
- •Министерство образования Российской Федерации
- •«Тюменский государственный нефтегазовый университет» в.М. Обухов общая химия
- •Введение
- •Глава 1. Основные понятия. Классы неорганических соединений. Химические уравнения. Типы химических реакций
- •1.1. Правила определения степени окисления (окисленности) элемента
- •1.2. Оксиды
- •1.3. Гидроксиды
- •1.3.1. Основания
- •1.3.2. Кислоты
- •1.4. Соли
- •Латинские названия элементов
- •1.5. Химические уравнения. Типы химических реакций
- •Глава 2. Основные закономерности химических процессов
- •2.1. Термодинамика химических процессов
- •Единицей измерения внутренней энергии является джоуль /Дж/.
- •2.2. Кинетика химических процессов
- •2.3. Химическое равновесие
- •Глава 3. Строение вещества
- •3.1. Строение атома
- •3.2. Строение молекулы
- •3.3. Агрегатные состояния вещества
- •Глава 4. Растворы. Свойства растворов
- •4.1. Состав раствора
- •4.2. Жидкие растворы (водные растворы)
- •4.2.1. Тепловой эффект растворения (энтальпия растворения)
- •4.2.2. Свойства растворов
- •4.2.3. Неэлектролиты и электролиты
- •4.2.4. Сильные и слабые электролиты
- •4.2.5. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Нейтральная, кислая и основная среды
- •Глава 5. Реакции в растворах
- •5.1. Ионные уравнения. Реакции ионного обмена
- •Ионное уравнение запишется
- •5.2. Гидролиз солей
- •5.3. Окислительно-восстановительные реакции
- •5.4. Окислительно-восстановительные свойства элементов
- •5.5. Наиболее важные окислители и восстановители
- •Глава 6. Электрохимические процессы
- •6.1. Химические источники электрической энергии
- •Гальванический элемент записывают в виде электрохимической схемы. Электрохимическая схема элемента Якоби – Даниэля:
- •Электрохимическая схема: Аккумулятор (свинцовый )
- •6.2. Электролиз
- •Например. При электролизе водного раствора сульфата меди
- •Глава 7. Металлы. Коррозия металлов
- •7.1. Физические свойства металлов
- •7.2. Химические свойства металлов
- •7.2.1. Взаимодействие металлов с водой
- •7.2.2. Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей
- •7.2.3. Взаимодействие металлов с кислотами
- •7.3. Коррозия металлов
- •7.4. Защита металлов от коррозии
- •7.4.1. Защита поверхности металла покрытиями
- •7.4.2. Электрохимические методы защиты поверхности металла
- •7.4.3. Использование ингибиторов коррозии.
- •Глава 5. Реакции в растворах………………………………………………...48
- •Глава 6. Электрохимические процессы……………………………………...56
- •Глава 7. Металлы. Коррозия металлов………………………………………66
- •Издательство «Нефтегазовый университет»
- •625000,Г. Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039,Г. Тюмень, ул. Киевская, 52
1.1. Правила определения степени окисления (окисленности) элемента
1.Степень окисления элемента в простых веществах равна нулю.
2.Некоторые элементы почти во всех своих соединениях проявляют постоянную степень окисления. К таким элементам относятся:
H имеет степень окисления +1 (за исключением гидридов металлов).
O имеет степень окисления –2 (за исключением фторидов).
3.Элементы I, II и III групп главных подгрупп Периодической системы элементов Д.И.Менделеева имеют постоянную степень окисления, равную номеру группы.
Элементы Na, Ba, Al: степень окисления +1, +2,+3 соответственно.
4.Для элементов, имеющих переменную степень окисления, существует понятие высшая и низшая степени окисления.
Высшая степень окисления элемента равна номеру группы Периодической системы элементов Д.И.Менделеева, в которой находится элемент.
Элементы N,Cl: высшая степень окисления +5,+7соответственно.
Низшая степень окисления элемента равна номеру группы Периодической системы элементов Д.И Менделеева, в которой находится элемент минус восемь.
Элементы N,Cl: низшая степень окисления -3,-1 соответственно.
5.В одноэлементных ионах степень окисления элемента равна заряду иона.
Fe3+ - степень окисления равна +3; S2- - степень окисления равна -2.
6.Сумма степеней окисления всех атомов элементов в молекуле равна нулю.
KNO3; (+1) + X + 3 · (-2) = 0; X = +5. Степень окисления азота равна +5.
7.Сумма степеней окисления всех атомов элементов в ионе равна заряду иона.
SO42- ; X + 4· (-2) = -2; X = +6. Степень окисления серы равна +6.
8.В соединениях, состоящих из двух элементов, элемент, который записан справа, всегда имеет низшую степень окисления.
1.2. Оксиды
Оксиды - это соединения из двух элементов, одним из которых является кислород. Название образуется из слова «ОКСИД» и русского названия элемента, образующего соединение. Если элемент может находиться в различных степенях окисления, то необходимо указывать степень окисления.
K2O –оксид калия,
Mn2O7 – оксид марганца (VII),
MnO - оксид марганца (II).
Оксиды подразделяются на несолеобразующие (CO, N2O, NO), которые не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями, и на солеобразующие. Солеобразующие оксиды подразделяются на кислотные, основные и амфотерные.
Кислотными называют оксиды, которые при взаимодействии с водой образуют кислоты. При взаимодействии с основаниями (или с основными оксидами) кислотные оксиды образуют соли.
CO2, SO3, SiO2, CrO3, Mn2O7.
SO3 + H2O = H2SO4,
SiO2 + Ca(OH)2 =CaSiO3 + H2O.
Кислотные оксиды образуются неметаллическими элементами и металлическими элементами в высшей степени окисления.
Основными называют оксиды, которые при взаимодействии с водой образуют основания. При взаимодействии с кислотами (или с кислотными оксидами) основные оксиды образуют соли.
K2O, CaO, FeO, MgO, MnO.
MgO + H2O =Mg(OH)2,
СaO + CO2 = CaCO3.
Основные оксиды образуются только металлическими элементами в низшей степени окисления.
Амфотерными называют оксиды, которые взаимодействуют и с кислотами, и с основаниями с образованием солей (проявляют свойства и кислотных, и основных оксидов):
ZnO, Al2O3, SnO2, MnO2
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4].
Характер оксида связан с положением элемента в Периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Так, свойства оксидов элементов (в высшей степени окисленности) третьего периода изменяются в последовательности от основных (Na2O, MgO) через амфотерный (Al2O3) к кислотным (SiO2, P2O5, SO3, Cl2O7). Такой переход наблюдается для оксидов всех периодов (кроме первого и седьмого).
Характер оксидов металлических элементов зависит и от степени окисления элемента. В низшей степени окисления оксиды имеют основной характер (CrO), в средней – амфотерный характер (Cr2O3), а в высшей – обычно кислотный характер (CrO3).