Вопросы

1. Приведите способы получения оксидов.

2. Приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства основных и кислотных оксидов.

3. Приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства амфотерных оксидов.

4. Приведите способы получения оснований.

5. Приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства щелочей и нерастворимых оснований.

6. Приведите способы получения кислот.

7. Приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства кислот.

8. Приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства амфотерных гидроксидов.

9. Приведите способы получения солей.

10. Приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства солей.

11. Как изменяются свойства оксидов и гидроксидов химических элементов по различным направлениям в Периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева?

12. Осуществите цепочку превращений: P → P₂O₅ → H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ → H₃PO₄ → Ca(H₂PO₄)₂.

13. Осуществите цепочку превращений: Al → AlCl₃ → Al(NO₃)₃ → K[Al(OH)₄] → Al(OH)₃ → AlCl₃ → Al.

14. Осуществите цепочку превращений: Cu → CuO → CuSO₄ → Cu(NO₃)₂ → Cu(OH)₂ → CuO → Cu.

Лабораторная работа № 2 растворы. Комплексные соединения

Цель: Научиться готовить растворы заданной процентной и молярной концентрации. Изучить комплексные соединения на примере соединений железа и меди.

Теоретические основы

Растворы

Растворы - гомогенные системы, состоящие из двух или более компонентов, состав которых может непрерывно меняться в определенных пределах. Компоненты растворов – растворитель и растворенные вещества. Растворитель – вещество, которое в чистом виде находится в том же агрегатном состоянии, что и образовавшийся раствор. Если до образования раствора оба вещества находились в одинаковом агрегатном состоянии, растворителем считается то вещество, которого в растворе содержится в большем количестве.

Растворение – физико-химический процесс. При физическом процессе происходит разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя (диффузия). Химический процесс – это взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества. В результате этого взаимодействия образуются сольваты. Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами.

При упаривании водных растворов образуются кристаллогидраты – это кристаллические вещества, в состав которых входит кристаллизационная вода (CuSO₄*5Н₂О) – пентагидрат сульфата меди (II); FeSO₄*7Н₂О – гептагидрат сульфата железа (II).

Содержание вещества в растворе может быть выражено в массовых долях растворенного вещества, в молях на литр раствора, в эквивалентах на литр раствора, в граммах или миллиграммах на миллилитр раствора.

Массовая доля растворенного вещества (ω) выражает в процентах отношение массы растворенного вещества (m_р.в.) к общей массе раствора (m_р-ра):

m_р.в. * 100%

ω =

m_р-ра

Растворы, концентрация которых выражается в массовых долях (%), относятся к приблизительным растворам. При приготовлении такого раствора твердое вещество взвешивают на технических весах, а жидкость отмеривается мерным цилиндром. Для приготовления раствора необходимо рассчитать массу растворенного вещества и объем растворителя.

Молярная концентрация раствора (С) – это отношение количества моль растворенного вещества (n_р.в.) к объему раствора (V_р-ра) в литрах:

n_р.в.

C =

V_р-ра

Растворы с молярной концентрацией являются точными растворами. Для их приготовления навеску вещества взвешивают на аналитических весах, а раствор готовят в мерной колбе.

Комплексные соединения

В результате взаимодействия некоторых простых бинарных соединений друг с другом образуются новые, более сложные соединения – комплексные:

AgCl + 2NH₃ = [Ag(NH₃)₂]Cl.

Комплексные соединения при диссоциации образуют комплексные ионы, которые способны существовать в растворе как единое целое:

[Ag(NH₃)₂]Cl ↔ [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^-.

Для разрушения комплексного иона надо связать один из ионов внутренней сферы в осадок:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ = AgCl↓ + 2NH₄NO₃.

Комплексные соединения, как правило, образуют d-элементы (Ag⁺,Cu²⁺, Co³⁺, Fe³⁺, Fe²⁺ и др.). Комплексными могут быть соли (Na₃[Co(NO₂)₆] - гексанитрокобальтат (III) натрия), кислоты (H₂[PtCl₆] – гексахлороплатинат (IV) водорода), основания ([Cu(NH₃)₄](OH)₂ – гидроксид тетраамминмеди (II)), а также нейтральные молекулы ([Fe(CO)₅] – пентакарбонилжелезо.)

Комплексные соединения широко применяются для химического анализа, используются в медицинской практике. Сложные биологически важные вещества также являются комплексными соединениями.