1.2.6. Генетичний зв’язок між класами неорганічних сполук

Між простими речовинами та їх похідними – оксидами, кислотами, гідроксидами, солями існує взаємозв’язок, який визначає можливість їх взаємних перетворень. Його можна подати схемою (рис. 4).

НЕМЕТАЛ МЕТАЛ

Кислотний оксид

Вода

Основний оксид

+ +

Кислота

Основа

+

Сіль

Рис. 4. Генетичний зв’язок між найважливішими

Класами неорганічних сполук

Наведемо конкретний приклад, запишемо формулу води у вигляді НОН:

S Ca

 

SO₃ + HOH + CaO

 

H₂SO₄ + Ca(OH)₂



CaSO₄

Порівнюючи формули кислоти й води, можна зробити висновок, що кислота утворюється за­міною гідроксильної групи у воді на кислотний залишок. Аналогічно основа утворюється замі­ною атома Гідрогену у воді на метал, а сіль — за­міною атомів Гідрогену в кислоті на метал або гідроксильної групи в основі на кислотний за­лишок, або гідроксильної групи води на кис­лотний залишок, а атома Гідрогену на метал.

Підсумки

Необхідно зрозуміти

1. Усі неорганічні речовини поділяють на прості та складні.

2. До складних речовин належать оксиди, кислоти, основи, солі.

3. Назва складної речовини являє собою назву катіона й аніона.

Треба вміти

1. Розрізняти класи неорганічних сполук.

2. Записувати рівняння хімічних реакцій, що характеризують властивості різних класів неорганічних сполук.

Слід запам’ятати

1. Визначення класів неорганічних сполук.

2. Хімічні властивості різних класів неорганічних сполук.

ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

1. Маса атома Карбону дорівнює 1,99310^-26 кг, маса атома Сульфуру – 5,323810^-26. Розрахувати відносну атомну масу Сульфуру.

Розв’язання

1/12 m_a(C₁₂)= 1,6610^-27 кг

.

Таким чином, відносна атомна маса Сульфуру становить 32,06.

2. Обчислити молярну масу сірки, якщо середня маса її молекули дорівнює 5,323810^-23 г.

Розв’язання

M(S) = m_aN_A = 5,323810^-23г  6,02210²³ моль^-1 = 32,06 г/моль.

Таким чином, молярна маса сірки дорівнює 32,06 г/моль.

3. Визначити еквівалентні числа для хлору, азоту, вуглецю та фосфору, застосовуючи масові співвідношення, наведені далі:

Реакція H2 + A	m(H2) : m(A)	Реакція A + O2	M(A) : m(O2)
H2 + Cl2 = 2HCl	1 : 35,5	2H2 + O2 = 2H2O	1 : 8
3H2 + N2 = 2NH3	1 : 4,7	C + O2 = CO2	3 : 8
2H2 + C = CH4	1: 3	P4 + 5O2 = P4O10	6,2 : 8

Розв’язання

Для хлору реальна частинка (молекула) має масу M(Cl₂)=71, у даній реакції m(Cl₂) = 35,5, тобто це вдвічі менше за реальну частинку. Таким чином, z(Cl₂)=2.

Для азоту М(N₂) = 28; 28/4,7 = 6, таким чином, z(N₂) = 6.

M(C) = 12; 12/3 = 4, z(C) = 4.

M(O₂) = 32; 32/8 = 4, z(O₂) = 4.

M(P₄)= 124; 124/6,2=20, z(P₄)=20.

Таким чином, еквівалентні числа для хлору, азоту, вуглецю та фосфору дорівнюють відповідно 2, 6, 4, 20 .

4. Визначити масову частку Карбону в метані.

Розв’язання

A_r(C) = 12;

M_r(CH₄) = 12 + 41 = 16;

Таким чином, масова частка Карбону в метані становить 75%.

5. Визначити число атомів Оксигену, що містяться в 320 г кисню.

Розв’язання

(O₂) = ;(O₂) = =10 моль;

(O) = 2(O₂) = 210 моль = 20 моль;

N(O) = (O)N_A = 20 моль6,0210²³ моль^1 = 1,20410²⁵.

Таким чином, число атомів Оксигену становить 1,20410²⁵.

6. Відносна густина пари речовини за повітрям становить 2. Визначити молярну масу цієї речовини.

Розв’язання

D_пов.=; M=D_пов.М(пов.).

М(пов.) = 29 г/моль ; M = 2  29 г/моль = 58 г/моль.

Таким чином, молярна маса речовини 58 г/моль.

7. Обчислити, скільки молекул і атомів міститься в 11,2 л гідроген сульфуру за нормальних умов.

Розв’язання

N(H₂S) = (H₂S)N_A; (H₂S) = ;

(H₂S) = = 0,5 моль.

N(H₂S) = 0,5 моль6,0210²³ моль^-1 = 3,0110²³ молекул.

Кожна молекула гідроген сульфіду містить 2 атоми Гідрогену і 1 атом Сульфуру, тобто кількість атомів у молекулі втричі більша.

N_aтомів(H,S) = N(H₂S) 3 = 33,0110²³ =9,0310²³ атомів.

Таким чином, кількість молекул  3,0110²³ ; кількість атомів – 9,0310²³ .

8. Визначити густину за воднем газової суміші, що складається з азоту об’ємом 56 л та неону об’ємом 28 л. Об’єми газів зведені до нормальних умов.

Розв’язання

;

Визначимо молярну масу суміші:

M(сум.) = .

Таким чином, .

9. Визначити атомну масу двовалентного металу та встановити цей метал, якщо його 8,34 г окиснюється 0,680 л кисню (н.у.).

Розв’язання

Згідно із законом еквівалентів .

Молярну масу еквівалента металу можна знайти так:

г/моль.

Оскільки метал двовалентний, то його атомна маса обчислюється за формулою А=M_f(Me)2. Отже, атомна маса металу дорівнює 68,72=137.

Таким чином, шуканий метал  барій.

10. Визначити молярну масу речовини, якщо 600 мл її пари при 87С і тиску 83,2 кПа дорівнює 1,30 г.

Розв’язання

Із рівняння МенделєєваКлапейрона можна виразити молярну масу речовини:

г/моль.

Таким чином, молярна маса речовини дорівнює 78 г/моль.

11. Написати рівняння реакцій, що характеризують такі перетворення:

SO₂Na₂SO₃NaHSO₃Na₂SO₃Na₂SO₄.

Розв’язання

У ході пропускання SO₂ через надлишок розчину натрій гідроксиду утворюється натрій сульфіт:

SO₂ + 2NaOH  Na₂SO₃ + H₂O.

Під час пропускання надлишку SO₂ через розчин натрій сульфіту утворюється натрій гідрогенсульфіт:

SO₂ + Na₂SO₃ + H₂O  2NaHSO₃.

Натрій гідрогенсульфіт у процесі нагрівання розкладається:

2NaHSO₃  SO₂ + Na₂SO₃ + H₂O.

Сульфатна кислота витісняє сульфітну кислоту із сульфітів:

Na₂SO₃ + H₂SO₄  Na₂SO₄ + SO₂ + H₂O.