H2Co3 графическая формула: Графическая формула h2co3 — ответ на Uchi.ru

Вам нужно написать сообщение в Telegram . После этого я оценю Ваш заказ и укажу срок выполнения. Если условия Вас устроят, Вы оплатите, и преподаватель, который ответственен за заказ, начнёт выполнение и в согласованный срок или, возможно, раньше срока Вы получите файл заказа в личные сообщения.

Стоимость заказа зависит от задания и требований Вашего учебного заведения. На цену влияют: сложность, количество заданий и срок выполнения. Поэтому для оценки стоимости заказа максимально качественно сфотографируйте или пришлите файл задания, при необходимости загружайте поясняющие фотографии лекций, файлы методичек, указывайте свой вариант.

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Сначала пришлите задание, я оценю, после вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

В течение 1 года с момента получения Вами заказа действует гарантия. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

Качественно сфотографируйте задание, или если у вас файлы, то прикрепите методички, лекции, примеры решения, и в сообщении напишите дополнительные пояснения, для того, чтобы я сразу поняла, что требуется и не уточняла у вас. Присланное качественное задание моментально изучается и оценивается.

Теперь напишите мне в Telegram или почту и прикрепите задания, методички и лекции с примерами решения, и укажите сроки выполнения. Я и моя команда изучим внимательно задание и сообщим цену.

Если цена Вас устроит, то я вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.

После выполнения отправлю Вам заказ в чат, если у Вас будут вопросы по заказу – подробно объясню. Гарантия 1 год. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

Можете смело обращаться к нам, мы вас не подведем. Ошибки бывают у всех, мы готовы дорабатывать бесплатно и в сжатые сроки, а если у вас появятся вопросы, готовы на них ответить.

В заключение хочу сказать: если Вы выберете меня для помощи на учебно-образовательном пути, у вас останутся только приятные впечатления от работы и от полученного результата!

Жду ваших заказов!

С уважением

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности

Лекция+№+2 (1) — презентация онлайн

Похожие презентации:

Классификация и свойства неорганических соединений

Классы неорганических веществ

Соли. Классификация солей

Соли

Соли (12 класс)

Соли

Химическая связь и ее типы. Основные классы неорганических соединений

Основные классы неорганических соединений

Классы неорганических веществ

Классификация неорганических веществ

1. Лекция № 2 Классификация и номенклатура неорганических соединений

5.

9. Генетический ряд

10.

12. Химические свойства оксидов

13. Амфотерные оксиды Амфотерные оксиды обладают свойствами и кислотных и основных оксидов.

14.

16. Правила наименования кислот

18.

20. Химические свойства кислот

21. Основания

24. Способы получения оснований а) растворимые основания

25. б) нерастворимые основания

26. Химические свойства оснований а) растворимые основания

27.

28. Амфотерные гидроксиды

31. Средние соли

33. Способы получения средних солей

35. Химические свойства средних солей

36.

38. Способы получения кислых солей

39. Химические свойства кислых солей

40. Основные соли

42. Способы получения основных солей

43. Химические свойства основных солей

English     Русский Правила

Основные понятия и законы химии презентация, доклад

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Фельдшерский колледж»

Презентацию составил преподаватель по химии
Зинатулина
Маргарита Римовна

Санкт-Петербург
2017 г.

План занятия

Основные понятия химии
Состав веществ. Изменение веществ
Основные законы химии.
Обозначения, названия и единицы физической величины
Задания

Основные задачи:

· образовательные :

знать основные положения атомно-молекулярного учения, понятия: атом, молекула, химический элемент, простые и сложные вещества, химический элемент, аллотропия и уметь их применять. Знать основные законы химии.

· воспитательные:

воспитание чувства любви к Родине на примере великих русских химиков Д. И. Менделеева,
А. М. Бутлерова и др.; формирование экологической культуры; эстетическое воспитание и т.д.

· развивающие:

уметь определять относительные атомные массы, вычислять относительные молекулярные массы, молярные массы и количество вещества;
уметь решать задачи, используя полученные знания.
Уметь составлять уравнения реакций и определять их тип.
продолжить развитие умения анализировать, сопоставлять, сравнивать, отличать физические явления от химических, приводить примеры выделять главное.

Цели:

Систематизировать и обобщить знания об основных понятиях и законах химии.

Применение знаний на практике:
при составлении химических уравнений;
решении задач на определение массовых долей веществ по их молярным массам.

Основные понятия
химии.

Атом – это мельчайшая, неделимая, электронейтральная частица.

Химия – это наука о веществах, их составе, строении, свойствах и превращениях.
Вещество –это совокупность атомов, ионов или молекул, состоящих из одного или нескольких химических элементов.

Молекула – это мельчайшая частица вещества, сохраняющая его состав и химические свойства и состоящая из атомов.

Химический элемент – это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
Например:
сера S, углерод C, кальций Са, цинк Zn, железо Fe
Вещества, образованные одним химическим элементом, называют простыми. Один и тот же химический элемент может образовывать несколько простых веществ. Это явление называют аллотропией, а различные простые вещества, образованные одним элементом, — аллотропными видоизменениями.

Восемь аллотропов углерода:

a) Алмаз, b) Графит, c) Лонсдейлит, d) C60 (фуллерены),
e) C540, f) C70, g) Аморфный углерод h) однослойная углеродная нанотрубка.

Состав веществ. Изменение веществ.

Простые вещества – это вещества, образованные одним химическим элементом.

Вещества, образованные из двух и более химических элементов, называют сложными.

Сложных веществ гораздо больше, чем простых.

Различают в качественный и количественный состав веществ.
Качественный состав – это совокупность химических элементов и (или) атомных группировок, составляющих данное химическое вещество.
Количественный состав – это показатели, характеризующие количество или число атомов того или иного химического элемента и (или) атомных группировок, образующих данное химическое вещество.

Состав веществ отображают посредством химической символики.
По предложению Й. Я. Берцелиуса элементы принято обозначать первой или первой и одной из последующих букв латинских названий элементов.

Химический знак (символ) – несет значительную информацию. Он обозначает название элемента, один его атом, один моль атомов этого элемента. По символу химического элемента можно определить его атомный номер и относительную атомную массу.

Химическая формула – это способ отображения химического состава вещества. Она обозначает название вещества, одну молекулу его, один моль этого вещества. По химической формуле можно определить качественный состав вещества, число атомов и количество вещества каждого элемента в одном моле вещества, его относительную молекулярную и молярную массу.

Широко используются несколько видов химических формул:

Простейшая (эмпирическая) формула показывает качественный состав и соотношения, в которых находятся частицы, образующие данное вещество.
Молекулярная (истинная) формула показывает качественный состав и число составляющих вещество частиц, но не показывает порядок связей частиц в веществе,т.

Относительная атомная масса ( ) химического элемента – это величина, показывающая отношение средней массы атома природной изотопной смеси элемента к 1/12 массы атома углерода :
Единая углеродная атомная единица массы (а. е. м.) равна:

Относительная атомная масса – одна из основных характеристик химического элемента.
Относительная молекулярная масса ( )
равна сумме относительных атомных масс всех атомов, образующих молекулу вещества.

Количество вещества (n или v) характеризуют числом атомов, молекул или других формульных единиц данного вещества.
В Международной системе СИ за единицу количества вещества принят моль.
Моль – это количество вещества, содержащее столько же формульных единиц, сколько атомов содержат 0,012 кг изотопа углерода .

Постоянная Авогадро ( ) – число атомов или молекул (или других формульных единиц), содержащихся в одном моле вещества; она всегда равна

Основные законы
химии

Закон сохранения массы.

Был открыт М. В. Ломоносовым (1748г.) и сформулирован А. Лавуазье (1789г.):
Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.
Этот закон является одним из основных стехиометрических законов химии.

Стехиометрия – раздел химии, в котором рассматриваются массовые и объемные соотношения между реагирующими веществами, вывод химических формул и составление уравнений химических реакций.

Закон постоянства состава вещества.
Сформулирован Ж.-Л. Прустом в 1799 г.:
все индивидуальные вещества имеют постоянный качественный и количественный состав, независимо от способа их получения.

Однако уже в начале XIX в. К. Бертолле показал, что элементы могут соединятся друг с другом в разных соотношениях в зависимости от массы реагирующих веществ.

Современная формулировка закона постоянства состава вещества таков:
Состав соединений молекулярной структуры является постоянным независимо от способа их получения. Состав соединений немолекулярной структуры (с атомной, ионной или металлической кристаллической решеткой) не является постоянным и зависит от способа их получения.

Вещества постоянного состава называют дальтонидами в честь английского физика и химика Дж. Дальтона, а вещества переменного состава – бертоллидами в честь французского химика К. Бертолле.

Из закона Авогадро вытекают 2 следствия:
Один моль любого газа при одинаковых условиях занимает один и тот же объем. Этот объем, называемый молярным ( ), при нормальных условиях (давление = 101325 Па и абсолютной температуре = 273,15 К) равен 22,4 л:

Закон Авогадро.

Сформулирован А. Авогадро в результате проведения многочисленных экспериментов:
В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

Задания для закрепления:

Тест по теме «Предмет химии. Вещества».
1.Что изучает наука химия?
Это наука о веществах 2. Это наука о превращении веществ
3.Это наука о свойствах веществ 4.Это наука о веществах, их свойствах и превращениях.

2.Что такое простое вещество?
Вещество , образованное химическими элементами
2.Вещество, образованное атомами химических элементов
3.Вещество, образованное атомами одного химического элемента
4.Вещество, образованное атомами разных химических элементов.

3. В каком ряду расположены только вещества
поваренная соль, сахар, свеча 2. вода, железо, сера
3.медь, гвоздь, кислород 4. кирпич, пищевая сода, керамический стакан.

4.Верны ли следующие суждения? А) Вещество-это то, из чего состоит физическое тело. В) Химический элемент-это определенный вид атомов.
Верно только А 2. Верно только В
3.Верны оба суждения 4. Оба суждения неверны.

5.Тело
Графит 2. Полиэтилен
3. Свинец 4. Пробирка.

6. Вещество:
1. Медная проволока 2.Медная монета
3. Медная пластина 4.Медь
7. Простое вещество:
1.Водород 2.Углекислый газ 3. Сахар 4. Поваренная соль 
8. Сложное вещество:
1.Фосфор 2. Крахмал 3. Сера 4. Медь. 
9. Говорят о водороде, как о простом веществе:
1. Водород – самый легкий газ 2. Порядковый номер водорода в Периодической таблице-1
3. Водород входит в состав воды 4. Водород входит в состав кислоты 
10. Говорят о меди как о химическом элементе
1. Медь не реагирует с соляной кислотой 2. Медь окисляется при нагревании
3. Медная проволока 4. Медь входит в состав медного купороса

11. Относительная молекулярная масса 98 г/моль соответствует веществу, формула которого:
1. НNO3, 2. h3SO4, 3. h3SiO4, 4. h3CO3

Домашнее задание: знать основные понятия и законы химии, рассмотренные на занятиях; решить задачи.

Список использованной литературы

Габриелян О.С. Химия для профессий и специальностей технического профиля. Учебник — М. Академия, 2011.
Габриелян О.С. Химия: учеб. для студ. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. – М., 2009.

Скачать презентацию

Учебные материалы

Химические формулы для «чайников».

На их основе составляются схемы и уравнения химических реакций , а также химическая классификация и номенклатура веществ . Одним из первых начал использовать их русский химик А. А. Иовский .

Химическая формула может обозначать или отражать :

• 1 молекулу (а также ион , радикал …) или 1 моль конкретного вещества ;
• качественный состав: из каких химических элементов состоит вещество;
• количественный состав: сколько атомов каждого элемента содержит молекула (ион, радикал…).

Например, формула HNO 3 обозначает:

• 1 молекулу азотной кислоты или 1 моль азотной кислоты;
• качественный состав: молекула азотной кислоты состоит из водорода , азота и кислорода ;
• количественный состав: в состав молекулы азотной кислоты входят один атом водорода, один атом азота и три атома кислорода.

Виды

В настоящее время различают следующие виды химических формул:

• Простейшая формула . Может быть получена опытным путём через определение соотношения химических элементов в веществе с применением значений атомной массы элементов. Так, простейшая формула воды будет H 2 O, а простейшая формула бензола CH (в отличие от C 6 H 6 — истинной, ). Атомы в формулах обозначаются знаками химических элементов, а относительное их количество — числами в формате нижних индексов.
• Истинная формула . Молекулярная формула — может быть получена, если известна молекулярная масса вещества. Истинная формула воды Н 2 О, что совпадает с простейшей. Истинная формула бензола С 6 Н 6 , что отличается от простейшей. Истинные формулы также называют брутто-формулами . Они отражают состав, но не структуру молекул вещества. Истинная формула показывает точное количество атомов каждого элемента в одной молекуле. Этому количеству отвечает [нижний] индекс — маленькая цифра после символа соответствующего элемента. Если индекс равен 1, то есть в молекуле присутствует только один атом данного элемента, то такой индекс не указывают.
• Рациональная формула . В рациональных формулах выделяются группы атомов, характерные для классов химических соединений. Например, для спиртов выделяется группа -ОН . При записи рациональной формулы такие группы атомов заключаются в круглые скобки (ОН). Количество повторяющихся групп обозначаются числами в формате нижних индексов, которые ставятся сразу за закрывающей скобкой. Квадратные скобки применяются для отражения структуры комплексных соединений . Например, К 4 — гексацианокобальтат калия . Рациональные формулы часто встречаются в полуразвернутом виде, когда часть одинаковых атомов показывается по отдельности для лучшего отражения строения молекулы вещества.
• Формула Маркуша представляют собой формулу, в которой выделяется активное ядро и некоторое количество вариантов заместителей, объединяемых в группу альтернативных структур. Она является удобным способом обозначения химических структур в обобщенном виде. Формула относится к описанию целого класса веществ. Использование «широких» формул Маркуша в химических патентах приводит к массе проблем и дискуссий.
• Эмпирическая формула . Разные авторы могут использовать этот термин для обозначения простейшей , истинной или рациональной формулы.
• Структурная формула . В графическом виде показывает взаимное расположение атомов в молекуле. Химические связи между атомами обозначаются линиями (чёрточками). Различают двумерные (2D) и трёхмерные (3D) формулы. Двумерные представляют собой отражение структуры вещества на плоскости (также скелетная формула — попытки приблизить 3D-структуру на 2D-плоскости). Трёхмерные [пространственные модели] позволяют наиболее близко к теоретическим моделям строения вещества представлять его состав, и, зачастую (но не всегда), более полное (истинное) взаимное расположение атомов, угол связи и расстояния между атомами.

• Простейшая формула: С 2 Н 6 О
• Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: С 2 Н 6 О
• Рациональная формула: С 2 Н 5 ОН
• Рациональная формула в полуразвернутом виде: СН 3 СН 2 ОН

Н Н │ │ Н-С-С-О-Н │ │ Н Н

• Структурная формула (3D):

Вариант 1: Вариант 2:

Простейшей формуле С 2 Н 6 О в равной мере может соответствовать и диметиловый эфир (рациональная формула; структурная изомерия): СН 3 -О-СН 3 .

Существуют и другие способы записи химических формул. Новые способы появились в конце 1980-х с развитием персональной компьютерной техники (SMILES , WLN, ROSDAL, SLN и др.). В персональных компьютерах для работы с химическими формулами также используются специальные программные средства, называемые молекулярными редакторами .

Примечания

1. Основные понятия химии (неопр.) (недоступная ссылка) . Дата обращения 23 ноября 2009. Архивировано 21 ноября 2009 года.
2. Различают эмпирическую и истинную формулы. Эмпирическая формула выражает простейшую формулу вещества (химического соединения), которую устанавливают путём элементного анализа. Так, анализ показывает, что простейшая , или эмпирическая , формула некоторого соединения соответствует CH. Истинная формула показывает, какое количество таких простейших групп CH содержится в молекуле. Представим истинную формулу в виде (CH) x , тогда при значении x = 2 имеем ацетилен C 2 H 2 , при x= 6 — бензол C 6 H 6 .
3. Строго говоря, нельзя употреблять термины «молекулярная формула » и «молекулярная масса » соли, поскольку в солях нет молекул, а имеются только упорядоченные решётки, состоящие из ионов . Ни один из ионов натрия [катион] в структуре хлорида натрия не «принадлежит» какому-либо конкретному хлорид-иону [аниону]. Правильно говорить о химической формуле соли & соответствующей ей формульной массе . Поскольку химическая формула (истинная ) хлорида натрия — NaCl, формульная масса хлорида натрия определяется как сумма атомных масс одного атома натрия и одного атома хлора: 1 атом натрия: 22,990 а. е. м.
   1 атом хлора: 35,453 а. е. м.
   ————
   Итого: 58,443 а. е. м.
   Принято называть эту величину «

Ну и чтобы завершить знакомство со спиртами, приведу ещё формулу другого известного вещества — холестерина . Далеко не все знают, что он является одноатомным спиртом!

|`/`\\`|`\`/|\/`|0/`|/\|_q_q_q:a_q|0`/`\|dH; #a_(A-72)-/-/`\

Гидроксильную группу в нём я обозначил красным цветом.

Карбоновые кислоты

Любой винодел знает, что вино должно храниться без доступа воздуха. Иначе оно скиснет. Но химики знают причину — если к спирту присоединить ещё один атом кислорода, то получится кислота.
Посмотрим на формулы кислот, которые получаются из уже знакомых нам спиртов:

Отличительной особенностью органических кислот является наличие карбоксильной группы (COOH), которая и придаёт таким веществам кислотные свойства.

Все, кто пробовал уксус, знают что он весьма кислый. Причиной этого является наличие в нём уксусной кислоты. Обычно столовый уксус содержит от 3 до 15% уксусной кислоты, а остальное (по большей части) — вода. Употребление в пищу уксусной кислоты в неразбавленном виде представляет опасность для жизни.

Карбоновые кислоты могут иметь несколько карбоксильных групп. В этом случае они называются: двухосновная , трёхосновная и т.д…

В пищевых продуктах содержится немало других органических кислот. Вот только некоторые из них:

Название этих кислот соответствует тем пищевым продуктам, в которых они содержатся. Кстати, обратите внимание, что здесь встречаются кислоты, имеющие и гидроксильную группу, характерную для спиртов. Такие вещества называются оксикарбоновыми кислотами (или оксикислотами).
Внизу под каждой из кислот подписано, уточняющее название той группы органических веществ, к которой она относится.

Радикалы

Радикалы — это ещё одно понятие, которое оказало влияние на химические формулы. Само слово наверняка всем известно, но в химии радикалы не имеют ничего общего с политиками, бунтовщиками и прочими гражданами с активной позицией.
Здесь это всего лишь фрагменты молекул. И сейчас мы разберёмся, в чём их особенность и познакомимся с новым способом записи химических формул.

Выше по тексту уже несколько раз упоминались обобщённые формулы: спирты — {R}-OH и карбоновые кислоты — {R}-COOH . Напомню, что -OH и -COOH — это функциональные группы. А вот R — это и есть радикал. Не зря он изображается в виде буквы R.

Если выражаться более определённо, то одновалентным радикалом называется часть молекулы, лишённая одного атома водорода. Ну а если отнять два атома водорода, то получится двухвалентный радикал.

Радикалы в химии получили собственные названия. Некоторые из них получили даже латинские обозначения, похожие на обозначения элементов. И кроме того, иногда в формулах радикалы могут быть указаны в сокращённом виде, больше напоминающем брутто-формулы.
Всё это демонстрируется в следующей таблице.

Думаю, что здесь всё понятно. Хочу только обратить внимание на колонку, где приводятся примеры спиртов. Некоторые радикалы записываются в виде, напоминающем брутто-формулу, но функциональная группа записывается отдельно. Например, Ch4-Ch3-OH превращается в C2H5OH .
А для разветвлённых цепочек вроде изопропила применяются конструкции со скобочками.

Существует ещё такое явление, как свободные радикалы . Это радикалы, которые по каким-то причинам отделились от функциональных групп. При этом нарушается одно из тех правил, с которых мы начали изучение формул: число химических связей уже не соответствует валентности одного из атомов. Ну или можно сказать, что одна из связей становится незакрытой с одного конца. Обычно свободные радикалы живут короткое время, ведь молекулы стремятся вернуться в стабильное состояние.

Знакомство с азотом. Амины

Предлагаю познакомиться с ещё одним элементом, который входит в состав многих органических соединений. Это азот .
Он обозначается латинской буквой N и имеет валентность, равную трём.

Посмотрим, какие вещества получаются, если к знакомым нам углеводородам присоединить азот:

Вещество	Развёрнутая структурная формула	Упрощенная структурная формула	Скелетная формула	Брутто-формула
Аминометан (метиламин)	H-C-N\H;H|#C|H	Ch4-Nh3	\Nh3
Аминоэтан (этиламин)	H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H	Ch4-Ch3-Nh3	/\Nh3
Диметиламин	H-C-N-C-H; H|#-3|H; H|#2|H	$L(1. 3)H/N\dCh4	/N\
Аминобензол (Анилин)	H\N|C\\C|C`//C`\C`||C/	Nh3|C\\CH|CH`//C`\HC`||HC/	Nh3|\|`/`\`|/_o
Триэтиламин	$slope(45)H-C-C/N\C-C-H;H|#2|H; H|#3|H; H|#5|H;H|#6|H; #N`|C`|C`|H	Ch4-Ch3-N-Ch3-Ch4	\/N\|

Как Вы уже наверное догадались из названий, все эти вещества объединяются под общим названием амины . Функциональная группа {}-Nh3 называется аминогруппой . Вот несколько обобщающих формул аминов:

В общем, никаких особых новшеств здесь нет. Если эти формулы Вам понятны, то можете смело заниматься дальнейшим изучением органической химии, используя какой-нибудь учебник или интернет.
Но мне бы хотелось ещё рассказать о формулах в неорганической химии. Вы убедитесь, как их легко будет понять после изучения строения органических молекул.

Рациональные формулы

Не следует делать вывод о том, что неорганическая химия проще, чем органическая. Конечно, неорганические молекулы обычно выглядят гораздо проще, потому что они не склонны к образованию таких сложных структур, как углеводороды. Но зато приходится изучать более сотни элементов, входящих в состав таблицы Менделеева. А элементы эти имеют склонность объединяться по химическим свойствам, но с многочисленными исключениями.

Так вот, ничего этого я рассказывать не буду. Тема моей статьи — химические формулы. А с ними как раз всё относительно просто.
Наиболее часто в неорганической химии употребляются рациональные формулы . И мы сейчас разберёмся, чем же они отличаются от уже знакомых нам.

Для начала, познакомимся с ещё одним элементом — кальцием. Это тоже весьма распространённый элемент.
Обозначается он Ca и имеет валентность, равную двум. Посмотрим, какие соединения он образует с известными нам углеродом, кислородом и водородом.

При первом взгляде можно заметить, что рациональная формула является чем то средним между структурной и брутто-формулой. Но пока что не очень понятно, как они получаются. Чтобы понять смысл этих формул, нужно рассмотреть химические реакции, в которых участвуют вещества.

Кальций в чистом виде — это мягкий белый металл. В природе он не встречается. Но его вполне возможно купить в магазине химреактивов. Он обычно хранится в специальных баночках без доступа воздуха. Потому что на воздухе он вступает в реакцию с кислородом. Собственно, поэтому он и не встречается в природе.
Итак, реакция кальция с кислородом:

2Ca + O2 -> 2CaO

Цифра 2 перед формулой вещества означает, что в реакции участвуют 2 молекулы.
Из кальция и кислорода получается оксид кальция. Это вещество тоже не встречается в природе потому что он вступает в реакцию с водой:

CaO + h3O -> Ca(Oh3)

Получается гидроксид кальция. Если присмотреться к его структурной формуле (в предыдущей таблице), то видно, что она образована одним атомом кальция и двумя гидроксильными группами, с которыми мы уже знакомы.
Таковы законы химии: если гидроксильная группа присоединяется к органическому веществу, получается спирт, а если к металлу — то гидроксид.

Но и гидроксид кальция не встречается в природе из-за наличия в воздухе углекислого газа. Думаю, что все слыхали про этот газ. Он образуется при дыхании людей и животных, сгорании угля и нефтепродуктов, при пожарах и извержениях вулканов. Поэтому он всегда присутствует в воздухе. Но ещё он довольно хорошо растворяется в воде, образуя угольную кислоту:

CO2 + h3O h3CO3

Знак говорит о том, что реакция может проходить в обе стороны при одинаковых условиях.

Таким образом, гидроксид кальция, растворённый в воде, вступает в реакцию с угольной кислотой и превращается в малорастворимый карбонат кальция:

Ca(OH)2 + h3CO3 -> CaCO3″|v» + 2h3O

Стрелка вниз означает, что в результате реакции вещество выпадает в осадок.
При дальнейшем контакте карбоната кальция с углекислым газом в присутствии воды происходит обратимая реакция образования кислой соли — гидрокарбоната кальция, который хорошо растворим в воде

CaCO3 + CO2 + h3O Ca(HCO3)2

Этот процесс влияет на жесткость воды. При повышении температуры гидрокарбонат обратно превращается в карбонат. Поэтому в регионах с жесткой водой в чайниках образуется накипь.

Из карбоната кальция в значительной степени состоят мел, известняк, мрамор, туф и многие другие минералы. Так же он входит в состав кораллов, раковин моллюсков, костей животных и т.д…
Но если карбонат кальция раскалить на очень сильном огне, то он превратится в оксид кальция и углекислый газ.

Этот небольшой рассказ о круговороте кальция в природе должен пояснить, для чего нужны рациональные формулы. Так вот, рациональные формулы записываются так, чтобы были видны функциональные группы. В нашем случае это:

Кроме того, отдельные элементы — Ca, H, O(в оксидах) — тоже являются самостоятельными группами.

Ионы

Думаю, что пора знакомиться с ионами. Это слово наверняка всем знакомо. А после изучения функциональных групп, нам ничего не стоит разобраться, что же представляют собой эти ионы. 2-

Карбонат-ион имеет заряд 2-. Это означает, что к нему присоединились два электрона.

Отрицательно заряженные ионы называются анионы . Обычно к ним относятся кислотные остатки.
Положительно заряженные ионы — катионы . Чаще всего это водород и металлы.

И вот здесь наверное можно полностью понять смысл рациональных формул. В них сначала записывается катион, а за ним — анион. Даже если формула не содержит никаких зарядов.

Вы наверное уже догадываетесь, что ионы можно описывать не только рациональными формулами. Вот скелетная формула гидрокарбонат-аниона:

Здесь заряд указан непосредственно возле атома кислорода, который получил лишний электрон, и поэтому лишился одной чёрточки. Проще говоря, каждый лишний электрон уменьшает количество химических связей, изображаемых в структурной формуле. С другой стороны, если у какого-то узла структурной формулы стоит знак +, то у него появляется дополнительная палочка. Как всегда, подобный факт нужно продемонстрировать на примере. 2- (Nh5)2CO3

Система Хилла

Итак, можно считать, что мы уже изучили структурные и рациональные формулы. Но есть ещё один вопрос, который стоит рассмотреть подробнее. Чем же всё-таки отличаются брутто-формулы от рациональных?
Мы знаем почему рациональная формула угольной кислоты записывается h3CO3 , а не как-то иначе. (Сначала идут два катиона водорода, а за ними карбонат-анион). Но почему брутто-формула записывается Ch3O3 ?

В принципе, рациональная формула угольной кислоты вполне может считаться истинной формулой, ведь в ней нет повторяющихся элементов. В отличие от Nh5OH или Ca(OH)2 .
Но к брутто-формулам очень часто применяется дополнительное правило, определяющее порядок следования элементов. Правило довольно простое: сначала ставится углерод, затем водород, а дальше остальные элементы в алфавитном порядке.
Вот и выходит Ch3O3 — углерод, водород, кислород. Это называется системой Хилла. Она используется практически во всех химических справочниках. И в этой статье тоже.

Немного о системе easyChem

Вместо заключения мне хотелось бы рассказать о системе easyChem. Она разработана для того, чтобы все те формулы, которые мы тут обсуждали, можно было легко вставить в текст. Собственно, все формулы в этой статье нарисованы при помощи easyChem.

Зачем вообще нужна какая-то система для вывода формул? Всё дело в том, что стандартный способ отображения информации в интернет-браузерах — это язык гипертекстовой разметки (HTML). Он ориентирован на обработку текстовой информации.

Рациональные и брутто-формулы вполне можно изобразить при помощи текста. Даже некоторые упрощённые структурные формулы тоже могут быть записаны текстом, например спирт Ch4-Ch3-OH . Хотя для этого пришлось бы в HTML использовать такую запись: CH₃-CH₂-OH .
Это конечно создаёт некоторые трудности, но с ними можно смириться. Но как изобразить структурную формулу? В принципе, можно использовать моноширинный шрифт:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Выглядит конечно не очень красиво, но тоже осуществимо.

Настоящая проблема возникает при попытке изобразить бензольные кольца и при использовании скелетных формул. Здесь не остаётся иного пути, кроме подключения растрового изображения. Растры хранятся в отдельных файлах. Браузеры могут подключать изображения в формате gif, png или jpeg.
Для создания таких файлов требуется графический редактор. Например, Фотошоп. Но я более 10 лет знаком с Фотошопом и могу сказать точно, что он очень плохо подходит для изображения химических формул.
Гораздо лучше с этой задачей справляются молекулярные редакторы . Но при большом количестве формул, каждая из которых хранится в отдельном файле, довольно легко в них запутаться.
Например, число формул в этой статье равно . Из них выведены виде графических изображений (остальные при помощи средств HTML).

Система easyChem позволяет хранить все формулы прямо в HTML-документе в текстовом виде. По-моему, это очень удобно.
Кроме того, брутто-формулы в этой статье вычисляются автоматически. Потому что easyChem работает в два этапа: сначала текстовое описание преобразуется в информационную структуру (граф), а затем с этой структурой можно выполнять различные действия. Среди них можно отметить следующие функции: вычисление молекулярной массы, преобразование в брутто-формулу, проверка на возможность вывода в виде текста, графическая и текстовая отрисовка.

Таким образом, для подготовки этой статьи я пользовался только текстовым редактором. Причём, мне не пришлось думать, какая из формул будет графической, а какая — текстовой.

Вот несколько примеров, раскрывающих секрет подготовки текста статьи: Описания из левого столбца автоматически превращаются в формулы во втором столбце.
В первой строчке описание рациональной формулы очень похоже на отображаемый результат. Разница только в том, что числовые коэффициенты выводятся подстрочником.
Во второй строке развёрнутая формула задана в виде трёх отдельных цепочек, разделённых символом; Я думаю, нетрудно заметить, что текстовое описание во многом напоминает те действия, которые потребовались бы для изображения формулы карандашом на бумаге.
В третьей строке демонстрируется использование наклонных линий при помощи символов \ и /. Значок ` (обратный апостроф) означает, что линия проводится справа налево (или снизу вверх).

Здесь есть гораздо более подробная документация по использованию системы easyChem.

На этом разрешите закончить статью и пожелать удачи в изучении химии.

Краткий толковый словарь использованных в статье терминов

Углеводороды Вещества, состоящие из углерода и водорода. Отличаются друг от друга структурой молекул. Структурные формулы схематические изображения молекул, где атомы обозначаются латинскими буквами, а химические связи — чёрточками. Структурные формулы бывают развёрнутыми, упрощёнными и скелетными. Развёрнутые структурные формулы — такие структурные формулы, где каждый атом представлен в виде отдельного узла. Упрощённые структурные формулы — такие структурные формулы, где атомы водорода записаны рядом с тем элементом, с которым они связаны. А если к одному атому крепится больше одного водорода, то количество записывается в виде числа. Так же можно сказать, что в качестве узлов в упрощённых формулах выступают группы. Скелетные формулы — структурные формулы, где атомы углерода изображаются в виде пустых узлов. Число атомов водорода, связанных с каждым атомом углерода равно 4 минус число связей, которые сходятся в узле. Для узлов, образованных не углеродом, применяются правила упрощённых формул. Брутто-формула (она же истинная формула) — список всех химических элементов, которые входят в состав молекулы, с указанием количества атомов в виде числа (если атом один, то единица не пишется) Система Хилла — правило, определяющее порядок следования атомов в брутто-формуле: первым ставится углерод, затем водород, а далее остальные элементы в алфавитном порядке. Это а система используется очень часто. И все брутто-формулы в этой статье записаны по системе Хилла. Функциональные группы Устойчивые сочетания атомов, которые сохраняются в процессе химических реакций. Часто функциональные группы имеют собственные названия, влияют на химические свойства и научное название вещества

В минералогии важно суметь рассчитать формулу минерала по результатам его химического анализа. В этом разделе приводится ряд примеров таких расчетов для разных минералов. Когда подсчеты произведены и получена структурная формула, становится ясным, совпадает ли она с кри-сталлохимическими данными по минералу. Следует отметить, что если даже общая сумма компонентов в анализе оказывается равной 100%, это не всегда означает, что состав минерала определен верно и точно.

5.7.1 Расчет анализа сульфидов

В случае сульфидных минералов результаты анализов обычно выражаются в массовых процен-

Таблица 5.1 Результаты химического анализа железосодержащего сфалерита из месторождения Ренстрём, Сев. Швеция (по R. С. Duckworth and D. Richard, Mineral. Mag. 57: 83-91, 1993)

тах (мас. %) элементов. Расчет формулы по данным таких анализов представляет собой простую арифметическую задачу. В приведенном ниже примере железосодержащего сфалерита (табл. 5.1) в качестве первого шага следует разделить содержание каждого элемента в массовых процентах на его атомную массу для получения мольной доли этого элемента. Структурная формула железосодержащего сфалерита выглядит как (Zn, Fe)S, и поэтому, чтобы результаты имели правильные соотношения, необходимо привести к единице либо сумму мольных долей Zn и Fe, либо мольную долю S. Используемая формула, допускающая как полностью катионную, так и полностью анионную решетку, справедлива для рассматриваемого случая, и если результаты анализа верны, то рассчитанные обоими способами формулы должны совпадать. Так, приводя S к единице и округляя получаемые значения до второго знака, получаем формулу (Zn 086 Fe 014) 100 S. У некоторых сульфидных минералов (например, пирротина Fe 1-x S) наблюдается нестехиометрическое содержание катионов. В таких случаях анализы следует рассчитывать, основываясь на количестве ионов серы.

5.7.2 Расчет силикатного анализа

Результаты анализов породообразующих минералов (см., например, анализ граната в табл. 5.2) обычно выражают в массовых процентах оксидов. Расчет анализа, представленного в таком виде, несколько более сложен и включает ряд дополнительных операций.

молекулярную массу, что дает относительное содержание оксидных молекул (столбец 2).

2. Рассчитать атомные количества кислорода. Для этого каждое значение столбца 2 умножается на число атомов кислорода в соответствующих оксидах, что дает относительное содержание кислородных атомов, вносимых в формулу каждым элементом (столбец 3).

В нижней части столбца 3 приведено общее число атомов кислорода (2,7133).

3. Если мы хотим получить формулу граната на основе 12 атомов кислорода, то необходимо пересчитать соотношения кислородных атомов таким образом, чтобы их общее число равнялось 12. Для этого цифры столбца 3 для каждого оксида умножаются на 12/Т, где Т -общее количество кислорода из столбца 3. Результаты приведены в столбце 4.

4. Рассчитать соотношения атомов для различных катионов. С этой целью числа столбца 4 нужно умножить или разделить на значения этих соотношений, определяемые стехиометрией. Так, например, у SiO 2 имеется один кремний на два кислорода. Поэтому соответствующее число столбца 4 делится на 2. У А1 2 0 3 на каждые три атома кислорода приходится два атома алюминия, и в этом случае число столбца 4 умножается на 2/3. Для двухвалентных катионов числа в столбцах 4 и 5 совпадают.

Таблица 5.2 Результаты химического анализа граната, рудник Уесселтон, Кимберли, ЮАР (по A.D. Edgar and Н.Е. Charbonneau, Am.Mineral. 78: 132-142, 1993)

Количества катионов в формуле, соответствующие установленному числу атомов кислорода (12) и приведенные в столбце 5, могут быть сгруппированы показанным в таблице образом в соответствии со структурной формулой граната A 3 B 2 [(Si, Al)0 4 ], где А — двухвалентные катионы (Ca, Mg, Fe, Mn), а В — трехвалентные катионы (Al,Cr), а также Ti 4 +. ,0,ОН), который помимо

Таблица 5.3 Результаты химического анализа апатита

кислорода содержит F и Cl. Результаты анализа опять-таки выражены в массовых процентах оксидов, хотя на самом деле некоторые из них являются галоидами. В таких случаях необходимо скорректировать общую сумму кислорода посредством учета количества его молей, эквивалентного присутствующим галоидам.

Итак, расчет включает следующие этапы.

Для этого число молей, указанное в столбце 2, необходимо умножить на стехиометрическое

число аниона. Не забудьте вычесть кислород, эквивалентный (в данном случае 0,0914 молей) присутствующим в минерале F и Cl (стол бец 3).

3. Просуммировать количество анионов, не забывая вычесть 0,0914 молей кислорода, связанных с присутствующими F и Cl (получится 2,5409).

4. Если мы хотим получить формулу апатита, основанную на 13 анионах, то нам необходимо пересчитать соотношения анионов таким образом, чтобы их общее число равнялось 13. Для этого каждый из них умножается на 13/2,5409, т.е. на 4,9386.

5. Рассчитать соотношения атомов различных катионов. Для этого нужно приведенные в столбце 2 молекулярные количества умножить на 4,9386, а затем умножить или разделить полученные величины на значения этих соотношений, определяемые стехиометрией оксидов. Например, у P 2 O 5 на моль оксида приходится два атома фосфора. Окончательные результаты приведены в столбце 4.

Литература для дальнейшего изучения

1. Goldstein, J. L, Newbury, D. E., Echhn, P., Joy, D. С., FiOTi, C. and Lifshm, E. Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis. New York, Plenum, 1984.

2. Marfunin, A. S. (ed.]. Methods and Instrumentation: Results and Recent Developments, vol. 2 of Advanced Mineralogy Berlin, Springer-Verlag, 1985.

3. Willard, H. H., Merntt, L. L., Dean, J. A. and Settle, F. A. Instrumental Methods of Analysis, 7th edn. Belmont, CA, Wadsworth, 1988.

Дополнение редактора

1. Гаранин В. К., Кудрявцева Г. П. Применение элек-тронно-зондовых приборов для изучения минерального вещества. M , Недра, 1983, 216 с.

2. ЛапутинаИ.П. Микрозонд в минералогии. M., На ука, 1991, 139 с.

Физические свойства минералов определяются взаимодействием между структурой и химическим составом. В число этих свойств входят и такие, которые влияют на внешний вид минерала, например, его блеск и цвет. Другие свойства сказываются на физических характеристиках минералов — твердости, пьезоэлектричестве, магнетизме. Сначала мы рассмотрим плотность минералов, поскольку это свойство находится в прямой связи с их структурой и составом.

10-1. Напишите уравнения реакций взаимодействия с водой следующих

соединений: SOCl2, PCl3, P2S5, Al4C3, LiAlh5, NaHCO3, Na2SiO3.

10-2. В лаборатории имеется пять колб с водными растворами различных

веществ. На первой колбе написано «гидроксид бария», на второй – «иодид

калия», на третьей – «карбонат натрия», на четвертой – «соляная кислота» и на

пятой – «нитрат меди». Этикетки перепутаны таким образом, что ни один из

растворов не подписан правильно. При сливании раствора из второй колбы с

раствором из третьей колбы выделяется газ, раствор при этом остается

прозрачным. При смешивании раствора из второй колбы с содержимым

четвертой колбы образуется белый осадок, цвет раствора не изменяется.

1. Укажите правильные надписи для колб №№ 1–5.

2. Напишите уравнения реакций, упомянутых в условии.

3. Какие еще реакции можно провести между указанными веществами?

10-3. Три органических вещества являются изомерами. При сжигании они

образуют только CO2 и воду. Молекулярная масса каждого из этих веществ

составляет 60, при этом массовая доля водорода в молекуле в 6 раз меньше, чем

массовая доля углерода.

1. Определите состав веществ, предложите их возможное строение.

2. Какие из указанных соединений взаимодействуют с а) водным

раствором гидроксида натрия. в) свежеосажденным гидроксидом меди?

Напишите уравнения реакций.

10-4. Разбирая на полках обезболивающие препараты, фармацевт наткнулся на

банку с белыми кристаллами. Фирменная этикетка почти стерлась, и можно

было прочесть только часть названия вещества: «S-2-(пара-изо…)-

про…овая…….». На титрование водного раствора 1,0 грамма этих кристаллов

было израсходовано 4,85 мл 1 М раствора NaOH. Элементный анализ показал,

что помимо углерода и водорода, вещество содержит 15,5% кислорода по массе.

Попробуйте по имеющимся данным восстановить брутто-формулу, а затем и

структуру этого соединения. Обоснуйте свой выбор.

10-5. Навеску минерала энаргит массой 3,95 г подвергли обжигу в избытке

кислорода. При обжиге получено 896 мл (н.у.) газа А с плотностью по водороду

32, а также 3,55 г смеси двух твердых продуктов Б и В. При обработке смеси Б

и В разбавленным раствором гидроксида натрия вещество Б растворилось с

образованием соли трехосновной кислоты. Молекула этой кислоты содержит

45,10% кислорода по массе. Нерастворившийся остаток представляет собой

вещество В массой 2,40 г, оно растворимо в разбавленной серной кислоте с

образованием голубого раствора.

1. Определите количественный состав (формулу) энаргита

2. Определите степени окисления входящих в его состав элементов. К

какому классу соединений можно отнести этот минерал?

3. Напишите уравнения упомянутых реакций.

10-6. При кипячении 100 г раствора, содержащего вещество А, выделилось

0,448 л оксида углерода(IV) (н.у.). После прекращения выделения газа раствор

осторожно упарили, получив 5,72 г вещества. При прокаливании масса этого

вещества уменьшилась на 3,60 г.

1. Что представляет собой вещество А?

2. Определите массовую долю вещества в растворе, полученном после

прекращения выделения газа, если при кипячении объем раствора не изменился.

Решения

10-1.

SOCl2 + h3O = SO2 + 2 HCl либо SOCl2 + 2 h3O = h3SO3 + 2 HCl

PCl3 + 3 h3O = h4PO3 + 3 HCl

P2S5 + 8 h3O = 2 h4PO4 + 5 h3S

Так как количество воды не указано, то реакции с образованием других фосфорных кислот, например, HPO3, тоже являются правильным решением. Однако писать в продуктах оксид фосфора — неправильно, так как он очень гигроскопичен и взаимодействует с водой гораздо быстрее, чем исходный сульфид.

Al4C3 + 12 h3O = 4 Al(OH)3 + 3 Ch5

LiAlh5 + 4 h3O = + 4 h3

NaHCO3 в воде гидролизуется с образованием щелочной среды.

Гидролиз лучше писать в ионном виде, однако любой способ написания оценивался как правильный.

HCO32– + h3O = h3CO3 + OH–

То же самое верно относительно силиката натрия Na2SiO3

SiO32– + h3O = HSiO3– + OH–

10-2.

1. Выделение газа (без образования осадка) означает, что слили растворы

карбоната натрия и соляной кислоты: Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + CO2 + h3O (колбы № 2+ № 3)

Образование белого осадка соответствует Na2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3 + 2 NaOH (№ 2 + № 4)

Вторая колба встречается в обоих случаях, следовательно это карбонат натрия

№2 — карбонат натрия

№3 — соляная кислота

№4 — гидроксид бария

Остались №1 и №5 — иодид калия и нитрат меди. Так как все колбы подписаны неправильно, то №1 — нитрат меди, а №5 — иодид калия (наоборот быть не может, так как номер 5 подписан как нитрат меди).

Другие реакции, которые можно провести между указанными веществами:

2 Cu(NO3)2 + 2 Na2CO3 + h3O = (CuOH)2CO3 + CO2 + 4 NaNO3

Cu(NO3)2 + Ba(OH)2 = Cu(OH)2 + Ba(NO3)2

2 Cu(NO3)2 + 4 KI = 2 CuI + I2 + 4 KNO3

Ba(OH)2 + 2 HCl = BaCl2 + 2h3O

10-3.

Судя по продуктам сгорания, вещество содержит только C, H и O.

Так как соотношение C и H по массе 6: 1, то атомное отношение = 1: 2.

Углеводорода с таким соотношением и молекулярной массой 60 быть не может,

в молекуле должен быть еще и кислород. Подходит C2h5O2.

В качестве изомеров можно предложить

Ch4COOH уксусная кислота

HCOOCh4 метилформиат

HOCh3–CHO гликолевый альдегид

Реакции: а) с водным раствором NaOH

Ch4COOH + NaOH 􀃆 Ch4COONa + h3O нейтрализация, образование ацетата натрия

HCOOCh4 + NaOH 􀃆 HCOONa + Ch4OH щелочной гидролиз

HOCh3–CHO + NaOH 􀃆 NaOCh3–CHO + h3O (частично)

б) с гидроксидом меди

Ch4COOH + Cu(OH)2 􀃆 (Ch4COO)2Cu + 2h3O нейтрализация, образование ацетата меди

HOCh3–CHO + 2 Cu(OH)2 􀃆 HOCh3–COOH + Cu2O + 2 h3O окисление

10-4.

По названию очевидно, что вещество ароматическое, оно содержит пара-замещенное

бензольное кольцо, скорее всего это кислота.

Расчет по титрованию. Количество NaOH пошедшее на титрование: 0,00485 моль

Предположим, что кислота одноосновная.

Тогда ее молярная масса составляет 1 / 0,00485 = 206,18.

анализа можно узнать количество атомов кислорода: 206,2 х 0,155 = 32, два атома О,

т.е. в молекуле только карбоксильная группа, больше кислорода нет.

С учетом наличия одной группы COOH и бензольного кольца, можно определить,

что брутто формула вещества -C13h28O2

Обратив внимание на то, что бензольное кольцо замещено в пара-положение,

карбоновая кислота (скорее всего пропионовая) замещена в положение 2,

К такому подходу толкает и сходство брутто-формул серной, селеновой и так называемой теллуровой кислот – h3SO4, h3SeO4 и h3TeO4 соответственно. Однако, если первые два соединения полностью отвечают структурным представлениям о кислотах, поскольку содержат обособленные тетраэдрические комплексные радикалы 2- или 2- с КЧ S и Se, равным 4, что дает основание к написанию их структурных формул в виде h3 и h3, этого нельзя сказать о «теллуровой кислоте». Исследование этого соединения не обнаружило в его структуре анионных групп 2- с КЧ Te = 4. Вместо этого было установлено, что ионы Te6+ имеют КЧ = 6, т.е. отвечают КЧ амфотерных или слабо кислых анионообразователей. Структура же этого соединения оказалась состоящей из цепочек TeO4(OH)2 — октаэдров, в двух противоположных вершинах которых находятся OH-ионы, связанные друг с другом общими атомами O экваториальных вершин октаэдров . Легко видеть, что, вырезав элемент повторяемости такой структуры, получим структурную формулу в виде Te(OH)2O2. Таким образом, это соединение является гидроксидо-оксидом Te6+ с очень слабо кислыми свойствами, резко отличающими его от серной и селеновой кислот.

Слайд 109 из презентации «Систематика минералов» к урокам химии на тему «Минералы»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке химии, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ..». Скачать всю презентацию «Систематика минералов.ppt» можно в zip-архиве размером 4289 КБ.

Скачать презентацию

Минералы

«Химия минералов» — Минералы и минералогия представляют собой чрезвычайно большой интерес. Минералы. Минералы в природе. Среди промышленно ценных минералов принято выделять две группы. Свойства минералов. Минералы в продуктах. Драгоценные минералы. Значение минералов в жизни человека. Минералы сыграли важную роль в развитии человека.

«Систематика минералов» — Металлы, элементы которых занимают левую наибольшую часть. Кайносимметричный элемент. Семейство цеолитов, объединяющее подсемейства. Основные требования к систематике минералов. Несоизмеримо больше соединений различных элементов друг с другом. Отнесение минерала к определенному классу оксисолей. Минералы преимущественно с ковалентно-ионным и ионным типом.

«Классификация минералов» — Космическое тело. Кварц. Опал. Классификация минералов. Сфалерит. Класс самородных элементов. Галит. Силикаты характеризуются сложным химическим составом. Доломит. Окраска. Силикаты. Минералы класса сульфатов. Минералы. Кварц и халцедон. Класс силикатов. Из наиболее распространенных минералов первого класса можно назвать серу.

«Уральские самоцветы» — Но особенно ценится: зелёный узорчатый малахит и розовый орлец. Нередко и в виде кристаллов или их фрагментов. Изделия с БРИЛЛИАНТАМИ. Алмаз. Драгоценные камни встречаются в природе в самом разном обличье, в разнообразнейших формах. Изумруд (устар.: Смарагд) — драгоценный камень 1-го класса. Изумруд.

«Руды чёрных и цветных металлов» — Ознакомится с учебным материалом. Недостаток. Применение стали и чугуна. Руды. Ржавчина. Основные свойства металлов. Материал о руде. Как определить, какой металл чёрный, а какой цветной. Железо. Ожидаемые результаты.

«Месторождение золота» — Радиоактивные элементы. Уголь. Минерально-сырьевая база. Сурьма. Месторождения олова и вольфрама. Неметаллические ископаемые. Нефть и газ. Горючие ископаемые. Цветные и редкие металлы. Динамика ежегодного производства золота. Золото. Месторождения сурьмы. Месторождения золота. Олово и вольфрам. Улучшение законодательства в горнодобывающем секторе.

1.1.5.Соли

Соли — это продукты полного или неполного замещения атомов водорода кислоты на атомы металла или гидроксильных групп основания на кислоты остаток.

Основная реакция препаротивного получения солей — взаимодействие кислоты и основания. По полноте этой реакции соли делятся на нормальные (или средние), кислые и основные.

К нормальным, или средним, солям относятся продукты полного замещения атомов водорода кислоты на атомы металла или гидроксильных групп основания на кислотный остаток. Например:

Ca (OH)₂+2HNO₃=Ca (NO₃)₂+H₂O

Ca (OH)₂+2H⁺+2NO₃^— +2H₂O

Здесь все (две, а не одна)гидроксильные группы основания Ca (OH)₂ замещены на кислотный остаток NO₃^—.

2NaOH + H₂CO₃ = Na₂CO₃ + H₂O

2Na⁺ +2OH^— +H₂CO₃ =2Na⁺ +CO^2-₃ + H₂O

Здесь все (два, а не один ) атомы водорода кислоты H₂CO₃ замещены на атомы металла Na.

Изображение графических формул нормальных солей (как и вообще солей) удобнее начинать с построения кислотного остатка. Например, для силиката бария BaSiO₃ кислотный остаток имеет вид:

— O —

O = Si

— O —

В отличие от электронейтральной молекулы кислоты он потерял два атома водорода. Этот кислотный остаток обеими своими свободными связями в молекуле BaSiO₃ связан с атомом бария, который имеет степень окисления 2+:

— O —

O = Si Ва

— O —

Кислотные соли являются продуктом не полного замещения атомов водорода кислоты на металл. Их могут образовывать лишь многоосновные кислоты. В состав кислой соли будет входить кислотный остаток, содержащий хотя бы один атом водорода. Например: H₂SO₄ -серная кислота, Na₂SO₄— нормальная соль, NaHSO₄ – кислая соль. Кислотный остаток HSO₄ — образовался при отщеплении от кислоты одного атома водорода. Если кислота трехосновная, она может образовывать два ряда кислых солей , соответствующих замене на атомы металла одного или двух атомов водорода. Например, фосфорная кислота Н₃РО₄ может образовывать кислые соли с различными кислотными остатками:

NaH₂SO₄ и NaHSO₄ , Са (Н2РО4)₂,Са НРО₄,

При графическом изображении кислых солей удобно сначало представить кислотный остаток, учитывая что в него входит незамещенный атом водорода, а затем к свободной валентности присоединить атом металла.

H – O —

C = O

Na – O —

Основные соли занимают промежуточное положение между основаниями и солями, а значит содержат, кроме атомов металла и кислотных остатков, гидроксильные группы, «вязанные с металлом. Они являются продуктом неполного замещения гидроксильных групп гидроксида (двух- и более) кислотным остатком. Например: СаОНСl, СuОНNО и т. д. В этих солях количество кислотных остатков равно количеству замещенных ОН¯ — групп, так как это соли одноосновных кислот.

Если гидроксид трехкислый, то он может образовывать два основных остатка . Например, Al (OH)₃ образует Al (OH)1+2 и Al OH₂⁺. Заряды этих ионов равны количеству гидроксильных групп, недостающих до электронейтральной молекулы гидроксида. С любой кислотой в этом случаи может образовываться два ряда солей, формулы которых будут зависеть от заряда кислотного остатка HNO3 и h3CO3 получим: Al (OH)₂ NO₃ и [Al (OH)₂ ]2CO₃, Al OH (NO₃)₂, и Al OH CO₃

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

— О —

О = С

— О —

Сочетая их вместе ,получаем правильную графическую формулу:

— О — Са -О — Н

О = С

— О -Са – О – Н

Мы выяснили особенности строения молекул трех основных типов солей. Однокислотное основание может с одноосновной кислотой образовывать лишь одну среднюю (нормальную) соль, с двухосновной кислотой – одну среднюю и одну кислую соль, с трехосновной – одну среднюю и две кислых и. т. д. Например, в зависимости от взятых соотношений Na OH и H₃PO₄, можно получить:

3 Na OH + H₃PO ₄ = Na₃PO₄ + 3H₂O

2 Na OH + H₃ PO₄ = Na 2HppPO₄+2H₂O

Na OH + H₃PO₄ = NaH₂PO₄ + H₂O

Аналогично, одноосновная кислота может образовать с двухкислотным основанием одну среднюю и одну основную соль, с трехкислотным – одну среднюю и две основные соли и. т.д. Пример:

Al ( OH)₃ +3HCl = AlCl₃ + 3 H₂O

Al (OH)₃ + 2HCl + AlHCl₂ + 2H₂O

Al(OH)₃ + HCl = Al(OH)₂Cl + H₂O

МНОГООСНОВНЫЕ КИСЛОТА ИОСНОВАНИЕ МОГУТ ДАТЬ, КРОМЕ СРЕДНЕЙ СОЛИ, И КИСЛЫЕ, И ОСНОВНЫЕ. Так при взаимодействии Са (ОН)₂ и Р₃Ро₄ могут быть получены : одна нормальная соль Са₃ ,(РО₄)₂,две кислые соли Са(Н₂РО₄)₂ и СаНро₄,одна основная соль (СаОн)₃РО₄.

Схема образованиявания кислых и основных солей дана приложении.

Пример: 3. Составить формулы всех возможных солей, образуемых Fe(OH)₃ и H₃PO₄. Привести их названия.

Поскольку соль образуется соединением двух остатков (кислоты и основания), то целесообразно использовать заряды этих остатков целиком, а не рассматривать отдельные элементы. Тогда задача сводится просто к подбору в молекулах индексов, обеспечивающих электронейтральность.

Фосфорная кислота способна дать при остатке H₂PO₄ -HPO_2-4, и PO_3-4 (их отрицательные заряды удобно подсчитать по числу положительных ионов водорода, отщепившихся от нейтральной молекулы H₃PO₄). Электронейтральнось молекул, образованных этими остатками с Fe₃⁺,обеспечивается соответствующими индексами в формулах.

Fe₃= (H₂PO₄)₃-Fe₃+2 (HPO₄)_2-3 и Fe₃+PO_3-4

Гироксид железа (111) способен дать при остатке Fe (OH)₂FeOH₂+ и Fe₃+(их положительные заряды удобно подсчитать по числу отрицательных ионов гидроксила (OH),отщепившихся от нейтральной молекулы Fe(OH)₃. Электронейтральность молекул, образованных этими остатками с РО_3-4,обеспечивается соответствующими индексами в формулах:

[Fe (OH)₂]₃+ PO_3-4,(Fe OH)₂+3 (PO)_3-2,Fe₃+PO_3-4

Последняя формула совпадает с раннее полученной в предыдущем ряду.

В соответствии с приложением 1,составляем название полученных солей:

Fe PO₄ фосфат железа

Fe₂ (HPO₄)₃ гадрофосфатжелеза

Fe₂(H₂PO₄)₃ дигидрофосфат железа

(FeOH)₃ (PO₄)₂ гидроксофосфат железа

[Fe (OH)₂]3PO₄ дигидроксофосфат железа

Контрольные задания:

10. Составьте формулы высших оксидов элементов, являющихся макроэлементами в питании растений, и формулы высших оксидов для микроэлементов. Изобразите их графически. Укажите характер этих оксидов (кислотный, основной, амфотерный). Напишите возможные реакции их взаимодействия с водой.

11-20. Составьте формулы всех солей, соответствующих кислотам и основаниям, приведенным для вашего задания в таблице 2. Написать уравнения реакций их получения из кислоты и основания в молекулярной и ионной форме. Для амфотерных гидроксидов необходимо составлять формулы их солей, образованных как при реакциях с кислотами, так и с основаниями.

При написании уравнений руководствоваться таблицей растворимости и таблицей степеней диссоциации.

Таблица 2

Смотрите свой вариант в таблице на с. 8.

1.2. Строение атома и периодический закон Д. И. Менделеева

ЛИТЕРАТУРА: 1, гл. II, $ 1—12, с. 26—73.

Методические советы

При изучении этого материала следует усвоить современные взгляды на «корпускулярно-волновое состояние» электрона в атоме, вероятностный характер распределения плотности электронного облака и квантование поведения электрона по энергии, формам орбиталей и их положению в пространстве. Поскольку каждый электрон в атоме характеризуется собственным набором квантовых чисел, то они помогают показать распределение электронов в атоме.

Конечным результатом изучения этой темы является умение составить электронную формулу любого атома, выявить его валентность и возможные степени окисления.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие вы знаете элементарные частицы? Укажите их основные характеристики.

2. Что такое радиоактивность? Какие виды радиоактивных излучений

3. Укажите средние размеры атома. Во сколько раз отличаются размеры ядер от размеров атомов?

4. Какие квантовые числа характеризуют энергию электрона в атоме в отсутствие внешних электрических и магнитных полей?

5. Каков порядок заполнения орбиталей? Сформулируйте правило Тунда. Какова форма з- и р-электронных облаков?

6. Какое максимальное количество электронов может размещаться на 1з, 2з, Зз -подуровнях? Чему равен угол между р — орбиталями в атоме?

7. Дайте современную формулировку периодического закона Д. И. Менделеева. Как его формулировал сам Д. И. Менделеев?

8. Что такое периодичность? В чем причина периодического изменения свойств элементов? Какие главнейшие свойства элементов меняются периодически?

9. Каков физический смысл номера периода, номера группы? Дайте определение понятиям группа, период, семейство.

10. Что такое потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность?

Контрольные задания:

21-30. Составте электронные формулы и представьте графически размещения электронов по квантовым ячейкам для указанных в таблице 3 элементов. Соответствующих вашему заданию. Воспользуйтесь схемами из учебника (1 гл.2 §8 с.49-53). Проанализируйте возможности разъединения спаренных электронов при возбуждении атомов с образованием валентных электрононов в соответствии с теорией спин-валентности.

Таблица3

№ задания	Элементы
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	Кремний,скандий азот,титан углерод,ванадий фтор,хром алюминий,мышьяк кремний,бром фосфор,калий сера,кальций хлор. бериллий аргон,железо

31-40. Проанализируйте изменения величины зарядов ядер, радиусов атомов, электроотрицательностей и степеней окисления элементов в соответствии с вашим вариантом (см. таблицу 4). Каковы закономерности этих изменений при движении по группе сверху вниз или по периоду слева на право. Как изменяется в этом направлении металличность элементов и характер их оксидов и гидроксидов.

Таблица

№ задания	задание
1	2
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40	Элементы 2 периода элементы 3 периода элементы 4 периода элементы 5 периода элементы 4В группы элементы 2А группы элементы 2В группы элементы 5А группы элементы 6В группы элементы 7В группы

1. 3. Химическая связь и строение молекул

ЛИТЕРАТУРА: 1, гл. III, § 1—12, с. 76—107.

Напоминаем, что вопросы для самопроверки являются планом изучения темы «Химическая связь и строение молекул».

Вопросы для самопроверки:

1. Ионная и ковалентная связь. Электронно-точечные представления. Примеры.

2. Металлическая связь. Обоснование общности физических и химических свойств металлов.

3. Донорно-акцепторная связь. Необходимые условия ее образования. Перспективы химии комплексных соединений.

4. Водородная связь, ее природа и особенности, ее роль в молекулярной биологии.

5. Влияние типа химической связи в молекуле на физические свойства веществ.

6. Способы перекрывания атомных орбиталей, отвечающие образованию а и л-связей. Их относительная прочность. Геометрия молекул.

7. Орбитальные модели молекул на примере Н23, РС1з.

8. Гибридизация атомных орбиталей и геометрия молекул ВеР2, ВН3, СН4.

9. Валентность и степень окисления. Всегда ли совпадают они по величине?

Примеры.

Контрольные задания:

41-50. Для предложенного в вашем задании (табл. 5) соединения постройте графическую формулу и укажите виды химической связи в этой молекуле: ионная, ковалентная полярная, ковалентная неполярная, координативная, металлическая, водородная.

ПРИМЕР: Графическая формула сульфата натрия.

Na—O— =O

S

Na—O— =O

Связь Na- O ионная; связь O-S ковалентная полярная

Номенклатуру солей см. приложение 1.

Таблица 5

1. 4. Основные законы химических превращений

ЛИТЕРАТУРА: 1, гл. IV, § 1—10, с. 111—127

Методические советы

Химические реакции осуществляют для получения необходимых веществ или энергии за счет их протекания. Рассмотрение реальности протекания химического процесса следует проводить с двух позиций — энергетической и кинетической. Сначала необходимо оценить, возможна ли вообще данная реакция в заданных условиях. Анализ энергетических соотношений показывает, что самопроизвольно протекают процессы в сторону наиболее вероятного состояния систем. В частности, в результате таких процессов энергия выделяется и система переходит в состояние с меньшей энергией. В практике, однако, обнаруживается, что некоторые из таких процессов протекают настолько медленно, что их невозможно использовать. Поэтому рассмотрение способов и путей влияния на скорость процесса существенно для его практической реализации.

Предлагаемые ниже вопросы для самопроверки могут служить одновременно и планом изучения данной темы.

Вопросы для самопроверки:

1. Дайте определение понятию «скорость химической реакции». В каких единицах она измеряется? Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

2. Сформулируйте закон действия масс. Приведите примеры того, как аналитически (уравнением) можно записать закон действия масс для реакций, протекающих в гомогенной и гетерогенной системах.

3. Что такое константа скорости химической реакции, от каких факторов она зависит?

4. Сформулируйте правило Вант-Гоффа. Дайте пример расчета изменений скорости реакции при повышении или понижении температуры с использованием этого правила.

5. Почему часть столкновений между молекулами не приводит к протеканию реакции? Что такое энергия активации?

6. Как можно объяснить механизм действия катализаторов при гомогенном катализе, гетерогенном катализе?

7. Чем характеризуется состояние химического равновесия? Какие, величины, характеризующие прямую и обратную реакции при химическом равновесии, равны друг другу?

8. Приведите примеры обратимых и необратимых процессов. Как связана константа равновесия с константами скоростей прямого и обратного процесса?

9. Какие факторы влияют на положение равновесия в гомогенных жидких и газообразных системах? Как они влияют?

10. Сформулируйте принцип Ле-Шателье. Как влияет изменение давления, температуры и концентрации реагирующих веществ на положение равновесия в системе 25О₂ + О₂ = 25Оз?

Контрольные задания:

51-55. Дайте определение понятию скорость химической реакции. Опишите количественно (где это можно), как влияют на скорость реакции внешние условия (концентрация, температура, давление). Рассчитайте, во сколько раз изменится скорость реакции при изменении указанных в таблице (табл. 6) условий.

Таблица 6

56-60. Чем характеризуется состояние химического равновесия? От каких факторов зависит константа равновесия, положение равновесия? Предскажите в соответствии с принципом Ле-Шателье смещение равновесия в соответствии с изменением внешних условий (отдельно для разных факторов) по данным таблицы 7

Таблица 7

1. 5. Растворы

Литература: 1, гл. V & 1-11, с.138-189.

Методические советы

Изучение этой темы целесообразно разбить на три этапа. Сначала изучите материал по учебнику и попробуйте ответить на контрольные вопросы 61-70, являющиеся одновременно вопросами для самопроверки. Затем следует выполнить задачи — упражнения на нахождение концентраций растворов (№ 71-80) и после этого разобраться с гидролизом солей в соответствии с настоящими методическими указаниями.

Контрольные вопросы

61. Какие системы называются растворами? Что у них общего со смесями?

62. Водные растворы и их значение в жизни растений и животных.

63. Каковы причины образования растворов? Какова природа взаимодействия веществ в растворах?

64. Что такое электрическая диссоциация? Какова роль растворителя в процессе электрической диссоциации? Какие вещества называются электролитами, неэлектролитами?

65. Что называется степенью электролитической диссоциации от концентрации и температуры раствора?

66. Что такое константа диссоциации? От каких факторов она зависит? Какова взаимосвязь между степенью диссоциации и константой диссоциации? Активность и коэффициент активности иона.

67. Какие соединения называются кислотами и основаниями с точки зрения электрической диссоциации? Чем обуславливается сравнительная сила кислот и оснований?

68. Какие гидроксиды называются амфотерными? Напишите примеры уравнений их диссоциации в кислой и щелочной средах.

69. Что называется ионным произведением воды? Чему оно равно? Дайте вывод выражения ионного произведения воды (Кв). Как влияет температура на ионное произведение воды?

70. Что такое рН, рОН? Какими величинами рН характеризуется нейтральная, кислая и щелочная среда? Как рассчитывать рН растворов сильных и слабых кислот и оснований?

1. 5.1. Концентрация растворов

Методические советы

В химических расчетах используется в основном три вида концентрации:

• процентная концентрация показывает, сколько граммов растворенного вещества находится в 100 г раствора,

• молярная концентрация показывает, сколько молей растворенного вещества находится в 1 л (1000 мл) раствора,

• нормальная концентрация показывает, сколько молей эквивалентов растворенного вещества находится в 1 л (1000 мл) раствора.

При решении задач по переходу от одного вида концентрации к другому важно четко разграничить количество растворенного вещества и растворителя, массу и объем и т. д. Контролируется это согласованием единиц измерения в «столбиках» составляемых пропорций.

Количество растворенного вещества выражают в граммах гпг, в молях пм, в молях эквивалентов пэ.

Количество раствора выражают в граммах G, в миллилитрах V,

Связь между этими величинами:

m m G

Пм=—— Пэ=——- p=———

М (1) Э (2) V (3)

Где М и Э – молекулярная и эквивалентная масса соответственно.

р – плотность раствора.

Задачи на пересчет из одной концентрации в другую являются составным этапом большинства задач, включающих свойства растворов.

ПРИМЕР 4. Найти молярную концентрацию 10% раствора сахарозы. Плотность раствора 1,08 г/мл. Формула сахарозы –C1₂h32O11

Запишем условия задачи так, чтобы было ясно, какие количества вещества нам даны.

Количество растворенного вещества Количество раствора

Хм ——————-1000мл

10г ——————- 100г

«Столбики» этой записи сознательно отклонены от «вертикалей» вследствие различия единиц измерения. Это сразу определяет необходимость дополнительных предварительных действий:

а) выясним, каково количество молей в 10 г сахарозы (можно использовать формулу 1)

m 10

nm = —-=—— моль

M 342

б) вычислим массу 1000 мл раствора (можно использовать формулу

3): G=1.08*1000 г

Пропорция для решения задачи будет иметь вид:

Хм ——————1000мл=1,08*1000г

10

—— моль=10г —————— 100г

342

Решаем ее, используя строгие «вертикали» с совпадающими единицами измерения:

h3SO4 (p=1.03).

Исходная пропорция:

Хг ————————100г

0,1 моль экв. ———————— 1000мл

С учетом эквивалента h3SO4 (49) и плотности:

Хг ———————- 100г

49*0,1 г = 0,1 моль экв. —————— 1,03*1000 г = 1000мл

Получаем: 49*0,1*100

Х= ———————=0,475 г

1,03*1000

Контрольные задания

71-80. В соответствии с номером вашего задания заполните пропуски в таблице 8. Например, в задаче 76 надо найти молярную и нормальную концентрацию 10%-ного раствора Си_ЗО₄ (плотность раствора 1,1 г/мл).

Таблица 8

1. 5.2. Гидролиз солей

Методические советь/

Ввиду особой важности гидролиза солей в регулировании биологических процессов следует четко отработать навыки написания уравнений гидролиза после проработки по учебнику (§ 9 с. 170—173).

Поставим себе задачу составления уравнений гидролиза только по первой ступени (наиболее реальной в обычных условиях). Рекомендуемая последовательность действий:

а) составить уравнения диссоциации соли;

б) выяснить, по какому иону идет гидролиз.

Это и есть сугубо химический аспект гидролиза. Здесь используются справочные данные для определения «слабости» электролита, таблица растворимости (приложение 2), таблица степеней диссоциации (приложение 3).

в) составить для этого иона уравнение реакции взаимодействия с водой (с одной молекулой, т. к. речь идет о первой ступени). Это уравнение и будет сокращенным ионным уравнением гидролиза, оно определяет наступающее в растворе равновесие и характеризуется собственной константой.

г) записать уравнение гидролиза в молекулярном виде. При этом в основу берется ионное уравнение (пункт в), а для составления нейтральных молекул используются противоионы из уравнения диссоциации соли (пункт а).

ПРИМЕР 6. Составить уравнение гидролиза сульфата меди.

а) CuSO₄ = Cu₂⁺+SO₄^2-

б) из приложений 3 выясняем, что иону Сu₂⁺ соответствует слабое основание, а иону SO42-— сильная кислота, значит, гидролиз идет по катиону:

в) Cu₂⁺ +H₂O = (CuHO)⁺+H⁺

Естественно, что положительный ион Сu₂⁺ «вырвет» из воды отрицательную часть OH- Заряд образовавшегося иона СuОН⁺ определяем суммированием зарядов Си₂+ и ОН~. Не забудьте, что связывание ионов ОН^— ведет к избытку в растворе ионов Н⁺, что определит кислую реакцию среды.

Выражение для константы гидролиза имеет вид:

(CuOH+)*(H+)

Kr= ————————

(Cu2+)

г) при составлении уравнения в молекулярной форме констатируем, что всем положительным ионам уравнения (2) соответствуют имеющиеся в свободном виде (уравнение 1) отрицательные ионы SO₄^2- С учетом зарядов ионов составляем электронейтральные молекулы:

CuSO₄+H₂O=(CuOH)₂SO₄+Н₂SО₄

а затем подбираем необходимые коэффициенты:

2CuSО₄+2H₂O= (CuOH)₂SO₄+H₂SO₄

Напоминаем, что в растворе реально существуют ионы НзО⁺ а не Н⁺.

Контрольные задания:

81-90. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза приведенных в вашем задании солей. Укажите реакцию среды в растворе соли. Напишите выражения для константы гидролиза.

81. Нитрат магния, сульфит натрия.

82. Нитрат меди, карбонат калия.

83. Сульфат алюминия, силикат калия

84. Хлорид железа (III), сульфид натрия.

85. Сульфат аммония, цианид калия.

86. Хлорид аммония, сульфид бария.

87. Сульфат магния (II), карбонат калия.

88. Нитрат алюминия, ацетат кальция

89. Хлорид цинка, силикат калия.

90. Сульфат железа (II)? Фосфат калия.

1.6. Комплексные соединения

Литература :1, гл .VI, & 1 -8, с.193 – 207

Методические указания

При изучении этой темы обратите внимание на отсутствие строгого определения понятия «комплексное соединение». Комплексным соединением можно называть соединения сложного состава, в которых выделяют центральный атом (комплексообразователь) и непосредственно связанные с ним молекулы или ионы (лиганды). Проанализируйте, какие частицы из ниже перечисленных можно называть комплексными с этой точки зрения: NO₃-; NH₄+ ; (Cu (Nh4)₄)₂+; CaCl₂; K₃(Fe(CN)₆) ; H₂S

В некоторых случаях указывают, что комплексообразователь должен быть связан с лигандами донорно- акцепторной связью. Учитывая этот факт, проанализируйте еще раз приведенный перечень. Какие частицы являются комплексными с учетом этой второй точки зрения?

Названия комплексных частиц дают, указывая сначала названия лигандов, затем комплексообразователя с указанием степени окисления.

CN- (и др. галогены) – хлоро;, H₂O – акво = ; NH₃ – амин; CN- _ циано = (и др.)

Количество лигандов указывают приставками: ди, три, тетра, пента, гекса.

Названия соединений с комплексным анионом оканчиваются суффиксом «-ат», в комплексных катионах название комплексообразователя дается без специальных окончаний,

Примеры:

Ca₂(Fe(CN)₆) – гексацианоферрат (II) кальция,

(Fe(Н₂O₆)SO₄ – сульфат гексааквожелеза (II)

Вопросы для самопроверки:

1. Основные положения координационной теории Вернера.

2. Что такое лиганды? Комплексообразователь? Координационное число? Внутренняя и внешняя сфера комплекса?

3. Номенклатура комплексных соединений.

4. Как происходит диссоциация комплексных электроситов?

5. Что такое константы устойчивости комплексных соединений?

Контрольные задания:

91-100. Заполните таблицу 9 в соответствии с вашим вариантом, указав комплексообразователь лиганды, координационное число, внутреннюю и внешнюю среду по формуле комплексного соединения, или составив соответствующую формулу по указанному комплексообразователю, лигандам и координационному числу. Дайте название этим веществам.

Таблица 9

1. 7. Реакции окисления-восстановления

ЛИТЕРАТУРА: 1, гл. VI, § 1—6, с. 209-253

Методические советы

Тщательно проработайте по учебнику (1, гл. VI, § 3) метод электронного баланса с целью выработки умения подбора коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях. Вопросы контрольных заданий могут послужить вам в качестве упражнений.

Контрольные задания:

101-110. Составьте электронные уравнения и подберите коэффициенты в реакциях, соответствующих вашему заданию. Рассчитайте, сколько граммов окислителя требуется для восстановления 10 г соответствующего реакции восстановителя.

101. KMnO₄+Na₂S+H₂SO₄=K₂SO₄+MnSO4+Na₂SO₄+H₂O

102. KMnO₄+H₂O₂+H₂SO₄ = K₂SO₄ +MnSo₄+O₂+H₂O

103. MnO₂+HCl = MnCl₂+Cl₂ +H₂O

104. Cu+HNO₃ = Cu (NO₃)₂+No+H₂O

105. K₂Cr₂O₇+Na₂SO₃+H₂SO₄=K₂SO₄+Cr₂(SO₄)₃+Na₂SO₄+H₂O

106. KMnO₄+H₃PO₃+H₂SO₄ =MnSO₄+H₃PO₄+K₂SO₄+H₂O

107. K₂Cr₂O₇+HCl = Cl₂+CrCl₃+KCl+H₂O

108. KMnO₄+KNO₂+H₂SO₄ = K₂SO₄+MnSO₄+KNO₃+H₂O

109. Na₂S+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄ =Na₂SO₄+K₂SO₄+Cr₂(SO₄)₃+H₂O

110. KMnO₄+HCl+HCl = Cl₂+KCl+MnCl₂+H₂O

молекулы углекислоты h3co3 роялти бесплатно векторное изображение

1. лицензионные векторы
2. Кислотные векторы

ЛицензияПодробнее

Тип лицензии определяет, как вы можете использовать этот образ.

Способы покупкиСравнить

Оплатить стандартные лицензии можно тремя способами. Цены евро евро .

Способы покупкиСравнить

Существует два способа оплаты расширенных лицензий. Цены евро евро .

Оплата с помощью	Стоимость изображения
Плата за изображение € 39,99 Оплата разовая, регистрация не требуется.
Предоплаченные кредиты € 30 Загружайте изображения по запросу (1 кредит = 1 евро).

Дополнительные услугиПодробнее

Нравится изображение, но нужны лишь некоторые модификации? Пусть наши талантливые художники сделают всю работу за вас!

Мы свяжем вас с дизайнером, который сможет внести изменения и отправить вам изображение в выбранном вами формате.

Примеры

• Изменить текст
• Изменить цвета
• Изменение размера до новых размеров
• Включить логотип или символ
• Добавьте свою компанию или название компании

файлов включены

Загрузка сведений…

• Идентификатор изображения

  9837332

• Цветовой режим

  CMYK

• Художник

  МарияШмитт

Изменяет ли повышенный уровень углекислого газа в атмосфере рН воды? Окисление океана в полярных регионах

1. Ресурсы

Подробная информация о ресурсе

Тип ресурса

Урок

Региона

ARCTIC

Время завершения

Менее недели

класс

Средняя школа и повышение

разрешение

Скачать, общие и ремикс

Axpreditions

.

Исследования CO2 и pH в Северном Ледовитом океане

Связанные члены

Dave Jones

Mike DeGrandpre

Материалы

Один нониусный (или другой) датчик газа CO2

Один нониусный (или другой) датчик pH

унция газированной воды

0ne стакан 400 мл

Подставка с одним кольцом и 2 зажима

Молекулярные модели (шарик и палочка) или нарисованные модели молекулы углекислого газа и молекулы воды. Это будет использоваться для изучения химических реакций между углекислым газом и молекулами воды.

Тема

Изменение климата

Океанография

Инструменты и методы

Обзор

Существует правдоподобное объяснение того, как молекулы углекислого газа могут взаимодействовать с молекулами воды, образуя раствор, в котором углекислый газ является растворенным веществом, а вода — растворитель (как это обычно бывает). Слабые силы межмолекулярного притяжения зависят от полярности молекулы воды и высокой плотности электронов на обоих концах молекулы углекислого газа. Следующим этапом этого процесса является образование карбонат-иона, очень стабильного многоатомного иона, состоящего из 3 атомов кислорода, 1 атома углерода и имеющего заряд –2, символизируемый: CO32-. Реакция для этого выглядит так: CO2 + h30 —> h3CO3 . Это часть CO3, которая является ионом карбоната. H3CO3 известен как угольная кислота (как в «кислоте карбоната»). Угольная кислота имеет тенденцию распадаться или «диссоциировать» на ионы водорода (H+) и ионы карбоната (CO32-). Уравнение для этого: h3CO3 —> 2H+ + CO32-. В этом уравнении на каждый образовавшийся ион карбоната приходится два иона водорода. В следующей реакции участвуют ионы H+ из предыдущей реакции и молекулы воды в большом количестве, потому что все это происходит в растворе, в основном состоящем из воды. Реакция протекает так: H+ + h3O —> h4O+. H4O+ может быть редким соединением и называется ионом гидроксония. Количество ионов гидроксония, присутствующих в растворе, будет определять, насколько кислым или щелочным будет раствор. -2 моль H+/L и имеет pH 2. Число в показателе степени представляет собой число pH без отрицательного знака. И поэтому чем кислее раствор, тем ниже число рН и выше концентрация (моль/л) ионов h4O+. 9-14 моль/л или 0,00000000000001 моль/л, очень мало. Итак, чтобы упростить все это и избавиться от всех этих нулей, мы, химики, используем 0, 1, 2… для представления этих различных уровней концентрации. Правило состоит в том, что по мере увеличения числа концентрация h4O+ снижается каждое в десять раз.

Существует связь между двуокисью углерода и pH. Углекислый газ может растворяться в воде, а затем реагировать с водой с образованием угольной кислоты. Поскольку кислота затем диссоциирует на ионы карбоната и ионы водорода и в конечном итоге образует ионы h40+, отсюда следует, что увеличение содержания CO2 вызовет снижение pH, поскольку раствор становится более кислым. Поскольку СО2 является газом, единственный способ увеличить концентрацию СО2, растворенного в воде, — это сначала увеличить концентрацию СО2 в воздухе, контактирующем с раствором. Говоря языком химии, мы называем это увеличением парциального давления CO2 (pCO2), которое представляет собой давление, которое оказывает CO2, если вы отделяете его от всех других газов в воздухе. Это основа того, что известно как закисление океана. 9-8,1 моль/л или 0,0000000079 моль/л. Мы также знаем, что исторически (вспомните доиндустриальную эпоху) в земной атмосфере концентрация CO2 колебалась около 280 частей на миллион (ppm). Начиная с конца 1950-х годов велись последовательные записи концентрации СО2, и наблюдался устойчивый последовательный рост. Сегодня у нас 400 ppm. Это увеличение содержания CO2 в атмосфере вызвало сдвиг в равновесном состоянии и привело к изменению pH океана. Это изменение колеблется от 0,1 до 0,2 единиц pH, все в нисходящем направлении, так что сегодня pH большинства океанов колеблется от 8,0 до 7,9.. Объяснение этому выглядит примерно так: увеличение содержания СО2 приводит к растворению большего количества СО2 в океанской воде, что приводит к образованию большего количества угольной кислоты, что приводит к увеличению количества Н4О+, что вызывает изменение рН в нисходящем направлении. . И результат: Окисление океана. Итак, когда вы открываете бутылку газировки, что, по вашему мнению, происходит с pH, когда газировка становится плоской??

Цели

В конце этого урока учащиеся должны быть в состоянии включить следующие понятия в свои представления об углекислом газе и его связи с подкислением океана:

1) По мере увеличения атмосферной концентрации углекислого газа над водой кислотность воды будет увеличиваться, вызывая снижение pH.

2) Хотя диоксид углерода неполярен, а вода полярна, CO2 легко растворяется в воде, поскольку он реагирует с водой с образованием угольной кислоты: а. CO2 + h30 —> h3CO3

3) Углекислота будет диссоциировать на ионы водорода (H+) и ионы карбоната (CO32-). Уравнение для этого: h3CO3 —> 2H+ + CO32-

4) Ионы H+ из предыдущей реакции и молекулы воды (в изобилии, потому что все это происходит в растворе, в основном состоящем из воды) реагируют с образованием иона гидроксония (h4O+): а. H+ + h3O —> h4O+

5) В холодных водах Арктики и Антарктики может наблюдаться быстрое повышение кислотности, потому что: а. CO2 лучше растворяется в холодной воде, чем в теплой. б. Исчезновение полярных льдов подвергает воздействию углекислого газа больше поверхности океана.

Подготовка к уроку

• Рассмотрите возможность проведения или повторения урока под названием «Как полярный лед влияет на концентрацию углекислого газа в полярных водоемах?» в качестве предшественника.
• Соберите материалы, перечисленные для этого эксперимента.

Процедура

• Установите кольцевую подставку так, чтобы датчики были направлены вниз и были зажаты (не слишком туго) в зажимах.
• Поместите стакан на 400 мл под датчики.
• Настройте компьютер так, чтобы датчик был подключен в соответствии с указаниями производителя и непрерывно собирал данные. Эксперимент продлится не менее 24 часов.
• Наполните стакан на ¾ газированной водой комнатной температуры.
• Расположите наконечник датчика CO2 на одном уровне с верхним краем стакана так, чтобы он был подвешен по центру стакана.
• Разместите датчик pH, опустив его в газированную воду.
• Начните собирать данные с помощью компьютера.

После 24-часового (или более) периода сбора данных учащиеся должны обработать данные, используя в качестве руководства следующие вопросы:

1) Какие независимые, зависимые и контрольные переменные были в этом эксперименте?

2) Изменилась ли со временем концентрация углекислого газа над воздушным пространством стакана с газированной водой? Если да, опишите изменение.

3) Основываясь на ваших наблюдениях за концентрацией углекислого газа над стаканом с газированной водой, какой вывод можно сделать о концентрации углекислого газа, растворенного в газированной воде?

4) Изменился ли pH газированной воды со временем? Если да, опишите изменение.

5) Основываясь на ваших наблюдениях за концентрацией углекислого газа в воздушном пространстве над стаканом с газированной водой, какой вывод можно сделать о концентрации углекислого газа, растворенного в воде?

6) Если бы вы построили график зависимости pH газированной воды от концентрации растворенного в ней углекислого газа, как бы выглядел график?

7) Какая связь существует между концентрацией растворенного диоксида углерода и рН?

8) Какая связь существует между концентрацией растворенного углекислого газа и концентрацией ионов водорода в растворе?

9) Рассмотрим реакцию между углекислым газом и водой. Напишите сбалансированную химическую реакцию, которая указывала бы на синтез продукта этой реакции. Назовите продукт.

10) Начиная с продукта из пункта 8 выше, напишите возможные реакции диссоциации, которые могут иметь место. Изменят ли продукты концентрацию ионов водорода? Если да, то в каком направлении?

11) Если бы количество растворенного диоксида углерода в растворе с pH 7 увеличилось на 10 %, каким было бы процентное изменение концентрации ионов водорода, если предположить, что весь CO2 реагирует с водой? Каким будет новый pH?

12) В Мировом океане за последние годы произошло снижение рН с 8,1 до 8,0. На какое процентное изменение концентрации ионов водорода это указывает? Что может быть причиной этого изменения?

13) Поскольку растворимость углекислого газа увеличивается с понижением температуры воды, в которой он растворяется, может ли это привести к большему или меньшему закислению океана в водах Арктики и Антарктики?

Дополнение

Как температура влияет на растворимость диоксида углерода и тем самым на рН раствора?
Аналогичный эксперимент можно провести, пропуская образовавшийся углекислый газ через образец воды и измеряя скорость изменения pH. Можно использовать химический индикатор, такой как универсальный индикатор или датчик pH, и можно исследовать образец холодной, комнатной температуры и теплой воды.

Ресурсы

1) Датчики Vernier доступны по адресу: Датчик газа Vernier CO2 и датчик pH доступны по адресу https://www.vernier.com/products/

2) Датчик газа CO2 и датчик pH PASCO доступны по адресу https:// www.pasco.com/products/probeware/sensors/index.cfm

3) Обучающие видеоролики:

4) Связанный план урока: «Буферная зона — химический состав кислотных оснований в Мировом океане» https://aamboceanservice.blob.core.windows.net/oceanservice-prod/education/pd/climate/teachingclimate/acid_base_chemistry_teacher.pdf

Оценка

Для оценки обучения учащихся можно использовать следующие вопросы:
1) Нарисуйте график концентрации растворенного диоксида углерода в растворе и рН раствора.

2) CO2 легко растворяется в воде, потому что: а. СО2 полярен, а вода неполярна б. СО2 неполярен, а вода полярна в. СО2 реагирует с водой с образованием угольной кислоты д. Углекислота разлагается с образованием CO2 и воды

3) По мере увеличения концентрации CO2 в растворе pH: а. Увеличивает б. Уменьшается в. Не меняется д. Невозможно измерить

4) В водном растворе диссоциация угольной кислоты на ионы водорода и карбонат-ионы: h3CO3 —> 2H+ + CO32- приведет к тому, что pH раствора станет: а. Увеличивать б. Снижаться в. Оставайтесь прежними

5) Изменение мирового океана с pH 8,1 до pH 8,0 привело к а. Окисление океана б. Базификация океана в. Стратификация океана д. Ocean Renumeration

6) Недавнее изменение концентрации CO2 на Земле с 280 ppm до примерно 400 ppm наиболее тесно связано с: а. Увеличение УФ-излучения на полюсах б. Увеличение рН Мирового океана с 8,0 до 8,1. в. Снижение рН Мирового океана с 8,1 до 8,0. д. Отсутствие изменений рН Мирового океана

Автор/Кредиты

Автор: Дэйв Джонс, Высшая школа Биг Скай, 3100 South Avenue West, Missoula, MT 59804, djones [at] mcpsmt.org

Другие стандарты

Научные стандарты следующего поколения (NGSS)

ГС-ПС1-5. Применять научные принципы и доказательства для объяснения влияния изменения температуры или концентрации реагирующих частиц на скорость протекания реакции.

HS-PS1-6. Уточните дизайн химической системы, указав изменение условий, которое приведет к увеличению количества продуктов при равновесии.

Эта программа поддерживается Национальным научным фондом. Любые мнения, результаты и выводы или рекомендации, выраженные в рамках этой программы, принадлежат PI и координирующей группе и не обязательно отражают точку зрения Национального научного фонда.

sfy39587stp18

Понимание науки об океаническом и прибрежном окислении

До недавнего времени количество углекислого газа в атмосфере колебалось незначительно и медленно в течение последних 10 000 лет. Однако промышленная революция 1700-х годов положила начало глобальному использованию ископаемого топлива для обеспечения жизнедеятельности человека. Скорость сжигания ископаемого топлива, такого как уголь, нефть и природный газ , увеличилась до настоящего времени. Сжигание ископаемого топлива выбрасывает в атмосферу углекислый газ, а постоянно растущее глобальное использование ископаемого топлива привело к тому, что количество углекислого газа в атмосфере увеличилось до концентрации, которая выше, чем когда-либо за последние 800 000 лет. Вырубка лесов на топливо или расчистка земель для сельского хозяйства за последние 250 лет также способствовала повышению уровня углекислого газа в атмосфере, поскольку деревья улавливают и сохраняют углекислый газ посредством фотосинтеза.

Более высокие концентрации углекислого газа в атмосфере не только изменяют климат Земли, но и влияют на химический состав океана. Это связано с тем, что углекислый газ в атмосфере легко растворяется в воде.

Растворенный углекислый газ: газы в жидкости?

Подобно тому, как твердые вещества, такие как сахар, могут растворяться в воде, газы, такие как углекислый газ, тоже растворяются. Эту идею легко продемонстрировать на бутылке газировки. Производитель растворяет углекислый газ в напитке. Растворенный углекислый газ невидим невооруженным глазом, но как только бутылка открывается, углекислый газ выходит в виде пузырьков, которые щекочут нос. Дополнительный углекислый газ в газированной воде повышает кислотность жидкости. Точно так же около одной трети углекислого газа в атмосфере Земли растворяется в океанах.

Двуокись углерода придает кислотность: превращения двуокиси углерода в воде

Когда двуокись углерода растворяется в воде, она реагирует с молекулами воды с образованием угольной кислоты . Углекислота может быть далее преобразована в ионов бикарбоната и карбоната . Эти четыре различные формы углерода (растворенный углекислый газ, угольная кислота, бикарбонат и карбонат) существуют в сбалансированных пропорциях в морской воде. По мере того как в морскую воду добавляется больше углекислого газа, баланс смещается, и концентрация ионов карбоната уменьшается, поскольку она превращается в бикарбонат из-за повышения кислотности.

Как измеряется кислотность: pH

Кислотность жидкости указывается как pH Представление концентрации ионов водорода (молярная концентрация ионов водорода до отрицательного логарифма по основанию 10). Чем ниже значение pH, тем выше кислотность жидкости. Растворы с низким pH являются кислыми, а растворы с высоким pH — основными (также известными как щелочные).

До промышленной революции средний уровень pH океана составлял около 8,2. Сегодня средний рН океана составляет около 8,1. Может показаться, что это не такая уж большая разница, но связь между рН и кислотностью не является прямой. Каждое уменьшение pH на одну единицу означает десятикратное увеличение кислотности. Это означает, что кислотность океана сегодня в среднем примерно на 25% выше, чем в доиндустриальные времена.

Кислотность и наличие кальция, образующего раковину

Карбонат

Морские животные используют карбонат из воды для построения раковин и скелетов. По мере того, как морская вода становится более кислой, карбонат становится менее доступным для животных для построения раковин и скелетов. В условиях сильного закисления могут растворяться раковины и скелеты.

Ближе к дому: закисление прибрежных вод

Деятельность человека также способствует закислению прибрежных вод. Выделяются кислотообразующие соединения (в т.ч. углекислый газ)

в атмосферу при сжигании ископаемого топлива, а избыток питательных веществ способствует подкислению прибрежных вод, когда цветение водорослей Быстрый и часто чрезмерный рост одного или нескольких видов водорослей, обычно в озере или прибрежных водах, достигает своего пика и погибает.

Сжигание ископаемого топлива для получения энергии приводит к выбросу воды и двуокиси углерода в качестве основных побочных продуктов, но оксиды азота и двуокись серы также выделяются в меньших количествах. Эти два кислотообразующих соединения падают обратно на поверхность Земли. Они могут приземляться непосредственно в прибрежных водах или чаще смешиваться с водой в атмосфере, прежде чем выпадут кислотные дожди. Кислотные дожди обычно имеют рН от 4,2 до 4,4.

Избыток питательных веществ, доставляемых реками

Элементы азота и фосфора являются важными питательными веществами для живых существ. По этой причине фермеры, домовладельцы и садоводы снабжают посевы, газоны и сады азотом и фосфором, чтобы стимулировать рост растений. Однако вода может переносить избыток питательных веществ вниз по течению и в прибрежные воды. Сельскохозяйственная деятельность является основным источником питательных веществ для прибрежных вод, но другие источники включают

сточные воды, стоки очистных сооружений и загрязнение воздуха оксидами азота. В прибрежных водах избыток питательных веществ стимулирует рост водорослей. Водоросли быстро размножаются в идеальных условиях роста, а цветение водорослей может ухудшить качество воды, вызывая гипоксию, неприятный запах и даже токсины. Менее известный факт заключается в том, что цветение водорослей может способствовать закислению. Когда водоросли умирают, их разлагающаяся ткань выделяет углекислый газ прямо в воду, что приводит к подкислению.

h3CO3 Структура Льюиса, молекулярная геометрия, гибридизация и диаграмма МО

h3CO3, известная как угольная кислота, представляет собой соединение углерода, водорода и кислорода. Это слабая кислота (с pH 4,18), образующаяся при растворении углекислого газа (CO2) в воде.

Однако, когда двуокись углерода представляет собой воду, в воде растворяется лишь небольшое количество газа. Это очень нестабильная кислота, которая остается в равновесии, так как раствор вскоре диссоциирует с образованием иона H+ и иона HCO3-.

Угольная кислота представляет собой двухосновную кислоту, из которой образуются два типа солей: гидрокарбонат (HCO3) и карбонат (CO3). Она также известна как дыхательная кислота, поскольку мы выдыхаем эту кислоту в газообразной форме.

h3CO3 способен растворять карбонат кальция (CaCO3). В результате образуется гидрокарбонатная соль кальция. При взаимодействии угольной кислоты с небольшим количеством основания образуется гидрокарбонатная соль.

Однако при реакции с большим количеством образуется карбонат. h3CO3 получается как побочный продукт сжигания ископаемого топлива в больших количествах.

Его также получают путем ферментации в промышленности. h3CO3 — очень важный промышленный химикат с большим количеством применений.

Используется для приготовления газированной воды и других газированных напитков.

В следующих разделах мы рассмотрим структуру Льюиса h3CO3, молекулярную геометрию, гибридизацию и МО-диаграмму.

Структура угольной кислоты по Льюису (h3CO3)

Формула угольной кислоты – h3CO3. Он имеет два атома H, один атом C и три атома O.

Чтобы понять молекулярную формулу h3CO3, мы должны наблюдать электронную конфигурацию участвующих атомов и сколько атомов они имеют во внешней оболочке.

The electronic configuration of the atoms present in the h3CO3 molecule is as below:

Hydrogen → 1S2
Carbon → 1S2 2S2 2P2
Oxygen → 1S2 2S2 2P4

If you look at the electronic конфигурации элементов, вы увидите, что водород имеет одинокий электрон, углерод имеет четыре электрона, а кислород имеет шесть электронов на валентной оболочке.

Будет полезно узнать, как эти элементы обмениваются электронами друг с другом и образуют химическую связь.

Давайте теперь рассмотрим различные шаги, чтобы узнать структуру Льюиса h3CO3.

Шаг первый : Найдите номер. электронов на внешней орбитали.

Два атома водорода имеют два валентных электрона, углерод — четыре, а три атома кислорода — 18 электронов.

Следовательно, общее количество электронов на самой внешней оболочке равно 2+4+18 = 24

Шаг второй : Найдите количество электронов, необходимое для октета.

Два водорода требуют четырех электронов; в то время как одному атому углерода нужно восемь электронов, а трем атомам кислорода нужно 24 электрона.

Таким образом, общее количество электронов, необходимых для октета, равно 2*2+8+3*8 = 36.

Шаг третий : Найдите число. электронов, участвующих в соединении.

Чтобы найти количество связывающих электронов, мы должны вычесть количество электронов. электронов на внешней орбите от общего количества. электронов, необходимых для октета.

Итак, количество связывающих электронов = 36-24 = 12.

Шаг четвертый : На этом шаге мы узнаем, сколько связей имеется в молекуле.

В h3CO3 12/2 = 6.

Шаг пятый : На этом шаге сначала нам нужно найти, сколько неподеленных пар (электронов, не образующих связи) присутствует в молекуле.

Чтобы его найти, нужно от числа электронов, принимающих участие в образовании связи, отнять число электронов. электронов на внешней оболочке. В случае h3CO3 это 24 – 12 = 12, то есть шесть неподеленных пар.

Центральный атом

Теперь нам нужно сначала найти центральный атом, чтобы нарисовать структуру Льюиса. Здесь это углерод, так как он имеет самую низкую электроотрицательность.

На следующем этапе мы размещаем другие атомы, и, наконец, мы должны нарисовать пары связей и неподеленные пары.

В структуре Льюиса HNO3 атом углерода образует связи с ионами ОН с двух сторон, а третий атом кислорода расположен с третьей стороны.

Атом углерода достигает стабильной электронной конфигурации с восемью электронами на самой внешней оболочке. Он образует две одинарные связи с двумя ионами ОН и двойную связь с оставшейся кислородной связью.

Два атома водорода из одинарных связей в ОН, таким образом, образуют октет. Атомы кислорода в ОН образуют одинарную связь с водородом и одинарную связь с углеродом.

Итак, у них две связи и две неподеленные пары. Третий атом кислорода образует двойную связь с атомом углерода. Он также имеет две неподеленные пары электронов.

Молекулярная геометрия h3CO3

Молекулярная геометрия соединения в значительной степени зависит от двух вещей; во-первых, структура Льюиса, а во-вторых, теория VSEPR (отталкивание электронных пар валентной оболочки).

Если мы посмотрим на структуру Льюиса h3CO3, то увидим, что у H один, у C четыре, а у O шесть электронов на внешней оболочке.

Молекула h3CO3 имеет тригональную плоскую геометрическую форму.

Атомы углерода и 3 атома кислорода лежат в одной плоскости.

При образовании связи атом C соединяется с одним атомом O и двумя ионами OH. Каждый из трех атомов кислорода имеет по две неподеленные пары.

Согласно теории VSEPR, электронные пары от разных атомов или связей остаются на самом большом расстоянии из-за силы отталкивания.

Сильная сила отталкивания обеспечивает стабильную силу. Помимо этих факторов, структура молекулы зависит от количества ковалентных связей и неподеленных пар.

Другим важным фактором, помогающим найти молекулярную структуру, является стерическое число (SN).

Мы можем найти его, добавив номер. неподеленных пар на центральном атоме C и нет. атомов, связанных с центральным атомом.

На углероде нет неподеленной пары, а количество атомов, с которыми связан углерод, равно 3. Таким образом, стерическое число (S/N) равно 3,

Гибридизация молекулы h3CO3

Гибридизация — это процесс объединения двух орбиталей с одинаковыми энергетическими уровнями для получения новой. Чтобы понять форму молекулы, необходимо знать, как в ней расположены атомы.

Расположение атомов помогает нам узнать о структуре и свойствах вещества.

Углерод имеет стерическое число 3, а атом кислорода в ионе ОН имеет стерическое число 4.

Атом углерода в h3CO3 имеет гибридизацию SP2, а атом O имеет гибридизацию SP3.

После связывания h3CO3 имеет гибридизацию SP2.

Отсюда число пар связей = (1*2 + 4 + 6*3)/8 = 3.

Это означает, что молекула h3CO3 гибридизована с SP2.

МО Схема h3CO3

Сигма-связи между атомами C и O образованы 2sp2-орбиталью атомов C и O. Это приводит к образованию сигма-связывающих и разрыхляющих орбиталей.

Сигма-связь между кислородом и водородом использует 1s-орбиталь водорода и 2sp3-орбитали кислорода. Он образует сигма-связывающую и разрыхляющую орбиталь.

Другая 2sp2-орбиталь кислорода не участвует в связывании.

Полярность h3CO3

Термин «полярность» определяет свойство, согласно которому молекула проявляет поляризацию зарядов поперек атомов молекулы.

Полярность возрастает в молекуле, когда форма молекулы асимметрична и существует разность интенсивности заряда на атомах.

Следовательно, суммарный дипольный момент молекулы дает некоторое ненулевое значение.

Точно так же в молекуле h3CO3 высокая интенсивность заряда на атоме кислорода приводит к поляризации молекулы.

Заключение

Углекислота (h3CO3) — очень интересное соединение, которое широко используется в различных отраслях промышленности, особенно при приготовлении напитков.

Изучение структуры Льюиса, молекулярной геометрии и гибридизации поможет вам узнать много нового об этом соединении.

Вы можете понять структуру, физические и химические свойства соединения. Мы надеемся, что эта информация будет вам полезна.

CO2 и pH: понимание закона Генри

Оренда Технологии

Эта тема нам очень интересна. Это также невероятно полезный урок, который объясняет, почему рН естественным образом повышается. Если вы обслуживаете бассейны еженедельно, вы, вероятно, заметите, что pH почти всегда выше, когда вы возвращаетесь через неделю. Это не твоя вина. Это естественно. В этой статье объясняется, почему.

В этой статье описано:

• Углекислый газ определяет рН воды
  • Снижение pH означает увеличение CO ₂
  • Повышение pH означает снижение CO ₂
• Закон растворимости газов Генри
  • «Потолок рН»
• Как сдержать рН (не борясь с ним)
  • LSI-первый подход
  • Правильно измеряйте и дозируйте кислоту
• Заключение

Углекислый газ определяет рН воды

Прежде всего: с технической точки зрения концентрация ионов водорода (H+) определяет pH. Но на практике есть нечто более простое для понимания: количество углекислого газа (CO ₂ ) в растворе также определяет рН воды. Наиболее распространенным источником кислотности в воде является растворенный CO ₂ , поэтому, чем больше CO ₂ в воде, тем ниже pH. Это связано с тем, что когда CO ₂ становится водным раствором в воде, небольшая его часть становится угольной кислотой (H ₂ CO ₃ ). Реакция выглядит так:

CO _{2 (водн.)} + H ₂ O ⇌ H ₂ CO _{3 (водн.)
Углекислый газ + вода ⇌ Угольная кислота}

Угольная кислота снижает рН воды. А угольная кислота образуется, когда CO ₂ связывается с водой… поэтому возникает вопрос, как получить больше CO ₂ в воде, чтобы снизить pH? Что ж, давайте подумаем, как мы понизим рН в бассейне.

Снижение pH

С химической точки зрения, мы можем понизить pH несколькими способами, просто увеличив количество углекислоты в нашей воде. Во-первых, мы можем вводить CO ₂ непосредственно в воду, что снижает pH, но не снижает щелочность. Добавление кислоты , с другой стороны, снижает рН и щелочность , потому что для того, чтобы создать угольную кислоту, кислота должна преобразовать щелочность бикарбоната в угольную кислоту , добавив к ней водород. ¹ В таблице ниже кислота превращает бикарбонат (HCO ₃ ) в угольную кислоту (H ₂ CO ₃ ).

При превращении бикарбоната в угольную кислоту снижается общая и карбонатная щелочность. Впрыск CO ₂ , однако, обходит щелочность и напрямую добавляет углекислоту в бассейн. Видеть? Как упоминалось выше, это по-прежнему связано с концентрацией ионов водорода, но это то, как эти ионы водорода колеблют процентное содержание угольной кислоты по сравнению с бикарбонатной щелочностью.

Повышение pH

Верно и обратное. По мере восстановления CO ₂ в воде pH будет повышаться. Один из способов сделать это — добавить добавки с высоким pH, такие как нестабилизированный хлор, солевой генератор хлора или регулятор pH, такой как кальцинированная сода (карбонат натрия) или бикарбонат натрия. ²  Еще один способ повысить уровень pH — просто дать ему подняться естественным путем путем выделения газов. Существует естественная аэрация, а есть ускоренная аэрация, такая как спа-форсунки, водосбросы, исчезающие края (бесконечные бассейны) и другие водные объекты. Как СО ₂ выходит из воды – благодаря аэрации или потреблению водорослей – pH естественным образом повышается. И потеря CO ₂ — вот где вступает в действие закон физики Генри.

Связано: Общая щелочность и pH и их роль в химическом составе воды

Закон растворимости газов Генри

Закон Генри — это закон физики, сформулированный Уильямом Генри в 1803 году. Он гласит:

«При постоянной температуре количество данного газа, растворяющегося в жидкости определенного типа и объема, прямо пропорционально парциальному давлению этого газа, находящегося в равновесии с этой жидкостью». Эквивалентный способ формулировки закона состоит в том, что растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна парциальному давлению газа над жидкостью».

Что касается бассейнов, то мы больше всего заботимся о CO ₂ . Закон Генри в основном гласит, что количество газа, растворенного в воде, будет стремиться быть прямо пропорциональным количеству того же газа в воздухе над водой. В случае CO ₂ в атмосфере над бассейном содержится небольшой процент CO 9 .0706 2 в нем, так что CO ₂ покидает бассейн со временем пытаясь сравняться с воздухом . Это видео хорошо объясняет. Не стесняйтесь смотреть все видео, но что касается этой статьи, нас действительно интересуют только первые две минуты, прежде чем он приведет пример с газировкой: