2.5 Генетическая связь между классами неорганических соединений

Между простыми веществами, оксидами, кислотами, основаниями и солями существует генетическая связь, т.е. возможность их взаимного превращения. Так, например: простое вещество – металл медь – в результате соединения его с кислородом превращается в оксид меди, а последний при взаимодействии с кислотой превращается в соль. Эти превращения обычно записываются в виде схем, например:

Cu → CuO → CuCl₂.

Возможен и обратный переход – от соли к другим классам неорганических соединений и простым веществам, например: от хлорида меди путём взаимодействия со щелочью можно перейти к гидроксиду меди (II), от него с помощью прокаливания к оксиду меди (II), а из последнего посредством восстановления водородом при нагревании получить простое вещество – медь:

CuCl₂ → Cu(OН)₂ → CuO → Cu.

Задача 1. С каким из указанных веществ будет взаимодействовать хлороводородная (соляная) кислота? Составьте уравнения возможных реакций.

P₂O₅, CaO, KOH, Al(OH)₃, AgNO₃, H₃PO₄

Решение: Кислоты взаимодействуют с основными и амфотерными оксидами, с основаниями, с амфотерными гидроксидами и с солями. Из указанных веществ соляная кислота будет взаимодействовать:

1. с CaO – основным оксидом: CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O,

2. с KOH – основанием: KOH + HCl → KCl + H₂O,

3. с Al(OH)₃ – амфотерным гидроксидом:

Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O,

4. с AgNO₃ – солью: AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃.

Задача 2. Как осуществить следующий ряд превращений:

Fe₂O₃ → FeCl₃ → Fe(OH)₃ → KFeO₂?

Решение:

1. Чтобы получить из оксида соль необходимо оксид железа (III) растворить в кислоте:

Fe₂O₃ + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂O.

2. Труднорастворимое в воде основание (или амфотерный гидроксид) получают действием на водные растворы соли растворимыми в воде основаниями:

FeCl₃ + 3KOH → Fe(OH)₃ + 3KCl.

3. Так как гидроксид железа (III) обладает амфотерными свойствами, то, чтобы получить феррат калия, нужно на Fe(OH)₃ подействовать избытком щелочи:

Fe(OH)₃ + KOH KFeO₂ + 2H₂O или

Fe(OH)₃ + KOH → К[Fe(OH)₄].

2.6 Лабораторные работы

2.6.1 Техника безопасности и основные требования при работе в химической лаборатории

Широкое применение в лабораториях химического оборудования, материалов требует тщательного соблюдения правил техники безопасности, а также норм и правил пожарной безопасности.

В химической лаборатории должны быть инструкции по технике безопасности при выполнении работ и инструкции по пожарной безопасности.

К выполнению лабораторной работы допускаются студенты, показавшие свою подготовленность по теоретическим вопросам предстоящей работы и хорошо усвоившие химизм процессов, которые предстоит изучить на практике.

1. Прежде чем приступить к работе в химической аудитории, необходимо ознакомиться с правилами по технике безопасности, с инструкциями по пожарной безопасности и оказанию первой помощи при несчастных случаях в химической аудитории (приложение Г). Персонал химической лаборатории должен владеть приемами оказания первой медицинской помощи.

2. При работе соблюдать все необходимые меры предосторожности, указанные в правилах по технике безопасности.

3. Перед работой преподаватель инструктирует студентов по технике безопасности и оказанию первой помощи при несчастных случаях в химической аудитории, после чего студенты расписываются в журнале учета инструктажа кафедры химии.

Основной причиной несчастных случаев в химической лаборатории является несоблюдение правил техники безопасности, невнимательность студентов.

Во избежание несчастных случаев при использовании химических реактивов необходимо соблюдать основные правила и меры предосторожности.

4. Каждый студент, работающий в химической аудитории, обязан:

а) соблюдать чистоту и порядок на рабочем месте и в химической аудитории;

б) тщательно выполнять все указания преподавателя по организации рабочего места и порядку пользования химическими реактивами, стеклянной посудой и лабораторным оборудованием;

в) приборы и реактивы общего пользования не уносить на свое рабочее место;

г) не выбрасывать в раковины битое стекло, бумагу, спички, остатки реактивов и т.д.; для отходов использовать специально отведенные урны и мусорные ведра;

д) концентрированные растворы кислот и щелочей выливать не в раковины, а только в специальные банки;

е) экономно расходовать химические реактивы и различные материалы;

ж) бережно обращаться с химической посудой и лабораторным оборудованием;

и) соблюдать тишину и порядок в химической аудитории;

к) концентрированные кислоты, хлорную воду и органические жидкости после пользования ставить на отведенное место в вытяжном шкафу;

л) во время работы не загромождать стол ненужными для опытов веществами и оборудованием, содержать его сухим и чистым;

м) после окончания работы посуду вымыть, рабочее место привести в порядок, склянки с реактивами поставить на полки;

н) попавшую на руки или лицо кислоту сразу же смыть сильной струей воды и на обожженное место наложить повязку из ваты, смоченной разбавленным раствором соды;

п) попавшую на руки или лицо щелочь сразу же смыть сильной струей воды и наложить повязку из ваты, смоченной разбавленным раствором борной кислоты.

5. При работе внимательно следить за ходом опыта, отмечать все происходящие изменения: выпадение осадка, выделение газа, изменение окраски раствора и т.д.

6. Результаты работы кратко записать в свою лабораторную тетрадь. При этом следует указать дату, номер и название лабораторной работы, номер и названия опыта, результаты наблюдений, уравнения химических реакций и выводы. В отдельных случаях необходимо зарисовать прибор, сделать те или иные расчеты и т.д. Не рекомендуется производить запись на отдельных листах или в черновиках.

7. Студент, пропустивший занятие обязан выполнить работу в ближайшее специально отведенное время.

8. Студенты допускаются к выполнению лабораторной работы только после прохождения инструктажа по технике безопасности при работе с химическими реактивами.