Таблица Давление насыщенного водяного пара при различных температурах (в мм.

рт. ст.) Т, 0С Давление Т, 0С Давление Т, 0С Давление Т, 0С Давление 0 4,58 25 23,76 50 92,51 75 289,1 4,93 26 25,21 51 97,20 76 301,2 5,29 27 26,74 52 102,1 77 314,5,69 28,35 107,2 327,3 28 53 6,10 30,04 112,5 341,4 29 54 6,54 31,82 118,0 355,5 30 55 7,01 33,70 123,8 369,6 31 56 7,51 35,66 129,8 384,7 32 57 8,05 37,73 136,1 400,8 33 58 8,61 39,90 142,6 416,9 34 59 9,21 42,18 149,4 433,10 35 60 9,84 44,56 156,4 450,11 36 61 10,52 47,07 163,8 468,12 37 62 11,23 49,69 171,4 487,13 38 63 11,99 54,44 179,3 506,14 39 64 12,79 55,32 187,5 525,15 40 65 13,63 58,34 196,1 546,16 41 66 14,53 61,50 205,0 566,17 42 67 15,48 64,80 214,2 588,18 43 68 16,48 68,26 223,7 610,19 44 69 17,54 71,88 233,7 633,20 45 70 18,65 75,65 243,9 657,21 46 71 19,83 79,60 254,6 682,22 47 72 21,07 83,71 265,7 707,23 48 73 22,38 88,02 277,2 733,24 49 74 760, Таблица Произведение растворимости труднорастворимых веществ (при комнатной температуре) Произведение Произведение Вещество Вещество растворимости растворимости AgBr CdS 3,310-13 1,210-AgCl Cu(OH)1,710-10 1,210-Ag2CrO4 CuS 1,710-12 3,210-Ag2Cr2O7 FeS 210-7 3,810-AgI Mg(OH)8,510-17 510-AgOH MnS 1,510-8 1,410-Ag2S NiS 5,910-52 1,410-BaCO3 PbS 4,910-9 6,810-BaSO4 SrSO9,910-11 2,810-CaCO3 ZnS 510-9 7,410-CaC2O4 HgS 3,810-9 410-CaSO6,110-Таблица Константы диссоциации слабых электролитов (при 25 °С) Электролит Кдиссоциации Электролит Кдиссоциации CH3COOН 1,75410-5 К1 = 7,5210-К1 = 6,010-8 H3PO4 К2 = 6,3110-H2S К2 = 1,010-14 К3 = 1,2610-HNO410-4 К1 = 5,410-(СOOH)К1 = 1,0410-3 К2 = 5,410-H2C4H4ONH4OH К2 = 4,5510-5 1,7910-К1 = 4,4510-7 К1 = 1,5810-H2CO3 H2SOК2 = 4,6910-11 К2 = 6,3110-HCOOH Н2О 1,7710-4 1,8610-HCN 7,910-Таблица Растворимость некоторых солей в воде при различных температурах (в граммах на 100 г воды) Т, 0С 0 35,5 72,7 4,5 13,1 4,68 70,1 37,4 14,3 11,10 35,7 79,9 9,6 21,2 7,75 72,7 36,0 17,2 15,35,9 87,6 19,2 31,6 12,48 75,4 34,7 20,5 19,36,0 91,6 27,9 37,9 15,0 76,9 34,2 22,3 22,36,1 96,1 40,8 46,0 18,2 78,1 33,8 24,4 24,32,38 - - 49,81 - - - - - - 36,4 104,9 48,4 63,9 25,9 81,2 33,2 28,7 30,36,8 114,1 46,6 85,5 - 84,3 - 33,7 37,37,2 124,7 45,3 110,1 45,56 87 32,7 39,5 46,37,5 - 44,1 137,5 - 90,6 - - 56,38,1 149 43,3 168,8 73,01 94,1 33,5 55,5 69,- - - - - - 32,9 - - 38,7 - 42,7 204,9 - 97,8 31,1 76,72 86,39,4 176 42,3 243,6 100,0 102 29,7 77,0 107, - Твердая фаза Na2SO – при температуре 96 °С Таблица Процентная концентрация и плотность растворов кислот и щелочей (при 15°С) Процентная Плотность раствора, г/мл концентрация Н2SO4 HNO3 НCl CH3COOН КОН NaOH 4 1,027 1,022 1,019 1,0052 1,033 1,8 1,055 1,044 1,039 1,0113 1,065 1,12 1,083 1,068 1,059 1,0171 1,100 1,16 1,112 1,093 1,079 1,0228 1,157 1,20 1,143 1,119 1,100 1,0284 1,176 1,24 1,174 1,145 1,121 1,0337 1,217 1,28 1,205 1,171 1,142 1,0388 1,263 1,32 1,238 1,198 1,163 1,0436 1,310 1,36 1,273 1,225 1,183 1,0481 1,358 1,ю ю е е е е 4 4 NaCl NaNO Na SO 10 H O в пе р е сч т на бе зво д ну со ль KNO K Cr O (NH ) SO Ca(CH COO) CuSO 5 H O в пе р е сч т на бе зво д ну со ль CuSO (NH ) SO Продолжение табл. Процентная Плотность раствора, г/мл концентрация Н2SO4 HNO3 НCl CH3COOН КОН NaOH 44 1,342 1,277 - 1,0562 1,460 1,48 1,380 1,303 - 1,0598 1,511 1,52 1,419 1,328 - 1,0631 1,564 1,56 1,460 1,351 - 1,0660 1,616 1,60 1,503 1,373 - 1,0685 - 1,64 1,547 1,394 - 1,0707 - - 68 1,594 1,412 - 1,0725 - - 72 1,640 1,429 - 1,0740 - - 76 1,687 1,445 - 1,0747 - - 80 1,732 1,460 - 1,0748 - - 84 1,776 1,474 - 1,0742 - - 88 1,808 1,486 - 1,0726 - - 92 1,830 1,496 - 1,0696 - - 96 1,840 1,504 - 1,0644 - - ~100 1,838 1,522 - 1,0553 - - Таблица Процентная концентрация и плотность растворов некоторых солей (при °С) Процентная Плотность раствора, г/мл концентрация Na2SO4 Na2СO3 NaCl ВaCl2 NН4Cl 1 1,008 1,009 1,005 - 1,2 1,016 1,019 1,013 1,016 1,4 1,035 1,040 1,027 1,034 1,6 1,053 1,061 1,041 1,053 1,8 1,072 1,082 1,056 1,072 1,10 1,091 1,103 1,071 1,092 1,12 1,111 1,124 1,086 1,113 1,14 1,131 1,146 1,101 1,134 1,16 1,151 - 1,116 1,156 1,18 - - 1,132 1,179 1,20 - - 1,148 1,203 1,22 - - 1,164 1,228 1,24 - - 1,180 - - 26 - - 1,197 - 1,Рекомендации по построению графиков Предположим, что в ходе эксперимента нами получены следующие данные, которые удобно занести в таблицу:

№ про- Объем Объем Объем Общий Условная Время Скорость бирки раствора воды, раствора объем концент- протека- реакции Na2S2O3, мл Н2SO4, раствора рация C ния реак- V=1/t, c-мл мл мл Na2S2O3 ции t, с 1 5 10 5 20 1С 63 0,2 10 5 5 20 2С 39 0,3 15 0 5 20 3С 21 0,Необходимо построить график в координатах v(C) V (скорость реакции как функция концентрации тиосульфата натрия).Такая запись означает, что по оси ординат (OY) мы должны откладывать значения функции (скорости v), а по оси абсцисс (OX) – величины аргумента (концентрации С).

Приступим к построению графика.

1. Изобразим систему координат.

В общем случае график может иметь любые размеры. Это C зависит от того, с какой целью он строится, от количества экспериментальных точек. В нашем случае экспериментальных точек только три, поэтому наш график не должен быть слишком большим. Если, к примеру, мы V выберем размеры нашего графика 6см : 6см, то он будет вполне наглядным. С учетом этого изобразим систему координат.

2. Выберем масштаб по оси абсцисс (ОХ).

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.