Самостійна робота студентів. 1. Визначте об’єм газу , що утвориться при дії на 45 грам міді нітратною кислотою, якщо вихід продукту від теоретично можливого становить 78%.
1. Визначте об’єм газу , що утвориться при дії на 45 грам міді нітратною кислотою, якщо вихід продукту від теоретично можливого становить 78%.
2. Визначте об’єм водню необхідний для добування 24 л сірководню, якщо вихід від теоретичного становить 80 %.
3. Визначте об’єм газу, що утвориться при дії на 30 г магнію, в якому 10 % домішок сірководнем.
4. Визначте масу солі, що утвориться при дії на 20 г ферум (2) оксиду, в якому 30 % домішок , сульфатною кислотою.
Тема 2 Неметалічні елементи та їх сполуки.
Заняття 8 Карбон і Силіцій та їх сполуки. Будівельні матеріали.. Охорона
довкілля
Навчальні питання:
1. Оксиди Карбону і Силіцію, властивості і застосування.
2. Добування та застосування вуглекислого газу. Парниковий ефект.
Принцип дії вогнегасника.
3. Карбонатна кислота і карбонати, їх властивості. Якісна реакція на карбонат
– іон. Перетворення карбонатів , кислі солі.
4. Твердість води та способи її усунення.
5. Силікатна кислота і силікати природні та штучні.
6. Будівельні матеріали: скло, цемент, бетон, їх використання.
Навчальна література:
Л-1 с 81-106
Л-4 с 37 -41
І. Організаційний етап.
ІІ. Актуалізація знань студентів.
Положення Карбону і Силіцію в п.с.
У ІV групі C , Si є типовими неметалами, Ge( германій) проявляє властивості металів і неметалів, Sn ( олово), Pb ( свинець) – є типовими металами. На зовнішньому електронному рівні цих елементів знаходяться два спарених s-електрона , два неспарених р-електрона та вільна
р-орбіталь, на яку під час збудження може розпарований електрон
s-підрівня. Тому валентність цих елементів становить ІV , а ступені окиснення – 4 , 0, + 2 ,+ 4.
Пригадайте , що називається алотропією?( явище існування хімічного елемента у вигляді кількох простих речовин). Які алотропні модифікації карбону вам відомі.?( алмаз, графіт, карбін, флуорени). Що називається адсорбцією? ( це поглинання однієї речовини поверхнею іншої. Речовини, на поверхні яких відбувається поглинання називають адсорбентами, приклад – активоване вугілля)
Хімічні властивості простих речовин - вуглецю та кремнію:
1. Реагують з неметалами: киснем, воднем, та іншими 2C + O2=2CO,
C+ O2 = CO2; Si + O2 = SiO2; C + H2 = CH4; C+2S = CS2
2. Реагують з металами. Mg + C = Mg2C Ca +C=CaC2
3. Реагують з оксидами. ZnO + C = CO + Zn ; 2 Al2O3 + 9 C = Al + CO2
Властивості водневих сполук CH4 та SiH4
Водневі сполуки карбону і силіцію не виявляють ні кислотних ні основних властивостей. Це пояснюється низькою полярністю зв’язків С – Н та Si – H внаслідок близьких значень електронегативностей цих атомів і не полярності будови молекул CH4 та SiH4.
Властивості оксидів Карбону і силіцію.
| CO | CO2 | SiO2 | |
| Назви сполук | Карбон (ІІ) оксид Чадний газ Монооксид вуглецю | Карбон(ІV) оксид Вуглекислий газ Діоксид вуглецю | Силіций (ІV) оксид Діоксид кремнію |
| Фізичні властивості | Т кип = - 780 С Безбарвний отруйний газ, без запаху, не набагато легший за повітря, погано розчинний у воді. | Т кип = - 1910 С Безбарвний газ , не має запаху, важчий за повітря, сублімує , утворюючи «сухий лід» | Тверда . безбарвна , тугоплавка речовина Т плав = 16100С |
| Поширення в природі | Утворюється під час горіння органічних речовин при нестачі кисню | Утворюється під час горіння органічних речовин, в результаті дихання. | Мінерал – кварц, гірський кришталь, агат, яшма, пісок; входить до складу багатьох мінералів. |
| Хімічні властивості | Несолетворний оксид не взаємодіє з кислотами і лугами. Реагує з неметалами 2CO+O2=2CO2 CO+Cl2=COCl2 (фосген) Відновлює метали з їх сполук. Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 MnO+CO=Mn+CO2 Взаємодіє з водяною пароюCO+H2O=CO2+H2 | Кислотний оксид. Взаємодіє з водою CO2+H2O=H2CO3 Основними оксидами CaO+CO2=CaCO3 основами. Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O Взаємодіє з карбонатами перетворюючи їх на кислі солі – гідроген карбонати CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2 | Кислотний оксид, нерозчинний у воді і з водою не реагує Під час сплавлення реагує з лугам SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O карбонатами лужних металів SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 основними оксидами. SiO2+CaO=CaSiO3 |
| Одержання | Взаємодія розжареного вугілля з вуглекислим газом CO2+C=2CO чи водяною парою H2O+C=CO +H2 У лабораторії добувають з мурашиної кислотиHCOOH=CO+H2O | Термічний розклад карбонатів CaCO3=CO2+H2O У лабораторії дією на вапняк чи мармур хлоридною кислотою CaCO3 +2HCl =CaCl2+ H2O+CO2 | З природних джерел |
| Використання | У пірометалургії як відновник, він входить до складу газоподібного штучного палива, застосовують у органічному синтезі | Для виробництва соди, газування води, у вогнегасниках | Для створення будівельних малеріалів., виробництво скла кераміки. |
Парниковий ефект – загальне підвищення температури атмосфери Землі в наслідок збільшення вмісту в атмосфері парникових газів (газів з великою теплоємністю Н2О, СО, СО2); призводить до зміни клімату , таїння льодовиків, підвищення рівня океану, опріснення його, зміни тваринного і рослинного світу, збільшення розміру пустель, збільшення кількості та інтенсивності різних стихійних лих : урагани, потопи, смерчі, суховії і т.д.
Карбонатна і силікатна кислоти.
| Н2СО3 | Н2SiO3 | |
| Назви | Карбонатна кислота Вугільна кислота | Силікатна кислота Кремнієва кислота |
| Фізичні властиіості | Малостійка сполука існує тільки в розведених розчинах | Нерозчинна у воді драглиста речовина білого кольору. |
| Хімічні властивості | Слабка двохосновна кислота Н2СО3↔Н+ +СО3 2- Взаємодіє з металами H2CO3+2Na =Na2CO3 + H2 основними оксидами основами H2CO3+CaO = CaCO3+H2O З солями може утворювати кислі солі. H2CO3+Na2CO3=2NaHCO3 натрій гідроген карбонат | Розкладається при нагріванні H2SiO3=H2O+SiO2 повільно реагує з розчинами лугів H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O |
| Хімічні властивості солей | Солі називаються карбонати Карбонати активних металів розчинні у воді , всі інші – ні. Карбонати (крім карбонатів лужних металів розкладаються при нагріванні. CaCO3=CaO+CO2 Якісна реакція на карбонат іон – взаємодія з сильнішою кислотою – виділяється газ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 | Солі називаються силікати, силікати лужних металів у воді розчиняються , а всі інші – ні можуть реагувати з карбонатною кислотою. K2SiO3+CO2+H2O=K2CO3+H2SiO3 ↓ Якісна реакція на силікат іон – взаємодія з хлоридною кислотою K2SiO3 +2HCl=2KCl+H2SiO3 |
| Одержання | Пропусканням через воду вуглекислого газу CO2+H2O=H2CO3 | Обробкою силікату лужного металу кислотою K2SiO3 +2HCl=2KCl+H2SiO3 |
Найважливіші карбонати:
NaHCO3 - Сода харчова
Na2CO3 - Сода кальцинована
K2CO3 - Поташ
Na2CO3×10H2O - Кристалічна сода
MgCO3 - Граніт, мармур
MgCO3×CaCO3 - Доломіт
CaCO3 - Вапняк, крейда. Ракушняк
Твердість води зумовлена наявністю солей Mg2+ та Ca2+ у воді. Чим більший вміст цих солей – тим більша твердість. Загальна твердість складається з карбонатної( тимчасової) та некарбонатної ( постійної)
| Карбонатна твердість | Не карбонатна твердість |
| Спричинена наявністю у воді кальцій та магній гідроген карбонатів. | Обумовлена наявністю сульфатів, хлоридів, нітратів кальцію та магнію |
| Усунення твердості води. | |
| 1) Кипятіння води Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+H2O+CO2 2) Додавання соди Ca(HCO3)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaHCO3 3) Додавання гашеного вапна. Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O | 1) Содовий метод CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4 CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl 2) Фосфатний метод 3) 3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2↓ +3Na2SO4 |