Количественные характеристики реакции гидролиза

Степень гидролиза (a_гидр.) - отношение числа гидролизованных молекул к общему числу растворённых молекул (выражается в процентах):

a_гидр.= ([C]_гидр. / [C]_раств.) • 100%

Степень гидролиза зависит от химической природы образующейся при гидролизе кислоты (основания) и будет тем больше, чем слабее кислота (основание) (в определённых равных условиях).

ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Классификация неорганических веществ

Основания

Оксиды

Кислоты

Соли

Генетическая связь

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Простые вещества. Молекулы состоят из атомов одного вида (атомов одного элемента). В химических реакциях не могут разлагаться с образованием других веществ.

Сложные вещества (или химические соединения). Молекулы состоят из атомов разного вида (атомов различных химических элементов). В химических реакциях разлагаются с образованием нескольких других веществ.

Неорганические вещества
Простые	Металлы
Неметаллы
Сложные	Оксиды
Основания
Кислоты
Соли

Резкой границы между металлами и неметаллами нет, т.к. есть простые вещества, проявляющие двойственные свойства.

Аллотропия

Аллотропия - способность некоторых химических элементов образовывать несколько простых веществ, различающихся по строению и свойствам.

С - алмаз, графит, карбин.

O - кислород, озон.

S - ромбическая, моноклинная, пластическая.

P - белый, красный, чёрный.

Явление аллотропии вызывается двумя причинами:

1) различным числом атомов в молекуле, например кислород O₂ и озон O₃

2) образованием различных кристаллических форм, например алмаз и графит.

ОСНОВАНИЯ

Основания - сложные вещества, в которых атомы металлов соединены с одной или несколькими гидроксильными группами (с точки зрения теории электролитической диссоциации, основания - сложные вещества, при диссоциации которых в водном растворе образуются катионы металла (или NH₄⁺) и гидроксид - анионы OH^-).

Классификация. Растворимые в воде (щёлочи) и нерастворимые. Амфотерные основания проявляют также свойства слабых кислот.

Получение

1. Реакции активных металлов ( щелочных и щелочноземельных металлов) с водой:

2Na + 2H₂O ® 2NaOH + H₂

Ca + 2H₂O ® Ca(OH)₂ + H₂

2. Взаимодействие оксидов активных металлов с водой:

BaO + H₂O ® Ba(OH)₂

3. Электролиз водных растворов солей

2NaCl + 2H₂O ® 2NaOH + H₂ + Cl₂

Химические свойства

Щёлочи	Нерастворимые основания
1. Действие на индикаторы.
лакмус - синий метилоранж - жёлтый фенолфталеин - малиновый	––
2. Взаимодействие с кислотными оксидами.
2KOH + CO₂ ® K₂CO₃ + H₂O KOH + CO₂ ® KHCO₃	––
3. Взаимодействие с кислотами (реакция нейтрализации)
NaOH + HNO₃ ® NaNO₃ + H₂O	Cu(OH)₂ + 2HCl ® CuCl₂ + 2H₂O
4. Обменная реакция с солями
Ba(OH)₂ + K₂SO₄ ® 2KOH + BaSO₄¯ 3KOH+Fe(NO₃)₃ ® Fe(OH)₃¯ + 3KNO₃	––
5. Термический распад.
––	Cu(OH)₂ –^t^°® CuO + H₂O

ОКСИДЫ

Классификация

Оксиды - это сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород.

ОКСИДЫ
Несолеобразующие	CO, N₂O, NO
Солеобразующие	Основные-это оксиды металлов, в которых последние проявляют небольшую степень окисления +1, +2 Na₂O; MgO; CuO
	Амфотерные (обычно для металлов со степенью окисления +3, +4). В качестве гидратов им соответствуют амфотерные гидроксиды ZnO; Al₂O₃; Cr₂O₃; SnO₂
	Кислотные -это оксиды неметаллов и металлов со степенью окисления от +5 до +7 SO₂; SO₃; P₂O₅; Mn₂O₇; CrO₃
	Основным оксидам соответствуют основания, кислотным– кислоты, амфотерным – и те и другие

Получение

1. Взаимодействие простых и сложных веществ с кислородом:

2Mg + O₂ ® 2MgO

4P + 5O₂ ® 2P₂O₅

S + O₂ ® SO₂

2CO + O₂ ® 2CO₂

2CuS + 3O₂ ® 2CuO + 2SO₂

CH₄ + 2O₂ ® CO₂ + 2H₂O

4NH₃ + 5O₂ –^кат.® 4NO + 6H₂O

2. Разложение некоторых кислородсодержащих веществ (оснований, кислот, солей) при нагревании:

Cu(OH)₂ –^t^°® CuO + H₂O

(CuOH)₂CO₃ –^t^°® 2CuO + CO₂ + H₂O

2Pb(NO₃)₂ –^t^°® 2PbO + 4NO₂ + O₂

2HMnO₄ –^t^°^;H²^SO⁴^(конц.)® Mn₂O₇ + H₂O

Химические свойства

Основные оксиды	Кислотные оксиды
1. Взаимодействие с водой
Образуется основание: Na₂O + H₂O ® 2NaOH CaO + H₂O ® Ca(OH)₂	Образуется кислота: SO₃ + H₂O ® H₂SO₄ P₂O₅ + 3H₂O ® 2H₃PO₄
2. Взаимодействие с кислотой или основанием:
При реакции с кислотой образуется соль и вода MgO + H₂SO₄ –^t^°® MgSO₄ + H₂O CuO + 2HCl –^t^°® CuCl₂+ H₂O	При реакции с основанием образуется соль и вода CO₂ + Ba(OH)₂ ® BaCO₃ + H₂O SO₂ + 2NaOH ® Na₂SO₃ + H₂O
Амфотерные оксиды взаимодействуют
с кислотами как основные: ZnO + H₂SO₄® ZnSO₄ + H₂O	с основаниями как кислотные: ZnO + 2NaOH ® Na₂ZnO₂ + H₂O (ZnO + 2NaOH + H₂O ® Na₂[Zn(OH)₄])
3. Взаимодействие основных и кислотных оксидов между собой приводит к солям.
Na₂O + CO₂ ® Na₂CO₃
4. Восстановление до простых веществ:
3CuO + 2NH₃ ® 3Cu + N₂ + 3H₂O P₂O₅+ 5C ® 2P + 5CO

КИСЛОТЫ

Кислоты - сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка. (С точки зрения теории электролитической диссоциации: кислоты - электролиты, которые при диссоциации в качестве катионов образуют только H⁺).

Классификация

1. По составу: бескислородные и кислородсодержащие.

2. По числу атомов водорода, способных замещаться на металл: одно-, двух-, трёхосновные...

Бескислородные:		Название соли
HCl - хлористоводородная (соляная)	одноосновная	хлорид
HBr - бромистоводородная	одноосновная	бромид
HI - йодистоводородная	одноосновная	йодид
HF - фтористоводородная (плавиковая)	одноосновная	фторид
H₂S - сероводородная	двухосновная	сульфид

Кислородсодержащие:
HNO₃ – азотная	одноосновная	нитрат
H₂SO₃ - сернистая	двухосновная	сульфит
H₂SO₄ – серная	двухосновная	сульфат
H₂CO₃ - угольная	двухосновная	карбонат
H₂SiO₃ - кремниевая	двухосновная	силикат
H₃PO₄ - ортофосфорная	трёхосновная	ортофосфат

Получение

1. Взаимодействие кислотного оксида с водой (для кислородсодержащих кислот):

SO₃ + H₂O ® H₂SO₄

P₂O₅ + 3H₂O ® 2H₃PO₄

2. Взаимодействие водорода с неметаллом и последующим растворением полученного продукта в воде (для бескислородных кислот):

H₂+ Cl₂® 2HCl

H₂ + S ® H₂S

3. Реакциями обмена соли с кислотой

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ ® BaSO₄¯ + 2HNO₃

в том числе, вытеснение слабых, летучих или малорастворимых кислот из солей более сильными кислотами:

Na₂SiO₃+ 2HCl ® H₂SiO₃¯ + 2NaCl

2NaCl(тв.) + H₂SO₄(конц.) –^t^°® Na₂SO₄ + 2HCl

Химические свойства

1. Действие на индикаторы.

лакмус - красный

метилоранж - розовый

2. Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации):

H₂SO₄+ 2KOH ® K₂SO₄ + 2H₂O

2HNO₃ + Ca(OH)₂ ®Ca(NO₃)₂+ 2H₂O

3. Взаимодействие с основными оксидами:

CuO + 2HNO₃ –^t^°® Cu(NO₃)₂ + H₂O

4. Взаимодействие с металлами:

Zn + 2HCl ® ZnCl₂ + H₂

2Al + 6HCl ® 2AlCl₃ + 3H₂

(металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, кислоты-неокислители).

5. Взаимодействие с солями (реакции обмена), при которых выделяется газ или образуется осадок:

H₂SO₄+ BaCl₂ ® BaSO₄¯ +2HCl

2HCl + K₂CO₃ ® 2KCl + H₂O + CO₂

СОЛИ

Соли - сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков. Это наиболее многочисленный класс неорганических соединений.

Классификация

СОЛИ
	Средние
Кислые
Основные
Двойные
Смешанные
Комплексные

Средние. При диссоциации дают только катионы металла (или NH₄⁺)

Na₂SO₄ « 2Na⁺ +SO₄^2-

CaCl₂ « Ca²⁺ + 2Cl^-

Кислые. При диссоциации дают катионы металла (NH₄⁺), ионы водорода и анионы кислотного остатка.

NaHCO₃ « Na⁺ + HCO₃^- « Na⁺ + H⁺ + CO₃^2-

Продукты неполного замещения атомов водорода многоосновной кислоты на атомы металла.

Основные. При диссоциации дают катионы металла, анионы гидроксила и кислотного остатка.

Zn(OH)Cl « [Zn(OH)]⁺ + Cl^- « Zn²⁺ + OH^- + Cl^-

Продукты неполного замещения групп OH соответствующего основания на кислотные остатки.

Двойные. При диссоциации дают два катиона и один анион.

KAl(SO₄)₂ « K⁺ + Al³⁺ + 2SO₄^2-

Смешанные. Образованы одним катионом и двумя анионами:

CaOCl₂ « Ca²⁺ + Cl^- + OCl^-

Комплексные. Содержат сложные катионы или анионы.

[Ag(NH₃)₂]Br « [Ag(NH₃)₂]⁺ + Br ^-

Na[Ag(CN)₂] « Na⁺ + [Ag(CN)₂]^-

Средние соли

Получение

Большинство способов получения солей основано на взаимодействии веществ с противоположными свойствами:

1) металла с неметаллом:

2Na + Cl₂ ® 2NaCl

2) металла с кислотой:

Zn + 2HCl ® ZnCl₂ + H₂

3) металла с раствором соли менее активного металла

Fe + CuSO₄ ® FeSO₄ + Cu

4) основного оксида с кислотным оксидом:

MgO + CO₂ ® MgCO₃

5) основного оксида с кислотой

CuO + H₂SO₄ –^t^°® CuSO₄ + H₂O

6) основания с кислотным оксидом

Ba(OH)₂+ CO₂ ® BaCO₃¯ + H₂O

7) основания с кислотой:

Ca(OH)₂ + 2HCl ® CaCl₂ + 2H₂O

8) соли с кислотой:

MgCO₃ + 2HCl ® MgCl₂ + H₂O + CO₂

BaCl₂ + H₂SO₄ ® BaSO₄¯ + 2HCl

9) раствора основания с раствором соли:

Ba(OH)₂ + Na₂SO₄ ® 2NaOH + BaSO₄¯

10) растворов двух солей

3CaCl₂ + 2Na₃PO₄ ® Ca₃(PO₄)₂¯ + 6NaCl

Химические свойства

1. Термическое разложение.

CaCO₃ ® CaO + CO₂

2Cu(NO₃)₂ ® 2CuO + 4NO₂ + O₂

NH₄Cl ® NH₃ + HCl

2. Гидролиз.

Al₂S₃ + 6H₂O « 2Al(OH)₃¯ + 3H₂S

FeCl₃ + H₂O « Fe(OH)Cl₂ + HCl

Na₂S + H₂O « NaHS +NaOH

3. Обменные реакции с кислотами, основаниями и другими солями.

AgNO₃ + HCl ® AgCl¯ + HNO₃

Fe(NO₃)₃ + 3NaOH ® Fe(OH)₃¯ + 3NaNO₃

CaCl₂ + Na₂SiO₃ ® CaSiO₃¯ + 2NaCl

4. Окислительно-восстановительные реакции, обусловленные свойствами катиона или аниона.

2KMnO₄ + 16HCl ® 2MnCl₂ + 2KCl + 5Cl₂ + 8H₂O

Кислые соли

Получение

1. Взаимодействие кислоты с недостатком основания.

KOH + H₂SO₄ ® KHSO₄ + H₂O

2. Взаимодействие основания с избытком кислотного оксида

Ca(OH)₂ + 2CO₂ ® Ca(HCO₃)₂

3. Взаимодействие средней соли с кислотой

Ca₃(PO₄)₂ + 4H₃PO₄ ® 3Ca(H₂PO₄)₂

Химические свойства.

1. Термическое разложение с образованием средней соли

Ca(HCO₃)₂ ® CaCO₃¯ + CO₂ + H₂O

2. Взаимодействие со щёлочью. Получение средней соли.

Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ ® 2BaCO₃¯ + 2H₂O

Основные соли

Получение

1. Гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой

ZnCl₂ + H₂O ® [Zn(OH)]Cl + HCl

2. Добавление (по каплям) небольших количеств щелочей к растворам средних солей металлов

AlCl₃ + 2NaOH ® [Al(OH)₂]Cl + 2NaCl

3. Взаимодействие солей слабых кислот со средними солями

2MgCl₂ + 2Na₂CO₃ + H₂O ® [Mg(OH)]₂CO₃¯ + CO₂ + 4NaCl

Химические свойства.

1. Термическое разложение.

[Cu(OH)]₂CO₃(малахит) ® 2CuO + CO₂ + H₂O

2. Взаимодействие с кислотой: образование средней соли.

Sn(OH)Cl + HCl « SnCl₂ + H₂O

Комплексные соли

Строение

K₄[Fe(CN)₆]
K₄[Fe(CN)₆]	– Внешняя сфера
K₄[Fe(CN)₆]	– Внутренняя сфера
K₄[Fe(CN)₆]	– Комплексообразователь (центральный атом)
K₄[Fe(CN)₆]	– Координационное число
K₄[Fe(CN)₆]	– Лиганд

Центральными атомами обычно служат ионы металлов больших периодов (Co, Ni, Pt, Hg, Ag, Cu); типичными лигандами являются OH^-, CN^-, NH₃, CO, H₂O; они связаны с центральным атомом донорно-акцепторной связью.

Получение

1. Реакции солей с лигандами:

AgCl + 2NH₃ ® [Ag(NH₃)₂]Cl

FeCl₃ + 6KCN ® K₃[Fe(CN)₆] + 3KCl

Химические свойства.

1. Разрушение комплексов за счёт образования малорастворимых соединений:

2[Cu(NH₃)₂]Cl + K₂S ® CuS¯ + 2KCl + 4NH₃

2. Обмен лигандами между внешней и внутренней сферами.

K₂[CoCl₄] + 6H₂O ® [Co(H₂O)₆]Cl₂ + 2KCl

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
МЕЖДУ РАЗЛИЧНЫМИ КЛАССАМИ СОЕДИНЕНИЙ