Методичк Рязановой

При изображении графических формул основных солей надо четко представить, из каких и скольких основных и кислотных остатков состоит данная соль. Например, гидроксокарбонат кальция имеет формулу (СаОН)2СО3 и состоит из двух основных остатков –Са–О–Н и одного кислотного

O –

O C

O –

Сочетая их, получаем правильную графическую формулу:

O – Са – О – Н

O C

O – Са – О – Н

Алгоритм составления уравнения реакции обмена

1.Написать формулы исходных веществ, проверить их правильность (молекула должна быть электронейтральной).

2.Написать формулы продуктов реакции, проверить их правильность. Полезно при составлении формул продуктов реакции учитывать тип реакции (реакция обмена, реакция соединения, окислительно-восстановительная реакция), так как от этого зависит состав продуктов реакции.

3.Найти коэффициенты уравнения реакции. Коэффициенты могут быть найдены правильно только при условии правильного написания формул. Уравнять сначала по многозарядным ионам, потом по однозарядным (металл, кислотный остаток, водород).

Пример 1 . Составить уравнение реакции: Fe2(SO4)3 + NaOH → ?

1. Это реакция обмена. Формулы продуктов составляются исходя из того, что положительный ион первого вещества притягивает отрицательный ион второго вещества (и наоборот).

2. Уравниваем по железу:

Fe2(SO4)3 + NaOH → 2Fe(OH)3 + Na2SO4

3. Уравниваем по кислотным остаткам:

Fe2(SO4)3 + NaOH → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4

4. Уравниваем по натрию:

Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4

5. Проверяем по водороду (по 6 атомов водорода в левой и правой части уравнения.)

Пример 2 . Составить уравнение реакции: FeCl3 + K4[Fe(CN)6] → ?

89

1. Это реакция обмена с участием комплексного соединения. Обозначаем заряды катионов и анионов:

3. Уравниваем по многозарядному катиону железа:

4FeCl3 + K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + KCl

4. Уравниваем по многозарядным комплексным анионам:

4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + KCl

5. Уравниваем по однозарядным катионам калия:

4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl

Пример 3 . Составить уравнение реакции:

К2О + Н2О → ?

Это реакция соединения, продуктом является основание.

К2О + Н2О → 2КОН

Пример 4 . Составить уравнение реакции:

Cl2O7 + H2O →

1. Это реакция соединения, продуктом является кислота. Заряд неметалла в кислотном оксиде и в кислоте должен быть одинаковым.

Сl2O7 + H2O → 2HСlO4

Пример 5 . Составить уравнение реакции:

Fe2O3 + H2O → ?

Эта реакция не идет, так как в воде растворяются оксиды только щелочных и щелочноземельных металлов.

Пример 6 . Составить уравнение реакции:

Cu + HNO3 → ?

1. Это окислительно-восстановительная реакция, идет без выделения водорода:

90

Cu + HNО3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O

разб.

2. Окислительно-восстановительные реакции уравниваются с помощью электронных уравнений:

Задачи с применением метода аналогии

В свойствах элементов и их соединений есть не только различные, но и общие черты. Используя метод аналогии, можно составлять формулы еще не изучавшихся соединений и характеризовать общие черты в их свойствах.

Пример 1 . Напишите формулу теллуровой кислоты.

Решение. Теллуровая кислота образована теллуром. Теллур является элементом VI A группы, максимальная степень окисления +6.

В VI A группе находится сера, имеющая максимальную степень окисления +6. Она образует серную кислоту H2SO4.

Аналогично формула теллуровой кислоты – Н2ТеО4.

Пример 2 . Напишите формулы сурьмяной кислоты, существующей в нескольких формах.

Решение. Сурьма находится в главной подгруппе V группы, имеет степень окисления +5. В этой же группе и подгруппе находится азот, образующий азотную кислоту, и фосфор, образующий фосфорную кислоту в двух формах.

Применяем метод аналогии. Сурьма образует ортосурьмяную кислоту (аналогично ортофосфорной) Н3SbO4 и метасурьмяную кислоту HSbO3 (аналогично азотной и метафосфорной кислотам).

91

92

Химизм некоторых почвенных процессов

Впочве могут присутствовать различные химические соединения – кислоты, основания, соли.

Избыточное содержание органических и минеральных кислот иногда существенно увеличивает кислотность почвы. Повышенное содержание оснований делает почву щелочной.

Впочве за счет естественных природных процессов и в связи с проведением хи-

мической мелиорации могут присутствовать нерастворимые соли − СаСО3, Са3(РО4)2, мало растворимые соли – СаSO4, CuOHCl, FeOHCl2 и другие, хорошо растворимые со-

ли – KNO3, NH4Cl, NaNO3, Ca(H2PO4)2, CuSO4, MnSO4, ZnSO4 и другие. Значительная часть кислот попадает в почву за счет природных процессов и вместе с отходами производства.

Так, азотная и азотистая кислоты попадают в почву в процессе грозовых разрядов:

N2 + O2 = 2NO

2NO + O2 = 2NO2

2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2.

Образующаяся азотная кислота взаимодействует с имеющимися в почве карбонатами и фосфатами:

2HNO3 + CaCO3 = Са(NO3)2 + CO2 + H2O

растворим

HNO3 + Ca3(PO4)2 = Са(H2PO4)2 + 2Ca(NO3)2

растворим растворим

Образующиеся нитраты и гидрофосфаты хорошо растворимы и усваиваются растениями.

Азотная кислота образуется в почве в результате биохимических процессов нитрификации.

Впроцессе круговорота серы в природе в почве образуются различные соединения серы – сульфаты, сульфиты, сульфиды, которые подвергаются превращениям за счет обменных и окислительно-восстановительных процессов.

Под воздействием серобактерий в почве образуется серная кислота.

Вкачестве отходов химических и металлургических производств в воздухе обра-

зуется сернистый газ SO2, который растворяется в воде, образуя сернистую кислоту, а затем окисляется до серной кислоты:

SO2 + H2O = H2SO3

2H2SO3 + O2 = 2H2SO4

Серная кислота увеличивает кислотность почвы, реагирует с некоторыми солями, находящимися в почве. Так, взаимодействие ее с фосфоритом приводит к образованию растворимого дигидрофосфата, усваиваемого растениями:

Са3(РО4)2 + 2Н2SO4 = Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4

94

Применение аммиака в качестве удобрения на кислых почвах способствует понижению их кислотности:

NH3 + HCl = NH4Cl

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

3NH3 + H3PO4 = (NH4)3PO4

Однако за счет гидролиза солей аммония кислотность почвы повышается:

(NH4)2SO4 → 2NH4+ + SO42

NH4+ + HOH = NH4OH + Н+

кислая

среда

(NH4)2SO4 + 2HOH = 2NH4OH + H2SO4

Оптимальное содержание кислоты в почве увеличивает растворимость солей, содержащих питательные элементы, обеспечивает возможность усвоения микроэлементов из растворимых солей MnSO4, CuSO4, ZnSO4.

Слишком большая кислотность почвы оказывает на растения губительное влияние. В этом случае необходимо проводить известкование почвы. Внесение в почву известняка СаСО3 понижает кислотность почвы благодаря реакции:

СаСО3 + 2НСl = CaCl2 + CO2 + H2O

Если почва содержит избыточное количество оснований и является щелочной, это может привести к созданию неблагоприятной для растений среды и сделать недоступными для усвоения растениями многие питательные элементы благодаря переходу их в малорастворимое состояние.

Са(Н2РО4)2 + 2Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 ↓ + 4H2O

растворим

СuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4

растворим

FeCl3 + NaOH = FeOHCl2 ↓ + NaCl

растворим

FeCl3 + 3NaOH = Fe(OH)3 ↓ + 3NaCl

MnSO4 + Ca(OH)2 = Mn(OH)2 ↓ + CaSO4

растворим

Следует обращать внимание на возможность химических реакций между одновременно вносимыми в почву веществами и учитывать возможность реакций с веществами почвы.

Так, растворимые силикаты усиливают подвижность фосфора в почве за счет образования растворимых соединений, например, при применении в качестве фосфорного удобрения преципитата CaHPO4:

Если в почву вносить одновременно сульфат меди и гидроксид аммония, то образуется труднорастворимое соединение меди, недоступное для усвоения растениями:

CuSO4 + 2NН4OH = Cu(OH)2 ↓ + (NH4)2SO4

растворим

Если проводится известкование кислой почвы известняком СаСО3, то за счет понижения ее кислотности также возможно образование малорастворимых Сu(OH)2 или (СuOH)2SO4, что уменьшает возможность усвоения меди растениями.

Для уменьшения избыточной щелочности почвы рекомендуется гипсование почвы сульфатом кальция СaSO4 · 2H2O.

Раздел 4 . Химическая связь

Нужно знать: проблемы, связанные с разработкой современных теорий химической связи; иметь представление о механизмах образования химической связи; типах химической связи; об энергетике химических связей и химических реакций; о геометрии молекул.

Нужно уметь: определять тип связи в молекулах веществ; связывать свойства химической связи со свойствами веществ; писать уравнения реакций, характеризующие химические свойства аммиака на основе понимания донорно-акцепторного механизма образования химической связи.

ТИПЫ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ

Таблица 24

КОВАЛЕНТНАЯ НЕПОЛЯРНАЯ СВЯЗЬ

Образуется между одинаковыми атомами одного элемента (с одинаковой электроотрицательностью)

Неполярны молекулы простых веществ: H2, Cl2, N2, O2

H· + H · → H ׃ Н

электронная пара расположена симметрично

Неполярны многие симметрично построенные молекулы сложных веществ, хотя связи между ними полярные:

O C O

8,9 · 10−39 ← · → 8,9 · 10−39

96