Методы получения основных классов неорганических соединений

Оксиды

1. Простое вещество + кислород = оксид  S + O₂ = SO₂ 4P + 5O₂ = 2P₂O₅ 2Zn + O₂ = 2ZnO

2. Разложение некоторых солей и нерастворимых оснований  MgCO₃ = MgO + CO₂ 2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂ 2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Кислоты

1. Кислотный оксид + H₂O = кислота (SiO₂ с водой не реагирует) Cl₂O₇ + H₂O = 2HClO₄ SO₃ + H₂O = H₂SO₄

2. H2 + простое вещество = 

3. Сильная кислота + соль слабой кислоты = слабая кислота + соль сильной кислоты  2HNO₃ + Na₂SiO₃ = H₂SiO₃ + 2NaNO₃ H₂SO₄ + MgSO₃ = H₂SO₃ (H₂O + SO₂) + MgSO₄

Нерастворимые гидроксиды

1. Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание  Ni(NO₃)₂ + 2KOH = 2KNO₃ + Ni(OH)₂ FeCl₂ + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Fe(OH)₂

Щелочи

1. Основный оксид + вода = щелочь (в реакцию вступают оксиды щелочных и щелочноземельных металлов)  BaO + H₂O = Ba(OH)₂ K₂O + H₂O = 2KOH

2. Активный металл + вода = щелочь + H₂ 2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

Соли

1. Кислотный оксид + основный оксид = соль  SO₃ + CaO = CaSO₄ N₂O₅ + K₂O = 2KNO₃

2. Кислотный оксид + щелочь = соль + вода  CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O Cl₂O₇ + 2KOH = 2KClO₄ + H₂O

3. Основный оксид + кислота = соль + вода  CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O Fe₂O₃ + 6HBr = 2FeBr₃ + 3H₂O

4. Кислота + основание = соль + вода  H₃PO₄ + 3KOH = K₃PO₄ + 3H₂O 3H₂SO₄ + 2Fe(OH)₃ = Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O

5. Соль слабой кислоты + сильная кислота = соль сильной кислоты + слабая кислота  K₂SO₃ + 2HCl = 2KCl + H₂O + SO₂ (H₂SO₃) NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl

6. Растворимая соль + растворимая соль = нерастворимая соль + соль  CuCl₂ + Na₂S = CuS + 2NaCl Ba(NO₃)₂ + K₂SO₄ = BaSO₄ + 2KNO₃

7. Растворимая соль + щелочь = соль + нерастворимое основание  Fe(NO₃)₃ + 3NaOH = 3NaNO₃ + Fe(OH)₃ MnCl₂ + Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Mn(OH)₂

8. Кислота + металл (находящийся в ряду напряжений левее водорода) = соль + водород  2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂ 2H₃PO₄ + 6K = 2K₃PO₄ + 3H₂ Важно: кислоты-окислители (HNO₃, конц. H₂SO₄) реагируют с металлами по-другому.

9. Растворимая соль металла (*) + металл (**) = соль металла (**) + металл (*)  Fe + CuCl₂ = FeCl₂ + Cu Ni + 2AgNO₃ = Ni(NO₃)₂ + 2Ag Важно: 1) металл (**) должен находиться в ряду напряжений левее металла (*), 2) металл (**) НЕ должен реагировать с водой.

10. Металл + неметалл = соль  2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃ Ca + Se = CaSe

Химические свойства неорганических соединений

Оксиды_ - это соединения элементов с кислородом. По химическим свойствам они подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие оксиды в свою очередь подразделяются на основные, кислотные и амфотерные. Основным оксидам отвечают основания, кислотным - кислоты. Амфотерным оксидам отвечают гидраты, проявляющие и кислотные, и основные свойства.

Кислоты состоят из водорода, способного замещаться металлом, и кислотного остатка, причем число атомов водорода равно валентности кислотного остатка. Примерами кислот могут служить соляная (хлористоводородная) НСl, серная H2SO4, азотная HNO3, уксусная СН3СООН.

Основания состоят из металла и одновалентных гидроксогрупп ОН, число которых равно валентности металла. Примерами оснований могут служить гидроксид натрия NaOH, гидроксид меди Сu(ОН)2.  

Продукты замещения водорода в кислоте на металл или гидроксогрупп в основании на кислотный остаток представляют собою соли. При полном замещении получаются средние (нормальные) соли, при неполном - или кислые, или основные. Кислая соль получается при неполном замещении водорода кислоты на металл. Основная соль получается при неполном замещении гидроксогрупп основания на кислотный остаток. Ясно, что кислая соль может быть образована только кислотой, основность которой равна двум или больше, а основная соль - металлом, валентность которого равна двум или больше.

 

Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1808)

Все индивидуальные вещества имеют постоянный качественный и количественный состав независимо от способа их получения.

На основании этого закона состав веществ выражается химической формулой с помощью химических знаков и индексов. Например, Н₂О, СН₄, С₂Н₅ОН и т.п.

Закон постоянства состава справедлив для веществ молекулярного строения. Наряду с веществами, имеющими постоянный состав, существуют вещества переменного состава. К ним относятся соединения, в которых чередование нераздельных структурных единиц (атомов, ионов) осуществляется с нарушением периодичности.

В связи с наличием соединений переменного состава современная формулировка закона постоянства состава содержит уточнения:

Состав соединений молекулярного строения, то есть состоящих из молекул, является постоянным независимо от способа получения.  Состав же соединений с немолекулярной структурой (с атомной, ионной и металлической решеткой) не является постоянным и зависит от условий получения.

Закон сохранения массы (М.В. Ломоносов, 1748)

Масса веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.

Закон сохранения массы является частным случаем общего закона природы – закона сохранения материи и энергии. На основании этого закона химические реакции можно отобразить с помощью химических уравнений, используя химические формулы веществ и стехиометрические коэффициенты, отражающие относительные количества (число молей) участвующих в реакции веществ. На основании химических уравнений проводятся стехиометрические расчеты.

Закон Авога́дро — одно из важных основных положений химии, гласящее, что «в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул»