Підручники з Хімії / Хімія 9 клас / Савчин Хімія 9 клас. 2022

Повторення найважливіших питань...

чинними у воді основами та солями у водному розчині. Реакції за участю лугів відбуваються, якщо: а) нерозчинні продукти випадають в осад; б) утворюється і виділяється газ; в) одним із продуктів реакції є вода. Хлоридну, сульфатну й інші кислоти можна розпізнати за якісними реакціями.

•Спільні властивості основ зумовлені наявністю в їхньому складі гідроксиданіонів. У водних розчинах лугів індикатори змінюють своє забарвлення: лакмус та універсальний індикатор — на синє, метиловий оранжевий — на жовте, а фенолфталеїн — на малинове. Луги взаємодіють із кислотними оксидами, кислотами (реакція нейтралізації) та розчинами солей.

•Нерозчинні основи реагують із кислотами та розкладаються за нагрівання на оксид і воду.

•Амфотерні гідроксиди виявляють подвійні хімічні властивості: взаємодіючи з кислотами, реагують як основи, а з лугами — як кислоти. З лугами вони реагують у розчинах і під час сплавляння. Продуктами реакцій є солі та вода.

•Солі у водному розчині взаємодіють із металами, кислотами, лугами й між собою.

ЗАВДАН­ ­НЯ­­ДЛЯ­­САМОКОНТРО­ ­ЛЮ

1. Випишіть формули кислот, основ й амфотерних гідроксидів із переліку речовин, записаних хімічними формулами: FeO, LiOH, HNO3, СrО, Zn(OH)2, HCl, K2O, H2SO3, Al(OH)3, Mg(OH)2, H2SO4, Ca(OH)2, CaO, Fe(OH)3, H3PO4, Ba(OH)2, CaCO3, H2S, H2CO3, KOH, Fe(OH)2, NaCl, Al2(SO4)3. Назвіть їх.

2. Перетворіть схеми реакцій на рівняння, дописавши в правій частині формули пропущених речовин. Укажіть стрілками утворені нерозчинні речовини: а) Са(ОН)2 + HCl →... + H2O; б) CuSO4 + NaOH →Cu(OH)2 + ... ; в) KOH + SO2 → ... + H2O; г) KCl + AgNO3 →... + KNO3; ґ) BaCl2 + Na2SO4 →... + NaCl; д) NaOH + H2SO4 → ... + H2O.

3.  Поясніть, чому алюмінієвий посуд не можна мити мийними засобами, що мають лужне середовище.

4.  Розчин, що містив барій гідроксид масою 34,2 г, повністю нейтралізували розчином сульфатної кислоти. Обчисліть масу утвореної нерозчинної речовини, яка випала в осад.

5. Для лікування захворювань, пов’язаних зі зменшенням вмісту Кальцію в організмі людини, у вену хворого вводять розчин кальцій хлориду з масовою часткою солі 10 %, який випускають в ампулах об’ємом 5 мл і 10 мл. Курс лікування — 10 ампул. Обчисліть масу йонів Кальцію, яку отримує організм людини за курс лікування розчином кальцій хлориду в ампулах об’ємом по 5 мл, якщо густина розчину становить 1,1 г/мл.

6.  Складіть рівняння реакцій за наведеними схемами: а) КMnO4 → O2 → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → CaO; б) H2O2 → O2 → BaO → Ba(OH)2 → BaCl2 → BaSO4.

ЦІКАВО­­ЗНАТИ

• Солі Кальцію необхідні для нормального функціонування та життєдіяльності організму людини. Найважливіші функції цих солей виконують йони Кальцію. Вони забезпечують проведення нервових імпульсів, діяльність м’язів серця та скорочення скелетних і гладких м’язів. Йони Кальцію у великій кількості містяться в кістковій тканині, беруть участь у згортанні крові.

Зменшення вмісту Кальцію в плазмі крові призводить до патологічних змін і захворювань на гіпокальціємію, виникнення судом. Корекцію здійснюють за допомогою

12

Повторення найважливіших питань...

одинарним (Н2), подвійним (о2) і потрійним (N2). Валентні електрони — це електрони зовнішнього енергетичного рівня.

Ковалентний полярний зв’язок — зв’язок між атомами немета­ лічних елементів із різною електронегативністю, який виникає вна­ слідок перекривання атомних орбіталей та утворення спільних пар

електронів, що зміщені до атома з більшою електронегативністю.

Ковалентний полярний зв’язок властивий молекулам складних речовин, утворених неметалічними елементами (наприклад, HCI, HBr, H2S, H2O). У молекулах цих речовин спільні пари електронів зміщені до атома з більшою електронегативністю.

Пригадайте, що таке електронегативність елементів.

Хімічний зв’язок, що виникає внаслідок дії сил електростатичного притяганняміжрізнойменнозарядженимийонами,називаютьйонним.

Йонний зв’язок характерний для речовин, що містять у своєму складі металічні й неметалічні елементи. В атомах металічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні перебуває мало електронів, а в атомах неметалічних — значно більше. Під час хімічних реакцій відбувається переміщення електронів з орбіталей атомів металічних елементів в орбі­ талі атомів неметалічних елементів, оскільки атомам енергетично вигід­ ніше приєднати кілька електронів, ніж віддати більшу їх кількість. Унаслідок цього атоми перетворюються на йони — заряджені частинки.

атоми металічних елементів, віддаючи електрони, перетворюються на позитивно заряджені йони — катіони.

атоми неметалічних елементів, приєднуючи електрони, перетворю­ ються на негативно заряджені йони — аніони.

З курсу фізики вам відомо, що протилежно заряджені частинки мають здатність притягуватися, утворюючи кристал:

Na+ + Cl– → Na+Cl–.

Поясніть, чим відрізняються атоми та йони: а) за будовою; б) за властивостями.

Поняття «молекула» для йонних сполук не використовують. Здебільшого вживають поняття «формульна одиниця». Вона вказує на відношення йонів у сполуці.

У йонних сполуках кількість позитивних і негативних зарядів одна­ кова, а отже, вони — електронейтральні.

Порівнявши йонний зв’язок із ковалентним полярним, можна зро­ бити висновок про те, що йонний зв’язок є крайнім випадком полярного ковалентного.

Класифікацію хімічних зв’язків схематично зображено на рисунку 5.

14

§ 3. Хімічний зв’язок і будова речовини

ВИДИ ХІМІЧНИХ ЗВ’ЯЗКІВ

кристалічні ґратки. залежність фізичниХ властивостей речовин від типів

кристалічниХ ґраток. Кожна з речовин, рідина чи газ за певних умов (зни­ ження температури, тиску) може перейти у твердий стан. Унаслідок цього відбувається впорядкування структурних частинок речовини в просторі й утворюються структури, подібні до ґраток.

Місця розташування структурних частинок (атомів, молекул, йонів) у ґратках називають вузлами. Залежно від виду частинок, що розміщу­ ються у вузлах, розрізняють такі типи кристалічних ґраток: молеку­ лярні, йонні й атомні (рис. 6).

Молекулярні­кристалічні ґратки (полярні й неполярні) характерні для речовин молекулярної будови. У їхніх вузлах розміщуються моле­ кули речовин із ковалентним зв’язком.

Йонні­ кристалічні ґратки властиві речовинам із йонним зв’язком. У їх вузлах містяться катіони й аніони, які втримуються силами взаєм­

РЕЧОВИНИ З РІЗНИМИ ТИПАМИ  

КРИСТАЛІЧНИХ ҐРАТОК

Рис. 6. Схема характеристики фізичних властивостей речовин залежно від їхньої кристалічної будови

15

Повторення найважливіших питань...

ного притягання. Сили притягання між різнойменно зарядженими час­ тинками великі, тому йонні ґратки — міцні.

Атомні кристалічні ґратки мають сполуки з ковалентними зв’язками. У вузлах таких ґраток містяться атоми, зв’язки між якими здебільшого є рівноцінними та міцними. атомні ґратки має, напри­ клад, алмаз.

Наведіть приклади сполук із молекулярними, йонними й атомними кристаліч- ними ґратками.

Ураховуючи відомості про кристалічну будову речовини, неважко зрозуміти, що будова речовини та її властивості взаємозв’язані. За будо­ вою можна охарактеризувати чи спрогнозувати властивості речовини, і навпаки, за властивостями — визначити її кристалічну будову.

ПІДСУ­МО­ ВУ­ Є­ МО­ ­­ВИВЧЕНЕ

•Хімічний зв’язок — зв’язок, що виникає між частинками речовини (атомами, молекулами, йонами), з утворенням хімічно стійких молекул або кристалів.

•Ковалентний зв’язок — зв’язок між атомами елементів, що виникає внаслідок перекривання атомних орбіталей та утворення спільних пар електронів.

•Ковалентний неполярний зв’язок — зв’язок між атомами неметалічних елементів з однаковою електронегативністю, що виникає внаслідок перекривання атомних орбіталей та утворення спільних пар електронів, які однаково належать обом ядрам у молекулі.

•Ковалентний полярний зв’язок — зв’язок між атомами неметалічних елементів із різною електронегативністю, який виникає внаслідок перекривання атомних орбіталей та утворення спільних пар електронів, що зміщені до атома з більшою електронегативністю.

•Хімічний зв’язок, що виникає внаслідок дії сил електростатичного притягання між різнойменно зарядженими йонами, називають йонним.

•Перехід речовин у твердий стан пов’язаний з упорядкуванням структурних частинок речовини в просторі з утворенням структур, подібних до ґраток, у вузлах яких розміщені молекули, йони або атоми.

•Назви кристалічних ґраток залежать від того, які структурні частинки наявні в їх вузлах: молекулярні, йонні, атомні.

•Будова речовини та її властивості взаємозв’язані.

ЗАВДАН­ НЯ­ ­­ДЛЯ­­САМОКОНТРО­ ЛЮ­

1.  Сформулюйте визначення понять «хімічний зв’язок», «ковалентний неполярний зв’язок», «ковалентний полярний зв’язок», «йонний зв’язок».

2.  Поясніть, чим відрізняються механізми утворення ковалентного неполярного й полярного зв’язків.

3.  Поясніть,  як утворюється йонний зв’язок, порівняйте його з ковалентним полярним.

4.  Класифікуйте сполуки, записані формулами, на ковалентні неполярні, полярні та йонні: HF, F2, KOH, ZnCl2, H2, HNO3, Cl2, NaNO3, HCl.

5.  Охарактеризуйте відомі вам типи кристалічних ґраток і взаємозв’язок між будовою речовин та їх фізичними властивостями.

16

Тема 1

§  4.­ПОНЯТТЯ­­ПРО­­ДИСПЕРСНІ­­СИСТЕМИ.­

КОЛОїДНІ­­Й­­ІСТИННІ­­РОЗЧИНИ

Вивчивши матеріал параграфа, ви зможете:

• формулювати визначення понять «дисперсні системи», «колоїдні роз­ чини», «істинні розчини»;

•класифікувати дисперсні системи за розміром частинок;

•наводити приклади колоїдних та істинних розчинів;

•пояснювати значення колоїдних розчинів у житті людини;

•характеризувати колоїдні й істинні розчини.

Дисперсні системи вивчає розділ хімічної науки — колоїдна хімія.

Пригадайте, що називають системою.

поняття про дисперсні системи. Вам уже відомо, що система — це

цілісність, яка складається з окремих частин, об’єднаних певними логічними зв’язками.

тому дисперсними системами вважають такі, що складаються з двох або більше речовин, де одна з них у подрібненому стані рівномірно розпо­ ділена серед частинок іншої. Кожна дисперсна система містить подріб­ нену речовину й речовину, в якій розподілені ці частинки. Подрібнену речовину називають дисперсною фазою, а ту речовину, в якій міститься дисперсна фаза, — дисперсійним середовищем.­ Дисперсній фазі, як і дисперсійному середовищу, в якому вона перебуває, властиві три агре­ гатні стани: твердий, рідкий та газоподібний.­Найчастіше використову­ ють дисперсні системи, в яких дисперсійним середовищем є вода.

розглянемо класифікацію дисперсних систем за розміром частинок дисперсної фази (рис. 7, с. 18).

різноманітність дисперсних систем залежить від того, у якому стані перебувають дисперсна фаза й дисперсійне середовище. Доведено, що вони можуть перебувати у твердому, рідкому й газоподібному станах. тому дисперсні системи класифікують за агрегатним станом дисперсної фази й дисперсійного середовища.

До грубодисперсних систем за такими критеріями належать сус­ пензії, емульсії та аерозолі.

17

Тема 1. Розчини

ДИСПЕРСНІ СИСТЕМИ

(за розміром частинок дисперсної фази)

Аерозолі

Рис. 7. Схема класифікації дисперсних систем за розміром частинок (1 нм = 1 · 10–9 м)

суспензії, емульсії, аерозолі. Найпоширенішими серед грубодисперс­ них систем є суспензії та емульсії.

Суспензії ­—­системи, у яких частинки твердої речовини рівномірно розподілені між молекулами рідини (води).­тверді частинки в суспензії можна побачити неозброєним оком. так, ретельно перемішана суміш розтертої крейди чи глини у воді, запарена кава, змішаний з холодною водою крохмаль, зубна паста, будівельні розчини й фарби, значна кіль­ кість лікарських препаратів — усе це суспензії.

Емульсії — системи, у яких дисперсною фазою та дисперсійним середовищем є рідини, що не змішуються. До емульсій належать добре струшена олія або бензин із водою, майонез, маргарин і вершкове масло, косметичні засоби (шампуні, креми), нафта, а також певні лікарські препарати. Прикладом відомої вам емульсії є молоко, де дрібні час­ тинки (крапельки) жиру рівномірно розміщуються в середовищі рідини.

З’ясуйте, скориставшись мережею «Інтернет», які суспензії та емульсії застосо- вують як лікарські препарати.

Аерозолі — системи, дисперсійним середовищем у яких є гази. Вони часто трапляються в природних умовах. До аерозолів належать: туман, коли в повітрі розчиняються дрібні краплинки води; дим, коли в повітрі поширені частинки твердої речовини; смог — суміш диму, туману й пилу.

Визначте самостійно, що є дисперсною фазою, а що — дисперсійним середови- щем під час утворення хмар.

Грубодисперсні системи розшаровуються, тверді частинки, що утво­ рюють дисперсну фазу, осідають упродовж кількох хвилин. Швидкість процесу розшарування залежить від розмірів частинок дисперсної фази. Що вони більші, то швидше відбувається розшарування.

Суспензії, емульсії та аерозолі належать до двофазних систем.

18

Тема 1. Розчини

розчином. Частинки розчиненої речовини в них настільки дрібні, що їх не можна побачити навіть за допомогою мікроскопа. особливістю істинних роз­ чинів є те, що розділити розчинену речовину й розчинник механічним спосо­ бом неможливо. Це означає, що в істинних розчинах немає поверхні поділу фаз (тобто відсутній поділ між розчинником і розчиненою речовиною), тому вони є гомогенними системами. таким системам властива висока стійкість розчинів. Істинні розчини є прозорими, не розшаровуються.

Як розрізнити істинний та колоїдний розчини? Для цього крізь роз­ чин пропускають пучок світла в темному приміщенні. У склянці з істин­ ним розчином світло проходить крізь нього непомітно, а в склянці з колоїдним розчином його шлях чітко простежується (рис. 8).

Рис. 8. розпізнавання істинних (а) і колоїдних (б) розчинів

така відмінність зумовлена різним розміром частинок у розчинах. очевидно, що колоїдні частинки є великими, тому й виявляють здатність розсіювати світло. Цим способом у домашніх умовах можна визначити, яким розчином — істинним чи колоїдним — є підсолоджений чай, кисіль, настоянка діамантового зеленого («зеленка»), виноградний сік, напій «Кока­кола», оцет. Як джерело світлового променя можна вико­ ристати лазерну указку.

значення дисперсниХ систем. Дисперсні системи дуже поширені в при­ роді. У річках містяться різні мінеральні частинки, зокрема: грубі (піщинки), які швидко осідають, і тонкі — суспензії та золі; під дією солей вони коагулюють і накопичуються в дельтах річок. Ґрунт — теж дисперсна система, що містить різноманітні мінерали й органічні речо­ вини рослинного та тваринного походження в колоїдному стані, які значною мірою впливають на їхню структуру та властивості. Хмари, пил і дим, туман, мул і мінерали — усе це є дисперсними системами. Унаслідок вивітрювання гірських порід, розмивання ґрунтів, забруд­ нення водойм пилом також утворюються дисперсні системи.

Дисперсні системи мають практичне застосування в людській діяль­ ності (рис. 9). Їх використовують у хімічній, харчовій і фармацевтичній галузях промисловості. У хімічній промисловості — у виробництві штучного шовку (віскозного, ацетатного) та синтетичних волокон (капрону, лавсану тощо), лаків і фарб, клеїв, пластмас, гуми, паперу, сажі, синтетичних каучуків, смол, видобутку й перероблення нафти.

20