Закон об’ємних відношень

Закон об’ємних відношень відкритий у 1805 — 1808 роках французьким хіміком Гей-Люссаком для реакцій, які перебігають у газовій фазі. Закон формулюють так; при незмінному тиску та температурі об’єми реагуючих газів відносяться між собою та до об’ємів одержаних газоподібних продуктів реакції як невеликі ціпі числа.

Наприклад, у реакції Н₂ + Сl₂ = 2НС1 один об’єм водню та один об’єм хлору внаслідок взаємодії утворюють два об’єми хлороводню. Знаходять відношення об’ємів реагуючих газів V_H2 : V_Hl = 1:1:2.

Закон Авогадро та його наслідки

У однакових об’ємах різних газів за однакових умов (температурі та тиску) міститься однакове число молекул.

Закон Авогадро має два наслідки. Перший наслідок із закону Авогадро формулюють так: моль будь-якого газу при однакових умовах займає однаковий об’єм. Для обчислення об’єму, який займає моль газоподібної речовини за н. у., експериментально визначають масу 1 л газоподібної речовини при температурі 273 К і тиску 101,325 кПа. Обчислюють молярний об’єм газу за формулою:

це Vm — об’єм, який займає 1 моль газоподібної речовини за н. у., М— молярна маса цієї речовини, т — маса 1 л газоподібної речовини за н. у.

Експериментально визначено, що маса 1 л водню за н. у. дорівнює 0,09 г. а його моляона маса 2,0158 г/моль. Тоді:

Молярний об’єм будь-якої газоподібної речовини, обчислений таким чином, дорівнює 22,4 л/моль.

Другий наслідок із закону Авогадро: відношення мас однакових об’ємів різних газів, які знаходяться в однакових умовах, називають густиною одного газу за іншим. Густину одного газу за іншим позначають D та обчислюють за формулою:

Оскільки повітря є суміш газів, використовують його середню молярну масу, яка чисельно дорівнює 29 г/моль. У цьому випадку молярну масу газу обчислюють за формулою:

M=29*Dпов

Відповідно, густина газу за повітрям дорівнює:

2 Тема «Класи неорганічних сполук»

Рекомендована література:

- Основна.

Е.Г. Оганесян, А.З. Книжник “Неорганическая химия”. Гл. 2 с. 24-35

- Додаткова.

Є.Я. Левітін, А.М. Бризицька, Р.Г. Клюєва “Загальна та неорганічна хімія” с. 99-126.

Орієнтовна картка для самостійної роботи з літературою до теми

“Класи неорганічних сполук” (2г.)

Основні завдання	Вказівки	Відповіді
Вивчити: І. Характеристику оксидів: а) відрізняти :основні, кислотні, амфотерні. ІІ. За формулою оксиду дати назву. ІІІ. Правильно назвати важливіші кислоти та їх залишки сульфатної, нітратної, ортофосфатної кислот. ІV. Дати назву основним кислим та середнім солям. Привести приклади.	Використати зміст теми для виконання завдань: 1. Укажіть хімічні реакції, за допомогою яких можливо відрізнити основні оксиди від кислотних; 2.Кислотні від амфотерних; 3. Дайте назву оксидам: а) MnO2; б) Cu2O; 4. Дайте назву солям: а) СаСl2; б) Са(H2PO4)2 ; в) СаНРО4

Матеріали для самоконтролю.

Задачі

1. Напишіть рівняння реакції і розрахуйте масу речовини, яку отримують при взаємодії 20 г NaOH з 30 г Н₂SO₄.

2. Яку сіль і якою кількістю отримують при взаємодії 20 г СаО з 20 г СО₂. Складіть графічну формулу отриманої солі.

Оксиди

Оксидами називають бінарні кисневмісні сполуки, в яких ступінь окиснення Оксигену дорівнює —2. В оксидах атоми Оксигену хімічно пов’язані з атомами інших елементів, але не утворюють зв’язків між собою. Усі атоми Оксигену в оксидах мають валентність, яка дорівнює 2.

За агрегатним станом більшість оксидів за звичайної температу­ри є твердими речовинами Na₂O, МgO А1₂O₃, СrO, Сг₂O₃, МgO, МnO₂, FеО, Fе₂0₃,І₂O₅), деякі газоподібними (СО, СO₂,N₂O, NO, NO₂, N₂O₄, SO₂, СІ₂O) та невелика кількість рідкими (Н₂O, SO₃, С1₂O₇, Мn₂O₇тощо).

За хімічними властивостями оксиди поділяють на солетворні та несолетворні. До солетворних оксидів належить більша частина усіх оксидів — це основні, кислотні та амфотерні оксиди.

До несолетворних оксидів належать оксиди, які не виявляють ні кислотних, ні основних властивостей, тобто не утворюють солей. Такі оксиди інколи називають байдужими. До них належатьN₂O, NO, СО,SiO, SО.

Основними називають оксиди металів, гідрати яких є основами.

Так, основним оксидам NaO, CaO та МnО відповідають основи NaOH, Са(ОН)₂ та Мп(ОН)₂.

Основні оксиди утворюють s-елементи І групи (лужні метали) Li, О, Na₂0, К₂0, Rb₂0, Cs₂O; s-елементи II групи, крім оксиду бери­лію, MgO, CaO, SrO, BaO, RaO; d-елементи в їх нижчих ступенях окиснення (+1, +2, рідше +3); Cu₂OO, Ag₂O, СO, МnО, FeO, CoO, NiO та інші.

Оксиди, гідроксиди яких є кислотами, називають кислотними. Так, оксиду СO₂ відповідає карбонатна кислота Н₂СO₃, оксиду Р₂O₅ — ортофосфатна кислота Н₃РO₄, оксиду С1₂O₇ — перхлоратна кислота НС10₄.

До кислотних оксидів належать оксиди неметалів та оксиди металів в їх вищих ступенях окиснення (+5, +6, +7): V₂0₅, Сг0₃, Мn₂o. Амфотерними є такі оксиди, які мають водночас властивості основних та кислотних оксидів, а їх гідроксиди є амфотерними (ам­фолітами). До амфотерних оксидів належать оксид берилію ВеО, оксиди деяких p-елементів А1₂O₃, SnO, SnO₂, РЬO₂, As₂O₃, Sb₂O₃, а та­кож ZnO і оксиди d-елементів в їх проміжному ступені окиснення (+3, +4): VO₂, Cr₂O₃, MnO₂, Fe₂O₃ тощо.

У періодах із збільшенням заряду ядра атома зменшуються атомні та іонні радіуси та збільшуються максимальні ступені окиснення елементів в оксидах. Це приводить до того, що іонний тип зв’язку між елементом і Оксигеном змінюється на ковалентний полярний та неполярний. Хімічний характер оксидів при цьому змінюється від основного через амфотерний до кислотного. Такий поступовий перехід основних властивостей до кислотних можна показати на прикладі вищих оксидів елементів третього періоду, де оксиди Na₂O та MgO — основні; А1₂O₃ — амфотерний; SiO₂, Р₂O₅, SO₃ та С1₂O₇ — кислотні.

У великих періодах ці зміни мають більш складний характер. Оксиди елементів першого ряду четвертого періоду К₂O та СаО — основні; Sc₂O₃ і ТіO₂ — амфотерні; V₂O₅, СгO₃ та Мп₂O₇ — кислотні; Fe₂O₃ і Со₂O₃ — амфотерні. У другому ряді великих періодів зако­номірність зміни характеру оксидів така, як у малих періодах. Так, оксид СиО - амфотерний з перевагою основних властивостей; ZnO та Ga₂O₃ — амфотерні; GeO₂ — амфотерний з перевагою кислотних властивостей, а оксиди As₂O₅ і SeO₃ — кислотні.

Хімічний характер оксидів одного й того ж елемента залежить від ступеня його окиснення. Ці зміни пояснюються тим, що із збільшенням ступеня окиснення атома елемента зменшується його радіус, внаслідок чого зменшується іонність або полярність зв’язку, що приводить до підсилення кислотних властивостей оксидів. На­приклад, Арсен утворює два оксиди: As₂O₃ — амфотерний та As₂O₅ — кислотний. Оксиди металів у різних ступенях окиснення можуть виявляти основні, амфотерні та кислотні властивості. Оксиди, в яких ступінь окиснення металів нижчий (+1, +2, рідко +3) - основні; вищий (+5, +6, +7) - кислотні, а проміжний (+3, +4) - амфотерні. Так, Хром утворює три оксиди: СгО — основний, Сг₂O₃ — амфотер­ний, СгO₃ — кислотний.