Качественная реакция на борат-ион

Качественная реакция на борат-ион - student2.ru

66. Общая характеристика щелочных металлов. Натрий, калий: свойства, биологическая роль.

Качественная реакция на борат-ион - student2.ru Щелочны́е мета́ллы — это элементы I группы главной подгруппы периодической таблицы химических элементов.

литий 3Li

натрий 11Na

калий 19К

рубидий 37Rb

цезий 55Cs

франций 87Fr

радиусы атомов ↑энергия ионизации ↓

способность отдавать электроны ↑

металлические свойства ↑

восстановительная способность ↑

Строение внешнего энергетического уровне ….ns1, в соединениях постоянная степень окисления + 1.

11Na 19К

…ns1 , I, +1

Нахождение в природе:

В свободном виде щелочные металлы в природе не встречаются.

Основные природные соединения натрия:

-галит, или каменная (поваренная) соль NaCl

-мирабилит, или глауберова соль Na2SO4 ∙ 10H2O.

Важнейшие минералы калия:

-сильвинит NaCl ∙KCl

-карналлит KCl ∙MgC12∙ 6H2O

Физические свойства:

-На свежем срезе щелочные металлы - серебристо-белые с металлическим блеском, который на воздухе быстро исчезает вследствие окисления кислородом воздуха.

-Хранят под слоем керосина или в атмосфере инертного газа.

-Щелочные металлы являются легкими и пластичными. Литий - самый легкий металл, его плотность равна 0,534 г/см3 (200 С).

-Это мягкие металлы, по мягкости Na, К, Rb и Cs подобны воску, самым твердым является литий.

-Щелочные металлы легкоплавкие. Так, температура плавления цезия равна 28,50С, температура плавления лития (180,50С).

-Щелочные металлы обладают хорошей тепло- и электропроводностью.

Химические свойства:

Щелочные металлы обладают высокой химической активностью, активность увеличивается в ряду Li – Na – K – Rb – Cs – Fr.

В реакциях они являются сильными восстановителями.

Взаимодействие с простыми веществами.

1. взаимодействие с кислородом.

Щелочные металлы легко окисляются кислородом воздуха, а рубидий и цезий даже самовоспламеняются.

С кислородом литий образует оксид:

4Li + O2 = 2Li2O

Основным продуктом окисления натрия является пероксид натрия: 2Na + O2 = Na2O2

Калий, рубидии и цезии при взаимодействии с кислородом образуют главным образом надпероксиды, например надпероксид (супероксид) калия: К + O2 = KO2

2. щелочные металлы самовоспламеняются во фторе, хлоре, парах брома, образуя галогениды:

2Na + Br2 =2NаВr

3. при нагревании щелочные металлы взаимодействуют со многими неметаллами (водородом, серой, селеном, йодом, азотом, углеродом):2Na + S = Na2S

4. щелочные металлы взаимодействуют с водородом при слабом нагревании, образуя гидриды: 2Na + Н2 = 2NaH

5. натрий и калий реагируя с ртутью образуют амальгамы.

Щелочные металлы взаимодействуют также со многими металлами, образуя интерметаллические соединения, например: Li2Zn, Nа2Sn.

Взаимодействие с водой.

Все щелочные металлы активно реагируют с водой, восстанавливая ее до водорода

2Na + 2Н2О = 2NaOH + H2

Активность взаимодействия металлов с водой увеличивается в ряду от лития к цезию. Так, калий при взаимодействии с водой воспламеняется, а рубидий и цезий реагируют со взрывом.

Взаимодействие с кислотами

1. щелочные металлы взаимодействуют с HCl и разбавленной H2SO4 с выделением водорода:

2Na + 2НСl = 2NaCl + H2

2. концентрированную серную кислоту щелочные металлы восстанавливают главным образом до сероводорода:

8Na + 5H2SO4 = 4Na2SO4 + H2S↑ + 4Н2О

При этом возможно параллельное протекание реакции восстановления серной кислоты до оксида сepы (IV) - SO2 и элементной серы S.

3. при реакции с разб. азотной кислотой преимущественно получается аммиак или нитрат аммония, а с конц. кислотой - азот или оксид азота (I) 8Na + 10НNO3(разб.) = 8NаNO3 + NН4NO3 + 3Н2О; 8K+ 10HNO3(конц.) = 8KNO3 + N2O + 5H2O

Взаимодействие с оксидами металлов и солями

Щелочные металлы вследствие высокой химической активности могут восстанавливать многие металлы из их оксидов и солей:

ВеО + 2Na = Ве + Na2O; СаСl2 + 2Na = Са + 2NaCl

Биологическая роль:

Ион натрия Na+ - главный внеклеточный ион,

ион калия К+ - основной внутриклеточный ион, их взаимодействие поддерживает жизненно важные процессы в клетках. В организме человека растворимые соли натрия хлорид, фосфат, гидрокарбонат – входят в состав крови, лимфы.

Осмотическое давление крови поддерживается на необходимом уровне за счет хлорида натрия.

67. Щелочноземельные металлы. Соединения кальция: свойства, биологическая роль.

Щё́лочноземе́льные мета́ллы — химические элементы 2-й группы главной подгруппы периодической таблицы элементов: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий.

Строение внешнего уровня .... ns2

Сильные восстановители.

Образуют основные оксиды типа - RO, которым отвечают основания типа - R(OH)2

В ряду Ве(ОН)2 → Rа(ОН)2 растворимость и основные свойства увеличиваются

Ве(ОН)2 - амфотерное основание.

Ве и Мg несколько отличаются от остальных металлов подгруппы. Ве с водой не взаимодействует, Мg - при нагревании, а остальные Ме активно реагируют при обычных условиях: R + 2H2O = R(OH) + H2

Щелочноземельные металлы с водородом образуют гидриды общей формулы RH2

Соединения Кальция

СаО - негашеная известь (техн. название жженая известь или «кипелка») порошок белого цвета.

В промышленности получается при обжиге известняка, мела и других карбонатных пород:

CaCO3= CaO + CO2

СаО - основной оксид (техн. название гашенная известь, в виде порошка называется – пушенкой)

1. Взаимодействие с водой: СаО+Н2О = Са(ОН)2

2. Взаимодействие с кислотными оксидами и кислотами: СаО+СО2 =СаСО3

СаО + 2НNO3 = Са(NO3)2 + Н2О

3. при высоких температурах реагирует с коксом, образуя карбид кальция: СаО + 3С = СаС2 + СО

Са(ОН)2 - техн. название - гашенная известь, твердое вещество белого цвета, растворим в воде, раствор называется известковой водой, обладает щелочными свойствами: Сa(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O; CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2

2. Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + H2O

3. 3Ca(OH)3 + 2FeCl3 = 2Fe(OH)3↓+ 3СаCl2

4. Качественная реакция на катион Ca2+

а) окрашивание пламени в кирпично-красный цвет

б) (NH4)2C2O4 + Ca2+ = CaC2O4↓(белый) + 2NH4+

Соли кальция

СаSO4 ∙ 2Н2О - гипс, как вяжущее средство в строительстве, в медицине - при наложении гипсовых повязок.

Са(SO4)2 ∙ H2O- алебастр.

Са3(РО4)2 - основной компонент фосфоритов и апатитов – сырье для производства фосфорных удобрений, это главный конструкционный материал наших костей.

СаСl2 ∙ 6Н2О - широко применяется в медицине, внутривенные инъекции растворов СаСl2 снижают спазмы сердечно-сосудистой системы, улучшают свертываемость крови, помогает бороться с оттеками, воспалениями, аллергией.

СаСl2 + Са(СlO)2 - хлорная известь - окислитель в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства, а так же для дегазации местности, зараженной стойкими отравляющими веществами.

СаF2 - флюоргий - прозрачные кристаллы, представляют ценность для оптики потому что они пропускают ультрафиолетовые и инфракрасные лучи намного лучше, чем стекло, кварц или вода.

СаС2 – карбид для автогенной сварки и резки металла, для получения ацетилена.

Кальций — распространенный макроэлемент в организме растений, животных и человека. В организме человека и других позвоночных большая его часть находится в скелете и зубах. Ионы кальция участвуют в процессах свертывания крови, а также служат одним из универсальных вторичных посредников внутри клеток и регулируют самые разные внутриклеточные процессы — мышечное сокращение, в том числе секрецию гормонов.

68. Щелочноземельные металлы. Соединения магния: свойства, биологическая роль.

Щё́лочноземе́льные мета́ллы — химические элементы 2-й группы главной подгруппы периодической таблицы элементов: бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий.

Строение внешнего уровня .... ns2

Сильные восстановители.

Образуют основные оксиды типа - RO, которым отвечают основания типа - R(OH)2

В ряду Ве(ОН)2 → Rа(ОН)2 растворимость и основные свойства увеличиваются

Ве(ОН)2 - амфотерное основание.

Ве и Мg несколько отличаются от остальных металлов подгруппы. Ве с водой не взаимодействует, Мg - при нагревании, а остальные Ме активно реагируют при обычных условиях:

R + 2H2O = R(OH)2 + H2

Щелочноземельные металлы с водородом образуют гидриды общей формулы RH2

Соединения магния:

Оксид магния MgO - белый, тугоплавкий порошок, малорастворим в воде, обладает основными свойствами.

МgО+2НСl=МgCl2+ Н2О

MgO+CO2 =MgCO3

Гидроксид магния Мg(OH)2 - типичное основание средней силы.

Получение в лаборатории:

МgCl2 +2КОН = Мg(OН)2↓ + 2КСl

Химические свойства:

1. Мg(OH)2 +2HNО3 = Мg(NO3)2 + 2Н2О

2. Мg(OH)2 = МgO + Н2О

Качественная реакция на Mg2+

MgSO4 +Na2HPO4 +NH4OH = MgNH4PO4↓+ Na2SO4 +H2O

Соли магния:

MgSO4 ∙ 7H2O - горькая английская соль, применяется в качестве слабительного, в виде инъекций - как спазмолитик, противосудорожное и обезболивающее средство.

Mg2Si3O8 · nH2O – трисиликат магния, применение в медицине основано на его адсорбционном действии, поэтому его назначают при гастритах и кишечных заболеваниях.

МgCO3 ∙ Мg(OH)2 ∙ H2O - белая магнезия применяется внутрь при повышенной кислотности желудочного сока, как легкое слабительное, входит в состав зубного порошка.

MgCl2 ∙ 6H2O -водный раствор, для приготовления магнезиального цемента, ксилолита и др. синтетических материалов.

MgCO3 – в производстве теплоизоляционных материалов.

Биологическая роль:

Магний является кофактором многих ферментативных реакций. Магний необходим для превращения креатина фосфата в АТФ — нуклеотид, являющийся универсальным поставщиком энергии в живых клетках организма. Магний необходим на всех этапах синтеза белка. Он участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца, оказывает сосудорасширяющее действие, стимулирует желчеотделение, повышает двигательную активность кишечника, что способствует выведению шлаков из организма (в том числе и холестерина).

69. Жесткость воды: виды жесткости, способы ее устранения.

Жесткость воды – совокупность свойств воды, обусловленная содержанием в воде ионов Са2+ и Мg2+.

Виды жесткости:

1. Карбонатная (или временная) жесткость обусловлена присутствием гидрокарбонатов Са и Мg.

2. Некарбонатная (или постоянная жесткость) обусловлена присутствием сульфатов и хлоридов Са и Мg.

Способы ее устранения:

Карбонатная жесткость

а) кипячением

Са(НСО3)2 = СаСО3↓ +Н2О+СО2↑

б) действием известкового молока или соды

Са(ОН)2 +Са(НСО3)2 = 2СаСО3↓+2Н2О

Са(НСО3)2 +Nа2СО3 = СаСО3↓ +2NаНСО3

Некарбонатная жесткость

а) действием соды

СаSO4 + Nа2СО3 = СаСО3↓ + Nа2SО4

МgSО4 +Nа2СО3 = МgСО3↓ +Nа2SО4

70. Соединения железа в степени окисления +2: свойства, строение важнейших соединений, в том числе и лекарственных.

Оксид железа (II) FеО и гидроксид железа (II) Fе(OH)2

Вещества основного характера, легко взаимодействуют с кислотами:

FeO + H2SO4 = FeSO4 + Н2O

Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + Н2O

Оксид железа (II) можно получить, восстанавливая оксид железа (III) водородом:

Fe2O3 + H2 = 2FeO + Н2О

Гидроксид железа (II) образуется при действии щелочей на растворы солей железа (II):

FеSО4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4

Эта реакция должна протекать без доступа воздуха, т.к. гидроксид железа (II) легко окисляется до гидроксида железа (III):

4Fe(OH)2 + O2 + 2Н2О = 4Fе(ОН)3

Растворы солей железа(II) бесцветны.

Соли железа (II) под действием окислителей проявляют восстановительные свойства:

Если реакция проходит в кислой среде, то они переходят в соли железа (III)

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2МnSO4 + K2SO4 + 8Н2О

Качественная реакция на ионы железа (II):

3FeSO4 + 2K3[Fе(CN)6] = Fe3[Fе(CN)6]2↓(турнбулева синь) + 3K2SO4

В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания).

В организме взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02 %), из которых 75 % являются главным действующим элементом гемоглобина крови, остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы дыхания в клетках.

Недостаток железа проявляется как болезнь организма (хлороз у растений и анемия у животных).

В организм животных и человека железо поступает с пищей (наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла).

71. Соединения железа в степени окисления +3: свойства, строение важнейших соединений, в том числе и лекарственных.

Оксид железа (III) Fе2O3 и гидроксид железа (ПI) Fе(ОН)3 (проявляют амфотерные свойства)

2O3+ 6НСl = 2FеСl3 + ЗН2О

2O3 + 2KOH = 2KFeO2 + Н2О (феррит калия, соль железистой кислоты НFeO2)

Fе(ОН)3+ 3НСl = FеСl3 + 3Н2О

Fе(ОН)3 + 3KOH = K3[Fе(ОН)6]

Гидроксид железа (III) можно получить действием щелочей на соли железа (III):

FеСl3 + 3КОН = Fе(ОН)3 + ЗKСI

При прокаливании Fе(ОН)3 образуется оксид железа (III):

2Fе(ОН)3 = Fе2O3+ 3Н2О

Растворы солей железа(III) имеют желтую окраску.

Соли железа (III) - слабые окислители.

Под действием восстановителей они переходят в соединения железа (II):

2FeCl3 + 2КI = 2FeCl2 + I2 + 2KCl

Качественная реакция на ионы железа (III):

4FeCl3 + 3K4[Fе(CN)6] = Fe4 [Fе(CN)6]3↓( берлинская лазурь) + 12KCl

Обнаружить ионы Fe3+ можно также по реакции с тиоцианатом калия KNCS или аммония NH4 NCS

FеСl3 + 3KNCS = Fe(NCS)3(кpoвaвo–красный раствор) + 3КСl

В живых организмах железо является важным микроэлементом, катализирующим процессы обмена кислородом (дыхания).

В организме взрослого человека содержится около 3,5 грамма железа (около 0,02 %), из которых 75 % являются главным действующим элементом гемоглобина крови, остальное входит в состав ферментов других клеток, катализируя процессы дыхания в клетках.

Недостаток железа проявляется как болезнь организма (хлороз у растений и анемия у животных).

В организм животных и человека железо поступает с пищей (наиболее богаты им печень, мясо, яйца, бобовые, хлеб, крупы, свёкла).

72. Соединения марганца в степени окисления +7.

Оксид марганца (VII)- Мn2O7 - проявляет кислотные свойства.

1. взаимодействие с водой:

Мn2O7 + Н2O = 2HМnO4

2. оксид марганца (VII) неустойчив и разлагается:

2Mn2O7 = 4MnO2 + 3O2

Получение Мn2O7:

Качественная реакция на борат-ион - student2.ru

73. Соединения марганца в степени окисления +2, +4.

Оксид марганца (II) МnО и гидроксид Мn(ОН)2

Вещества основного характера, взаимодействуют с кислотами: MnO + 2НСl = MnCl2 + 2Н2O

Mn(OH)2 + 2НСl = MnCl2 + 2Н2O

Mn(OH)2 получают действием щелочей на растворимые соли Mn2+

MnCl2 + 2NaOH = Mn(OH)2 + 2Н2O

Из-за неустойчивости Mn(OH)2 уже на воздухе окисляется, образуя Mn(OH)4

2Mn(OH)22 + 2Н2O = 2Mn(OH)4

Оксид марганца (IV), или диоксид марганца, МпО2 и гидроксид Мn(ОН)4 (амфотерные вещества)

1. взаимодействие с кислотами

МnО2 + 2H2SO4 = Mn(SO4)2 + 2Н2O

2. сплавление с щелочамиМnО2 + 4KОН = K4MnO4 + 2Н2O (манганит калия - соль марганцеватистой кислоты Н4MnO4)

Оксид марганца (IV) может проявлять свойства как окислителя, так и восстановителя:

4НСl + МnО2 = МnCl2 + Cl2 + 2Н2O (как окислитель)

2МnO2 + 3РbО2 + 6НNО3 = 2НМnО4 + 3Рb(NО3)2 + 2Н2O (как восстановитель)

Наши рекомендации