Підручники з Хімії / Хімія 8 клас / Ярошенко Хімія 8 клас. 2021

Ілюстрація досліду 3

161

У розчинах основ (лугів) лакмус змінює своє забарвлення на синє, фенолфталеїн набуває яскравого малинового забарвлення, а метиловий оранжевий — жовтого.

Лугів не так і багато. До них належать гідроксиди металічних елементів, розташованих у періодичній системі в першій групі головній підгрупі (групі А) та другій групі головній підгрупі (групі А), окрім Берилію Ве і Магнію Mg.

Попрацюйте групами

1.Запишіть формули та назви не менше п’яти лугів.

2.Як водні розчини цих речовин будуть діяти на індикатори?

3.Запишіть приклади формул оксидів і кислот, що їм відповідають.

Продовжимо досліджувати взаємодію оксидів з водою.

162

Помістимо в хімічний стакан трохи купрум(ІІ) оксиду, доллємо до нього води, ретельно розмішаємо, після чого профільтруємо. До прозорого фільтрату додамо кілька крапель розчину фенол-

фталеїну. Появи малинового забарвлення не сталося.

Аналогічний результат матимемо й у випадку з ферум(ІІІ) оксидом. Це доводить, що не всі основи можна одержати взаємодією відповідного оксиду з водою. Їх одержують іншим способом.

Домашній експеримент

Перевірте дію лимонного соку, оцту, розчину харчової соди, мильного розчину на сік буряка або червоноголової капусти.

Результати занотуйте й обговоріть з однокласниками й однокласницями причину спостережуваних змін у забарвленні соку.

Стисло про основне

Оксиди лужних металічних елементів (мають валентність І) взаємодіють з водою й утворюють розчинні основи, або луги. Така сама взаємодія з водою відбувається в кальцій оксиду СаО, стронцій оксиду SrO, барій оксиду BaO (валентність металічного елемента ІІ).

Інші оксиди металічних елементів з невисокою валентністю (І і ІІ) з водою не взаємодіють, проте відповідні їм нерозчинні у воді основи існують, наприклад, СuO i Cu(OH)2, Fe2O3 і Fe(OH)3.

Більшість оксидів неметалічних елементів взаємодіють з водою, утворюючи кислоти.

Валентність кислототвірного елемента в кислоті та відповідному оксиді — однакова.

Кислоти та луги в розчині можна виявити за допомогою індикаторів. Лакмус і метиловий оранжевий є індикаторами кислот; фенолфталеїн, лакмус і метиловий оранжевий — лугів.

Сторінка ерудита

Перший індикатор виготовили з природної сировини. Сталося це так. Якось англійському вченому Роберту Бîйлю (1627–1691) знадобилася посудина, в якій він тримав водну настоянку лакмусового лишайника. Він звільнив посудину від настоянки, налив у неї хлоридної кислоти й помітив, що безбарвний до цього розчин став червоним. Потім він додав кілька крапель настоянки до розчину натрій гідроксиду. Цього разу розчин став синім. Так було відкрито й уперше використано індикатор, який назвали лакмусом. Згодом настоянкою почали просочувати папірці, а потім їх висушували та використовували в хімічних лабораторіях.

163

Знаємо, розуміємо

Назвіть хімічні елементи, оксиди яких взаємодіють з водою з утворенням основ. Наведіть приклади.

Які основи дістали назву лугів?

Назвіть хімічні елементи, оксиди яких взаємодіють з водою з утворенням кислот. Наведіть приклади.

Укажіть речовини, які можна виявити в розчині за допомогою фенолфталеїну.

А хлоридна кислота Б натрій хлорид В натрій гідроксид

Застосовуємо

Увідповідніть формули оксидів і формули гідроксидів.

Зазначте якомога більше характеристик для переліку формул:

Na2O, K2O, CaO, BaO. Укажіть зайву формулу в кожному переліку:

а) SiO2, SO2, SO3; б) К2О, СаО, Fe2O3.

Аргументуйте свій вибір.

Складіть рівняння можливих хімічних реакцій за напівсхемами.

Є три пробірки без етикеток, наповнені на третину зовні однаковими рідинами. Проте відомо, що в одній міститься вода, в іншій — розчин кислоти, а ще в іншій — розчин основи. Як за допомогою дослідів розпізнати ці речовини?

Учні дискутували з приводу продуктів реакції натрій оксиду з водою і карбон(ІV) оксиду з водою. Думки розділились. Одна група відстоювала думку, що продукти обох реакцій належать до одного класу неорганічних сполук, а тому їхні розчини діятимуть однаково на лакмус і метиловий оранжевий. Друга група не погоджувалась. Що ви скажете з цього приводу? Свою відповідь аргументуйте та підтвердьте записом рівнянь хімічних реакцій.

Обчисліть масу кальцій гідроксиду кількістю речовини 2 моль.

Обчисліть кількість речовини та кількість молекул у порції сульфатної кислоти масою 4,9 г.

У якій речовині — сульфатній кислоті чи кальцій гідроксиді — масова частка Оксигену більша?

164

§ 32.

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете:

розповісти про реакції обміну; складати рівняння реакцій, що характеризують хімічні властивості оксидів;

установлювати назви оксидів за сучасною українською номенклатурою; розрізняти несолетворні й солетворні оксиди; класифікувати оксиди;

порівнювати за хімічними властивостями оснîвні, кислотні та амфотерні оксиди.

165

Помістимо у пробірку кілька грамів купрум(ІІ) оксиду — твердої, нерозчинної у воді речовини чорного кольору — і доллємо до нього 2–3 мл розчину сульфатної кислоти. Для прискорення

перебігу реакції вміст пробірки підігріємо. Досить швидко помітимо, що рідина у пробірці набуває блакитного кольору, а вміст у ній купрум(ІІ) оксиду зменшується (мал. 50).

купрум(ІІ)

сульфат

Як і в попередньому досліді, продуктами реакції є сіль і вода.

Оксиди, що взаємодіють з кислотами з утворенням солей, називають оснîвними оксидами. До них належать виключно оксиди металічних елементів, з невеликим значенням валентності — I, II. Оснîвні оксиди взаємодіють з водою з утворенням основ.

РЕАКЦІЇ ОБМІНУ. Пригадайте визначення реакцій приєднання, розкладу, заміщення і спробуйте визначити тип розглянутих хімічних реакцій 1 і 2. Аналіз складу речовин до та після реакції свідчить про те, що ці рівняння не належать до жодного з раніше вивчених вами типів. Вочевидь, це новий тип хімічних реакцій.

Що в ньому особливого? Він характеризується відсутністю простих речовин, а по-друге, реагентами та продуктами реакції є дві складні речовини.

H2SO4

Ілюстрація досліду 2

166

Реакція, під час якої дві складні речовини обмінюються складови- ми частинами, унаслідок чого утворюються нові складні речовини, називається реакцією обміну.

Скориставшись рівнянням реакції обміну між купрум(ІІ) оксидом і сульфатною кислотою, проілюструємо схематично це визначення.

СuO + H2SO4 CuSO4 + H2O

Cu O + H2 SO4 Cu SO4 + H2 O

Як бачимо, першим складником оксиду є металічний елемент, другим — Оксиген. Перший складник сульфатної кислоти — Гідроген, другий — кислотний залишок. У поданому рівнянні перші частини складних речовин зафарбовані в синій колір, другі — у червоний. Це дає змогу легко помітити, що оксид обміняв свою другу складову — Оксиген — на другу складову частину кислоти — кислотний залишок, й утворилася сіль. Якщо ж розглядати кислоту, то можемо сказати, що її перший складник — атом Гідрогену — помінявся місцями з атомом металічного елемента, сполучився з Оксигеном, й утворилась вода.

ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ З ЛУГАМИ. КИСЛОТНІ ОКСИДИ. Проведемо дослід, відомий вам ще з курсу природознавства. Це взаємодія вуглекислого газу з вапняною водою, тобто розчином кальцій гідроксиду Са(ОН)2, що належить до лугів.

Наллємо у пробірку 2–3 мл прозорого розчину кальцій гідроксиду (вапняної води). У прилад для добування газів помістимо шматочки мармуру, основний складник якого — кальцій карбонат, і

додамо хлоридної кислоти. Відкриємо затискач на газовідвідній трубці. Кислота почне взаємодіяти з кальцій карбонатом, спостерігатиметься

Вуглекислий газ, що почне виділятися, спрямуємо в посудину з вапняною водою, і прозорий розчин досить швидко помутніє. Складемо рівняння реакції та з’ясуємо, яка з утворених речовин випала в осад (у хімії будь-яке помутніння називають осадом, бо воно спричинене утворенням нерозчинної речовини).

кальцій

карбонат

167

Як і в попередніх дослідах з оксидами металічних елементів, продуктами цієї реакції є дві складні речовини — сіль і вода. Але цього разу в утворенні солі взяв участь оксид неметалічного елемента.

Оксиди, які взаємодіють з основами й утворюють сіль, називають

кислотними оксидами.

До кислотних оксидів належить більшість оксидів неметалічних елементів, а також оксиди металічних елементів з високою валентністю.

ВЗАЄМОДІЯ ОСНÎВНИХ І КИСЛОТНИХ ОКСИДІВ МІЖ СОБОЮ.

ПОНЯТТЯ ПРО СОЛЕТВОРНІ Й НЕСОЛЕТВОРНІ ОКСИДИ. Розглянуті в цьому параграфі приклади хімічних явищ свідчать про те, що з оксиду можна добути сіль, подіявши на нього кислотою чи лугом. Проте деякі оксиди цієї властивості не виявляють. Це стосується карбон(ІІ) оксиду СО, нітроген(І) оксиду N2O, нітроген(ІІ) оксиду NO, гідроген оксиду Н2O. За цією класифікаційною ознакою здійснено поділ оксидів на солетворні та несолетворні.

КЛАСИФІКАЦІЯ ОКСИДІВ. Узагальнимо у вигляді схеми розглянутий у процесі вивчення хімічних властивостей оксидів поділ речовин цього класу на групи. Як видно зі схеми 11, серед солетворних оксидів виділяють оснîвні, кислотні та амфотерні оксиди. З представниками оснîвних і кислотних оксидів, а також їх визначеннями ви щойно ознайомилися. Амфотерні оксиди, амфотерні гідроксиди та їх властивості описані у параграфі 37.

168

гідроксиди або кислоти,

Класифікація оксидів

Попрацюйте групами

Розгляньте схему 11 і дізнайтеся, які гідроксиди або кислоти відповідають кожній групі. Складіть їхні формули для поданих у схемі формул оксидів.

Здійсніть уявний експеримент із розпізнавання таких речовин: кальцій оксид, фосфор(V) оксид.

1.Складіть план розпізнавання.

2.Запишіть рівняння реакцій та зазначте явища, на яких ґрунтувалося розпізнавання цих речовин.

Стисло про основне

За здатністю взаємодіяти з іншими речовинами та утворювати солі оксиди поділяють на солетворні й несолетворні.

Солетворні оксиди поділяють на основні, кислотні, амфотерні.

Основним оксидам відповідають основи, кислотним — кислоти, амфотерним оксидам — амфотерні гідроксиди.

169

Оснîвні оксиди взаємодіють з водою, кислотами, кислотними оксидами.

Кислотні оксиди взаємодіють з водою, основами (лугами), оснîвними оксидами.

Сторінка ерудита

У параграфі розглянуто загальні хімічні властивості оксидів. Сполукам цього класу властива й інша взаємодія, зокрема доокиснення. З назви легко здогадатися, що ця реакція пов’язана з киснем. Справді, якщо елемент в оксиді виявляє нижчу валентність, ніж максимальна, то за певних умов відбувається доокиснення.

2СО + О2 = 2СО2

2SО2 + О2 = 2SО3

Визначте валентність Карбону та Сульфуру до та після реакції.

Доокиснення оксидів пов’язане з такими екологічно небезпечним явищем, як кислотні дощі (про них ітиметься пізніше).

Знаємо, розуміємо

Назвіть відомі вам класифікації оксидів.

Дайте визначення оснîвних оксидів, наведіть приклади.

У чому виявляється специфіка кислотних оксидів? Наведіть приклади.

Наведіть приклади несолетворних оксидів.

Які властивості оснîвних оксидів вам відомі?

Назвіть властивості кислотних оксидів.

Основа чи кислота відповідає сульфур(VІ) оксиду? Складіть формулу сполуки. Основа чи кислота відповідає ферум(IІ) оксиду? Складіть формулу сполуки.

170