Диссоциация координационных соединений.
Координационные соединения в растворе полностью диссоциируют на ионы внутренней и внешней сфер.
[Ag(NH3)2]NO3 → Ag(NH3)2++ NO3¯, α = 1.
Ионы внутренней сферы, т. е. комплексные ионы, диссоциируют на ионы металла и лиганды, как слабые электролиты, по ступеням.
где K1, К2, К1_2называются константами нестойкостии характеризуют диссоциацию комплексов: чем меньше константа нестойкости, тем меньше диссоциирует комплекс, тем он устойчивее.
II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Основные классы неорганических соединений
Оксиды
Оксиды – сложные вещества, состоящие из атомов кислорода в степени окисления ‑2 и атомов другого элемента.
Номенклатура: Fe2O3 – оксид железа(III), Cl2O – оксид хлора(I).
Классификация оксидов
Несолеобразующие (безразличные) оксиды: CO, SiO, NO, N2O.
Солеобразующие оксиды:
основные – оксиды металлов в степени окисления +1, +2,
амфотерные – оксиды металлов в степени окисления +2, +3, +4,
кислотные – оксиды металлов в степени окисления +5, +6, +7 и
оксиды неметаллов в степени окисления +1 – +7.
Получение оксидов
Горение простых веществ:
С + O2 = CO2
2Са + O2 = 2СаО
Горение (обжиг) сложных веществ:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2Н2O
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
Разложение сложных веществ:
CaCO3 →t→ СаО + CO2
2Fe(OH)3 →t→ Fe2O3 + ЗН2O
Химические свойства оксидов
Основным оксидам (Na2O, CaO, CuO, FeO) соответствуют основания.
СаО + Н2O = Са(OH)2 (растворимы оксиды металлов IA– и IIА‑групп, кроме Be, Mg)
CuO + Н2O ≠ (оксиды остальных металлов нерастворимы)
СаО + CO2 = CaCO3
СаО + 2HCl = CaCl2 + Н2O
Кислотным оксидам (CO2, Р2O5, СrO3, Mn2O7) соответствуют кислоты.
SO2 + Н2O = H2SO3 (кислотные оксиды, кроме SiO2, растворимы в воде)
SO2 + СаО = CaSO3
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + Н2O
Амфотерным оксидам (ZnO, Al2O3, Cr2O3, ВеО, РЬО) соответствуют амфотерные гидроксиды.
ZnO + H2O ≠ (амфотерные оксиды нерастворимы в воде)
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + Н2O
ZnO + 2NaOH →t→ Na2ZnO2 + Н2O (при нагревании или сплавлении)
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] (в разбавленном растворе)
Основания
Основания– сложные вещества, состоящие из атомов металла и гидроксиль‑ных групп; основания – электролиты, образующие при диссоциации в качестве анионов только анионы гидроксила.
Номенклатура: Fe(OH)3 – гидроксид железа(III).
Классификация оснований:
– растворимые (щелочи) NaOH, KOH;
– нерастворимые Fe(OH)2, Mg(OH)2;
– амфотерные Zn(OH)2, Al(OH)3, Ве(OH)2, Сr(OH)3;
– однокислотные NaOH, KOH;
– двухкислотные Ва(OH)2, Zn(OH)2;
– трехкислотные Al(OH)3, Сr(OH)3.
Получение оснований
Получение щелочей:
2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2
Na2O + Н2O = 2NaOH
Получение нерастворимых и амфотер‑ных оснований:
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl
Свойстващелочей:
NaOH → Na++ OH¯ (α = 1, фенолфталеин – красный)
NaOH + HCl = NaCl + H2O (реакция нейтрализации)
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
2NaOH + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4]
2NaOH + Al2O3 →t→ 2NaAlO2 + H2O
2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4
2NaOH + Zn + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2
2NaOH + 2Al + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
2NaOH + Si + H2O = Na2SiO3 + 2H2
Свойства нерастворимых оснований:
Fe(OH)2 ↔ FeOH++ OH¯ (α << 1);
FeOH+ ↔ Fe2++ OH‾ (α << 1)
Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O
Fe(OH)2 →t→ FeO + H2O
Свойства амфотерных оснований:
Al3++ ЗOH¯ + Н2O ↔ Al(OH)3↓ + Н2O ↔ [Al(OH)4]¯ + Н+
Al(OH)3 + ЗHCl = AlCl3 + ЗН2O
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
2Al(OH)3 →t→ Al2O3 + ЗН2O
Кислоты
Кислоты– сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка; кислоты – электролиты, образующие при диссоциации в качестве катионов только катионы водорода.
Номенклатура кислот и кислотных остатков:
| Форула | Название | Форула | Название |
| HClO | хлорноватистая | ClO- | гипохлорит |
| HClO2 | хлористая | ClO2- | хлорит |
| HClO3 | хлорноватая | ClO3- | хлорат |
| HClO4 | хлорная | ClO4- | перхлорат |
| HCl | хлороводородная | Cl- | хлорид |
| НF | фтороводо-родная | F- | фторид |
| НВr | бромоводо-родная | Br- | бромид |
| HI | иодоводород-ная | I- | иодид |
| H2S | сероводородная | S2- | сульфид |
| H2SO4 | серная | SO42- | сульфат |
| H2SO3 | сернистая | SO32- | сульфит |
| HNO3 | азотная | NO3- | нитрат |
| HNO2 | азотистая | NO2- | нитрит |
| H3PO4 | фосфорная | PO43- | ортофосфат |
| H2CO3 | угольная | CO32- | карбонат |
| H2SiO3 | кремниевая | SiO32- | силикат |
| CH3COOH | уксусная | CH3COO- | ацетат |
Классификация кислот:
– одноосновные HCl
– двухосновные H2S
– трехосновные Н3PO4
– кислородсодержащие HNO3
– бескислородные HCl
Получение кислот
CO2 + Н2O = Н2CO3 (кроме SiO2)
Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3↓
H2 + Cl2 = 2HCl
Химические свойства кислот
HCl → H++ CI¯ (α =1) (лакмус – красный)
CH3COOH ↔ CH3COO¯ + H+(α << 1)
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (металл в ряду напряжений до Н)
Cu + HCl ≠ (не идет, металл в ряду напряжений после Н)
2HCl + CuO = CuCl2 + Н2O
2HCl + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2Н2O
2HCl + ZnO = ZnCl2 + Н2O
3HCl + Al(OH)3 = AlCl3 + 3Н2O
2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2↑ (выделяется газ)
HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3 (образуется осадок)
Соли
Соли – сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотного остатка.
Соли – электролиты, образующие при диссоциации катионы металла или аммония и анионы кислотного остатка.
Номенклатура солей
Na2HPO4 – гидрофосфат натрия
Са(Н2PO4)2 – дигидрофосфат кальция
AlOHSO4 – гидроксид сульфат алюминия
KMgF3 – фторид калия магния
NaCl • NaF – фторид хлорид натрия
NaNH4HPO4 – гидрофосфат аммония натрия
Na2[Zn(OH)4] – тетрагидроксоцинкат натрия
Классификация солей
– средние – MgCl2, Na3PO4
– кислые – Na2HPO4, Ca(H2PO4)2
– основные – MgOHCl, (Al(OH)2)2SO4
– смешанные – NaCl • NaF, CaBrCl
– двойные – KMgF3, KAl(SO4)2
– комплексные – Na2[Zn(OH)4], K3[Cr(OH)6]
– кристаллогидраты – CuSO4 • 5H2O
Получение солей (на примере получения CuS04)
Cu + 2H2SO4 конц = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuO + SO3 = CuSO4
Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O
CuCO3 + H2SO4 = CuSO4 + H2O + CO2
CuCl2 + Ag2SO4 = CuSO4 + 2AgCl↓
Химические свойства солей
NaHCO3 → Na++ HCO3¯ (α = 1)
HCO3¯ ↔ H++ CO32‑(α << 1)
MgOHCl → MgOH++ CI¯ (α = 1)
MgOH+ ↔ Mg2++ OH¯ (α << 1)
NaHSO4 → Na++ Н++ SO4¯ (α = 1)
CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4 (Fe до Cu в ряду напряжений)
Pb + ZnCl2 ≠ (Pb после Zn в ряду напряжений)
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4(осадок)
CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4 (осадок)
CuSO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + CuCl2 (осадок)