- •Оглавление
- •II. Растворы
- •III. Процессы в растворах 23
- •V. Общие свойства растворов 30
- •1. Введение. Предмет химии. Основные понятия
- •Решение типовых задач
- •I. Классификация неорганических соединений
- •I.1Оксиды. Основные понятия и определения
- •1.1.1 Оснόвные оксиды
- •1.1.2 Кислотные оксиды
- •1.1.3 Амфотерные оксиды
- •1.2 Основания
- •1.3 Кислоты. Основные понятия и определения
- •1.3.1 Химические свойства азотной кислоты
- •1.3.2 Химические свойства серной кислоты h2so4
- •1.3.3 Химические свойства сероводородной кислоты
- •1.4 Соли. Основные понятия и определения
- •1.4.1 Химические свойства солей
- •1.4.2 Двойные и комплексные соли
- •1.5 Решение типовых задач
- •1.6 Упражнения для самостоятельной работы
- •1). Укажите недостающие компоненты реакции:
- •II. Растворы
- •2.1 Основные определения и понятия химии растворов
- •2.2 Способы выражения состава раствора
- •Вычисление молярной массы эквивалента вещества (Мэкв)
- •2.2.8 Расчет концентрации кристаллогидрата в растворе
- •2.2.9 Концентрация газа в растворе
- •2.3 Газофазные растворы
- •2.3.1 Решение задач
- •III. Процессы в растворах
- •3.1 Выпаривание
- •3.2 Осаждение из раствора
- •3.3 Произведение растворимости вещества (пр)
- •3.4 Разбавление растворов
- •3.5 Пересчет концентраций.
- •3.6 Задачи для самостоятельного решения
- •IV. Электролитическая диссоциация
- •4.1 Степень и константа диссоциации
- •4.2 Диссоциация воды. РН – раствора
- •4.3 Упражнения для самостоятельной работы.
- •V. Общие свойства растворов. Осмос.
- •5.1 Эбулиоскопия.
- •5.2 Криоскопия.
- •5.4 Изотонический коэффициент электролитов
- •5.5 Решение задач
- •5.6 Задачи для самостоятельного решения
- •VI. Окислительно-восстановительные реакции
- •6.1 Задачи для самостоятельного решения.
- •VII. Дисперсные системы. Основные понятия и определения
- •7.1 Классификация дисперсных систем
- •7.2 Коллоидные растворы
- •7.3 Строение мицеллы. Образование различных золей
- •7.4 Реакции образования мицеллы
- •7.5 Методы получения коллоидов и дисперсных систем
- •7.6 Электрокинетические явления в коллоидных растворах
- •7.7 Коагуляция коллоидного раствора
- •7.8 Задачи по теме дисперсные системы
- •VIII. Металлы. Основные понятия и определения
- •8.7 Драгоценные металлы.
- •8.8 Вопросы и задачи по теме «Металлы».
- •Справочный материал
- •Ряд активности металлов.
1.4.2 Двойные и комплексные соли
Двойные соли [ KAl(SO4)2; NH4Fe(SO4)2] образуются при соединении
нейтральных молекул разных веществ друг с другом:
K2SO4 + Al2(SO4)2 = K2SO4▪Al2(SO4)3 [2KAl(SO4)2]
(NH4)2SO4 + Fe2(SO4)3 = (NH4)2SO4▪Fe2(SO4)3 [2NH4Fe (SO4)2] Многие минералы – это двойные соли.
Комплексные соли {[ Cu(NH3)4]SO4; K3[Fe(CN)6]} образуются в результате
взаимодействия иона – комплексообразователя (ион металла) с лигандами, противоположно заряженными ионами или нейтральными молекулами.
Ион – комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю сферу комплексного соединения, которую обозначают квадратными скобками.
Ионы, не вошедшие во внутреннюю сферу, образуют внешнюю сферу. Если
ион – комплексообразователь – катион, то во внешней сфере находятся анионы:
[Cu(NH3)4]2+SO42─; [Ag(NH3)2]+1Cl─
Если ион – комплексообразователь – анион, то во внешней сфере находятся катионы: 4К+ [Fe(CN)6]4─, Na1+ [Ag(CN)2]1─
Существуют нейтральные комплексы, например: [Co(NH3)3Cl3]0.
Число лигандов (аддендов), которые координируются вокруг центрального иона – комплексообразователя, называют координационным числом. Координационные числа для ионов металлов приведены в таблице.
-
Кординац.
число
Ионы – комплексообразователи.
2
Cu+, Ag+, Au+
4
Cu2+, Co2+ Au3+ Zn2+ Pb2+ Pt2+ Al3+
6
Fe2+ Fe3+ Co3+ Ni2+ Pt4+ Pb4+ Cr3+
Отметим, что хлорофилл – комплексное соединение магния, гемоглобин – комплексное соединение железа, витамин В12 – комплексное соединение кобальта.
Названия некоторых комплексных солей:
K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (Ш) калия
[Ag(NH3)2]Cl – хлорид диамминсеребра (I).
Двойные соли отличаются от комплексных характером диссоциации в водных растворах. Двойные соли диссоциируют в одну ступень на катионы обоих металлов и анион кислотного остатка: KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42─
Комплексные соли при диссоциации образуют устойчивые комплексные ионы: [Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4]2+ + SO42─
1.5 Решение типовых задач
Задача. С какими из приведённых ниже веществ реагирует концентрированная азотная кислота?
1) Zn 2) NaOH 3) H2SO4 4) Al 5) NaCl р-р
6) K2SO4 7) CaCO3 8) AgNO3 9) Zn(OH)2
Решение. Очевидно, кислота будет реагировать с основаниями NaOH и Zn(OH)2 с образованием слабо диссоциирующей H2O:
HNO3 + NaOH NaNO3 + H2O
2HNO3 + Zn(OH)2 Zn(NO3)2 + 2H2O
Взаимодействие с CaCO3 будет протекать интенсивно, в результате образуется слабая угольная кислота и выделяется газ.
HNO3 + CaCO3 Ca(NO3)2 + H2CO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2
По этой же причине реакции с H2SO4 , NaCl р-р и AgNO3 протекать не будут: возможное обменное взаимодействие не приводит к образованию слаборастворимых соединений.
Азотная кислота является окислителем. При взаимодействии с Zn происходит его окисление, а азот восстанавливается
Zn + 4HNO3(конц.) Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Аналогичная реакция с Al не протекает, поскольку на поверхности металла образуется прочная оксидная плёнка (пассивация поверхности).
Задача. Смешали растворы следующих соединений:
1) KCl + NaNO3
2) NaOH + HNO3
3) CaCl2 + NaOH + Na2CO3
4) HCl + NaHCO3
5) HCl + Na2SO4
Укажите номера реакций, которые не протекают
Решение. На первом этапе решения задачи учтём результаты диссоциации указанных соединений и запишем составы исходных растворов:
1) K+ + Cl– + Na+ + NO3–
2) Na+ + OH– + H+ NO3–
3) Ca2+ + 2Cl– + Na+ + OH– + 2Na+ + CO32–
4) H+ + Cl– + Na+ + HCO3–
5) H+ +Cl– + 2Na+ + SO42–
В каждом случае рассмотрим теперь возможность образования малорастворимых соединений (используя таблицы растворимости), выделения газа или образования слабого электролита.
В первом случае обменное взаимодействие между ионами не приводит к образованию новых веществ, поскольку KNO3 и NaCl – сильные электролиты. Аналогично поведение ионов в растворе 5): здесь также NaCl и H2SO4 - сильные электролиты. Итак, реакции 1) и 5) не протекают.
Для раствора 2) возможно образование слабодиссоциирующего соединения – воды. Запишем сокращённый ионный вид этой реакции
H+ + OH– = H2O
Такого рода реакции называются реакциями нейтрализации.
Аналогично взаимодействие в растворе 4) приводит к образованию слабой угольной кислоты или выделению углекислого газа:
H+ + HCO3– = H2CO3 H2O + CO2
Для третьего раствора возможно образование сразу двух малорастворимых соединений: Ca(OH)2 (портландит) и CaCO3 (кальцит):
Ca2+ + 2OH– = Ca(OH)2
Ca2+ + CO32– = CaCO3
Протекание первой или второй реакции зависит от условий проведения опыта.