Acizi- electroliți, la disocierea cărora din ionii pozitivi se formează numai ionii H +:

HNO3 ↔ H + + NO3-;

CH 3 COOH↔ H + +CH 3 COO — .

Toți acizii sunt clasificați în anorganici și organici (carboxilici), care au și clasificări proprii (interne).

La conditii normale cantitate semnificativă acizi anorganici există în stare lichidă, unele în stare solidă (H 3 PO 4, H 3 BO 3).

Acizii organici cu până la 3 atomi de carbon sunt lichide foarte mobile, incolore, cu un miros înțepător caracteristic; acizi cu 4-9 atomi de carbon - lichide uleioase cu miros neplăcut, iar acizii cu un număr mare de atomi de carbon sunt solide care sunt insolubile în apă.

Formule chimice ale acizilor

Să luăm în considerare formulele chimice ale acizilor folosind exemplul mai multor reprezentanți (atât anorganici, cât și organici): acid clorhidric-HCl, acid sulfuric - H 2 SO 4, acid fosforic - H 3 PO 4, acid acetic - CH 3 COOH și acid benzoic - C 6 H 5 COOH. Formula chimică arată compoziția calitativă și cantitativă a moleculei (câți și ce atomi sunt incluși într-un anumit compus). Folosind formula chimică, puteți calcula greutatea moleculară a acizilor (Ar(H) = 1 amu, Ar( CI) = 35,5 amu, Ar(P) = 31 amu, Ar(O) = 16 amu, Ar(S) = 32 amu, Ar(C) = 12 a.m.):

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(CI);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Mr(H2S04) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(H 2 SO 4) = 2×1 + 32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98.

Mr(H3PO4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);

Mr(H 3 PO 4) = 3×1 + 31 + 4×16 = 3 + 31 + 64 = 98.

Mr(CH3COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(CH 3 COOH) = 3×12 + 4×1 + 2×16 = 36 + 4 + 32 = 72.

Mr(C6H5COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(C 6 H 5 COOH) = 7 × 12 + 6 × 1 + 2 × 16 = 84 + 6 + 32 = 122.

Formule structurale (grafice) ale acizilor

Formula structurală (grafică) a unei substanțe este mai vizuală. Acesta arată modul în care atomii sunt conectați între ei în cadrul unei molecule. Să indicăm formulele structurale ale fiecăruia dintre compușii de mai sus:

Orez. 1. Formula structurală a acidului clorhidric.

Orez. 2. Formula structurală a acidului sulfuric.

Orez. 3. Formula structurală a acidului fosforic.

Orez. 4. Formula structurală a acidului acetic.

Orez. 5. Formula structurală a acidului benzoic.

Formule ionice

Toți acizii anorganici sunt electroliți, adică. capabil să se disocieze într-o soluție apoasă în ioni:

HCl ↔ H + + Cl -;

H2S04↔ 2H + + SO42-;

H3PO4 ↔ 3H + + PO43-.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu La arderea completă a 6 g de materie organică s-au format 8,8 g de monoxid de carbon (IV) și 3,6 g de apă. Determinați formula moleculară a substanței arse dacă se știe că masa sa molară este de 180 g/mol.
Soluţie Să întocmim o diagramă a reacției de ardere a unui compus organic, desemnând numărul de atomi de carbon, hidrogen și oxigen ca „x”, „y” și respectiv „z”:

C x H y Oz + Oz →CO2 + H2O.

Să determinăm masele elementelor care alcătuiesc această substanță. Valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al D.I. Mendeleev, rotunjiți la numere întregi: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu.

m(C) = n(C)×M(C) = n(CO2)×M(C) = ×M(C);

m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H2O)×M(H) = ×M(H);

Să calculăm masele molare de dioxid de carbon și apă. După cum se știe, masa molară a unei molecule este egală cu suma maselor atomice relative ale atomilor care alcătuiesc molecula (M = Mr):

M(C02) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 g/mol;

M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 g/mol.

m(C) = x12 = 2,4 g;

m(H) = 2 × 3,6 / 18 × 1 = 0,4 g.

m(O) = m(C x H y Oz) - m(C) - m(H) = 6 - 2,4 - 0,4 = 3,2 g.

Să determinăm formula chimică a compusului:

x:y:z = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H): m(O)/Ar(O);

x:y:z= 2,4/12:0,4/1:3,2/16;

x:y:z= 0,2: 0,4: 0,2 = 1: 2: 1.

Aceasta înseamnă că cea mai simplă formulă a compusului este CH2O și masa molară este de 30 g/mol.

Pentru a găsi formula adevărată a unui compus organic, găsim raportul dintre masele molare adevărate și cele rezultate:

M substanță / M(CH2O) = 180 / 30 = 6.

Aceasta înseamnă că indicii atomilor de carbon, hidrogen și oxigen ar trebui să fie de 6 ori mai mari, adică. formula substanței va fi C 6 H 12 O 6. Aceasta este glucoză sau fructoză.
Răspuns C6H12O6

EXEMPLUL 2

Exercițiu Deduceți cea mai simplă formulă a unui compus în care fracția de masă a fosforului este de 43,66%, iar fracția de masă a oxigenului este de 56,34%.
Soluţie Fracția de masă a elementului X dintr-o moleculă din compoziția NX se calculează folosind următoarea formulă:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Să notăm numărul de atomi de fosfor din moleculă cu „x”, iar numărul de atomi de oxigen cu „y”

Să găsim masele atomice relative corespunzătoare ale elementelor fosfor și oxigen (valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev sunt rotunjite la numere întregi).

Ar(P) = 31; Ar(O) = 16.

Împărțim conținutul procentual de elemente în masele atomice relative corespunzătoare. Astfel vom găsi relația dintre numărul de atomi din molecula compusului:

x:y = ω(P)/Ar(P) : ω (O)/Ar(O);

x:y = 43,66/31: 56,34/16;

x:y: = 1,4: 3,5 = 1: 2,5 = 2: 5.

Aceasta înseamnă că cea mai simplă formulă pentru combinarea fosforului și oxigenului este P 2 O 5 . Este oxid de fosfor (V).
Răspuns P2O5

Substanțele complexe formate din atomi de hidrogen și un reziduu de acid se numesc acizi minerali sau anorganici. Reziduul acid este oxizi și nemetale combinate cu hidrogen. Proprietatea principală a acizilor este capacitatea de a forma săruri.

Clasificare

Formula de bază a acizilor minerali este H n Ac, unde Ac este reziduul acid. În funcție de compoziția reziduului acid, se disting două tipuri de acizi:

  • oxigen care conține oxigen;
  • fără oxigen, constând numai din hidrogen și nemetal.

Lista principală a acizilor anorganici în funcție de tip este prezentată în tabel.

Tip

Nume

Formulă

Oxigen

Azotat

Dicrom

Iodată

Siliciu - metasiliciu și ortosiliciu

H2Si03 și H4Si04

Mangan

Mangan

Metafosforic

Arsenic

Ortofosforic

Sulfuros

Tiosulf

Tetrationic

Cărbune

Fosfor

Fosfor

Cloros

Clorură

Ipocloros

Crom

Cyan

Fara oxigen

Fluorhidric (fluoric)

Clorhidric (sare)

Bromhidric

iodhidric

Sulfat de hidrogen

Acid cianhidric

În plus, în funcție de proprietățile lor, acizii sunt clasificați după următoarele criterii:

  • solubilitate: solubil (HNO3, HCI) şi insolubil (H2SiO3);
  • volatilitate: volatile (H2S, HCI) şi nevolatile (H2S04, H3PO4);
  • gradul de disociere: puternic (HNO 3) și slab (H 2 CO 3).

Orez. 1. Schema de clasificare a acizilor.

Denumirile tradiționale și banale sunt folosite pentru a desemna acizii minerali. Numele tradiționale corespund numelui elementului care formează acidul cu adăugarea morfemelor -naya, -ovaya, precum și -istaya, -novataya, -novataya pentru a indica gradul de oxidare.

Chitanță

Principalele metode de producere a acizilor sunt prezentate în tabel.

Proprietăți

Majoritatea acizilor sunt lichide cu gust acru. Tungstic, cromic, boric și alți câțiva acizi sunt în stare solidă în condiții normale. Unii acizi (H 2 CO 3, H 2 SO 3, HClO) există numai sub formă de soluție apoasă și sunt clasificați ca acizi slabi.

Orez. 2. Acidul cromic.

Acizii sunt substanțe active care reacţionează:

  • cu metale:

    Ca + 2HCI = CaCI2 + H2;

  • cu oxizi:

    CaO + 2HCI = CaCI2 + H20;

  • cu baza:

    H2S04 + 2KOH = K2S04 + 2H20;

  • cu saruri:

    Na2CO3 + 2HCI = 2NaCI + CO2 + H2O.

Toate reacțiile sunt însoțite de formarea de săruri.

Este posibilă o reacție calitativă cu o schimbare a culorii indicatorului:

  • turnesolul devine roșu;
  • metil portocală - până la roz;
  • fenolftaleina nu se modifică.

Orez. 3. Culorile indicatorilor când acidul reacţionează.

Proprietățile chimice ale acizilor minerali sunt determinate de capacitatea lor de a se disocia în apă pentru a forma cationi de hidrogen și anioni ai reziduurilor de hidrogen. Acizii care reacţionează ireversibil cu apa (se disociază complet) se numesc puternici. Acestea includ clor, azot, sulf și acid clorhidric.

Ce am învățat?

Acizii anorganici sunt formați din hidrogen și un reziduu acid, care este un atom nemetal sau un oxid. În funcție de natura reziduului acid, acizii sunt clasificați în fără oxigen și care conțin oxigen. Toți acizii au gust acruși sunt capabile să se disocieze în mediu acvatic(se descompune în cationi și anioni). Acizii se obțin din substanțe simple, oxizi și săruri. Atunci când interacționează cu metale, oxizi, baze și săruri, acizii formează săruri.

Test pe tema

Evaluarea raportului

rata medie: 4.4. Evaluări totale primite: 120.

Nu subestimați rolul acizilor în viața noastră, deoarece mulți dintre ei sunt pur și simplu de neînlocuit în Viata de zi cu zi. În primul rând, să ne amintim ce sunt acizii. Acestea sunt substanțe complexe. Formula se scrie după cum urmează: HnA, unde H este hidrogen, n este numărul de atomi, A este reziduul acid.

Principalele proprietăți ale acizilor includ capacitatea de a înlocui moleculele atomilor de hidrogen cu atomi de metal. Cele mai multe dintre ele nu sunt doar caustice, ci și foarte otrăvitoare. Dar există și cele pe care le întâlnim în mod constant, fără a dăuna sănătății noastre: vitamina C, acid de lamaie, acid lactic. Să luăm în considerare proprietățile de bază ale acizilor.

Proprietăți fizice

Proprietățile fizice ale acizilor oferă adesea indicii despre caracterul lor. Acizii pot exista în trei forme: solid, lichid și gazos. De exemplu: acidul azotic (HNO3) și acidul sulfuric (H2SO4) sunt lichide incolore; boric (H3BO3) și metafosforic (HPO3) sunt acizi solizi. Unele dintre ele au culoare și miros. Diferiți acizi se dizolvă diferit în apă. Există și insolubile: H2SiO3 - siliciu. Substanțele lichide au un gust acru. Unii acizi poartă numele fructelor în care se găsesc: acid malic, acid citric. Alții își iau numele de la elementele chimice pe care le conțin.

Clasificarea acizilor

Acizii sunt de obicei clasificați după mai multe criterii. Prima se bazează pe conținutul de oxigen din ele. Și anume: cu conținut de oxigen (HClO4 - clor) și fără oxigen (H2S - hidrogen sulfurat).

După numărul de atomi de hidrogen (după bazicitate):

  • Monobazic – conține un atom de hidrogen (HMnO4);
  • Dibazic – are doi atomi de hidrogen (H2CO3);
  • Tribazici, în consecință, au trei atomi de hidrogen (H3BO);
  • Polibazice - au patru sau mai mulți atomi, sunt rare (H4P2O7).

După clasele de compuși chimici, aceștia sunt împărțiți în acizi organici și anorganici. Primele se găsesc în principal în produse origine vegetală: acetic, lactic, nicotină, acid ascorbic. Acizii anorganici includ: sulfuric, nitric, boric, arsenic. Gama de aplicații a acestora este destul de largă, de la nevoi industriale (producția de coloranți, electroliți, ceramică, îngrășăminte etc.) până la gătit sau curățarea canalizării. De asemenea, acizii pot fi clasificați după rezistență, volatilitate, stabilitate și solubilitate în apă.

Proprietăți chimice

Să luăm în considerare proprietățile chimice de bază ale acizilor.

  • Primul este interacțiunea cu indicatorii. Ca indicatori sunt folosite turnesol, metil portocaliu, fenolftaleina și hârtie indicator universal. În soluțiile acide, culoarea indicatorului își va schimba culoarea: turnesol și universal ind. hârtia va deveni roșie, metil portocaliu va deveni roz, fenolftaleina va rămâne incoloră.
  • Al doilea este interacțiunea acizilor cu bazele. Această reacție se mai numește și neutralizare. Un acid reacționează cu o bază, rezultând sare + apă. De exemplu: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O.
  • Deoarece aproape toți acizii sunt foarte solubili în apă, neutralizarea poate fi efectuată atât cu baze solubile, cât și insolubile. Excepție este acidul silicic, care este aproape insolubil în apă. Pentru neutralizarea acestuia sunt necesare baze precum KOH sau NaOH (sunt solubile în apă).
  • Al treilea este interacțiunea acizilor cu oxizii bazici. Aici are loc și o reacție de neutralizare. Oxizii de bază sunt „rude” apropiate ale bazelor, prin urmare reacția este aceeași. Folosim foarte des aceste proprietăți oxidante ale acizilor. De exemplu, pentru a îndepărta rugina de pe țevi. Acidul reacţionează cu oxidul pentru a forma o sare solubilă.
  • În al patrulea rând - reacția cu metalele. Nu toate metalele reacţionează la fel de bine cu acizii. Ele sunt împărțite în active (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) și inactive (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). De asemenea, merită să acordați atenție puterii acidului (puternic, slab). De exemplu, acizii clorhidric și sulfuric sunt capabili să reacționeze cu toate metalele inactive, în timp ce acizii citric și oxalic sunt atât de slabi încât reacţionează foarte lent chiar și cu metalele active.
  • În al cincilea rând, reacția acizilor care conțin oxigen la încălzire. Aproape toți acizii din acest grup se descompun atunci când sunt încălziți în oxid de oxigen și apă. Excepțiile sunt acidul carbonic (H3PO4) și acidul sulfuros (H2SO4). Când sunt încălzite, se descompun în apă și gaz. Acest lucru trebuie amintit. Acestea sunt toate proprietățile de bază ale acizilor.
Fara oxigen: Basicitatea Numele sării
HCl - clorhidric (clorhidric) monobazic clorură
HBr - bromhidric monobazic bromură
HI - iodură monobazic iodură
HF - fluorhidric (fluoric) monobazic fluor
H2S - hidrogen sulfurat dibazic sulfură
Conțin oxigen:
HNO 3 – azot monobazic nitrat
H2SO3 - sulfuros dibazic sulfit
H 2 SO 4 – sulfuric dibazic sulfat
H2CO3 - cărbune dibazic carbonat
H2SiO3 - siliciu dibazic silicat
H3PO4 - ortofosforic tribazic ortofosfat

Săruri - substanțe complexe care constau din atomi de metal și reziduuri acide. Aceasta este cea mai numeroasă clasă de compuși anorganici.

Clasificare. După compoziție și proprietăți: mediu, acid, bazic, dublu, mixt, complex

Săruri medii sunt produse ale înlocuirii complete a atomilor de hidrogen ai unui acid polibazic cu atomi de metal.

La disociere, se produc numai cationi metalici (sau NH4+). De exemplu:

Na2S04®2Na + +SO

CaCl 2 ® Ca 2+ + 2Cl -

Săruri acide sunt produse ale înlocuirii incomplete a atomilor de hidrogen ai unui acid polibazic cu atomi de metal.

La disociere, ei produc cationi metalici (NH 4 +), ioni de hidrogen și anioni ai reziduului acid, de exemplu:

NaHCO 3 ® Na + + HCO « H + +CO .

Săruri de bază sunt produse de înlocuire incompletă a grupelor OH - baza corespunzătoare cu reziduuri acide.

La disociere, ei dau cationi metalici, anioni hidroxil și un reziduu acid.

Zn(OH)CI® + + CI - «Zn2+ + OH- + CI-.

Săruri duble conțin doi cationi metalici și la disociere dau doi cationi și un anion.

KAl(S04)2® K++ + Al3+ + 2SO

Săruri complexe conţin cationi sau anioni complecşi.

Br ® + + Br - « Ag + +2 NH 3 + Br -

Na ® Na + + - « Na + + Ag + + 2 CN -

Legătura geneticăîntre diferite clase de conexiuni

PARTEA EXPERIMENTALĂ

Echipamente și ustensile: suport cu eprubete, mașină de spălat, lampă cu alcool.

Reactivi si materiale: fosfor roșu, oxid de zinc, granule de Zn, pulbere de var stins Ca(OH) 2, 1 mol/dm 3 soluții de NaOH, ZnSO 4, CuSO 4, AlCl 3, FeCl 3, HСl, H 2 SO 4, hârtie indicator universal, soluție fenolftaleină, metil portocală, apă distilată.

Comandă de lucru

1. Turnați oxid de zinc în două eprubete; se adaugă o soluție acidă (HCl sau H 2 SO 4) la unul și o soluție alcalină (NaOH sau KOH) la celălalt și se încălzește ușor la o lampă cu alcool.

Observatii: Oxidul de zinc se dizolvă într-o soluție acidă și alcalină?

Scrieți ecuații

Concluzii: 1.Ce tip de oxid îi aparține ZnO?

2. Ce proprietăți au oxizii amfoteri?

Prepararea și proprietățile hidroxizilor

2.1. Înmuiați vârful benzii indicator universale în soluția alcalină (NaOH sau KOH). Comparați culoarea rezultată a benzii indicatoare cu scala de culori standard.

Observatii:Înregistrați valoarea pH-ului soluției.

2.2. Luați patru eprubete, turnați 1 ml de soluție de ZnSO 4 în prima, CuSO 4 în a doua, AlCl 3 în a treia și FeCl 3 în a patra. Adăugați 1 ml de soluție de NaOH în fiecare eprubetă. Scrieți observații și ecuații pentru reacțiile care au loc.

Observatii: Are loc precipitarea atunci când se adaugă alcali la o soluție de sare? Indicați culoarea sedimentului.

Scrieți ecuații reacții care apar (în formă moleculară și ionică).

Concluzii: Cum se pot prepara hidroxizii metalici?

2.3. Transferați jumătate din sedimentele obținute în experimentul 2.2 în alte eprubete. Se tratează o parte a sedimentului cu o soluție de H2SO4 și cealaltă cu o soluție de NaOH.

Observatii: Are loc dizolvarea precipitatului atunci când se adaugă alcalii și acid la precipitate?

Scrieți ecuații reacții care apar (în formă moleculară și ionică).

Concluzii: 1.Ce tipuri de hidroxizi sunt Zn(OH)2, Al(OH)3, Cu(OH)2, Fe(OH)3?

2. Ce proprietăți au hidroxizii amfoteri?

Obținerea sărurilor.

3.1. Se toarnă 2 ml de soluție de CuSO 4 într-o eprubetă și se scufundă un cui curățat în această soluție. (Reacția este lentă, modificări la suprafața unghiei apar după 5-10 minute).

Observatii: Există modificări ale suprafeței unghiei? Ce se depune?

Scrieți ecuația pentru reacția redox.

Concluzii:Ținând cont de gama de tensiuni metalice, indicați metoda de obținere a sărurilor.

3.2. Puneți o granulă de zinc într-o eprubetă și adăugați soluție de HCI.

Observatii: Există vreo degajare de gaz?

Scrieți ecuația

Concluzii: Explica aceasta metoda obtinerea de saruri?

3.3. Se toarnă niște pudră de var stins Ca(OH) 2 într-o eprubetă și se adaugă soluție de HCI.

Observatii: Există degajare de gaze?

Scrieți ecuația reacția care are loc (în formă moleculară și ionică).

Concluzie: 1. Ce tip de reacție este interacțiunea dintre un hidroxid și un acid?

2.Ce substanțe sunt produsele acestei reacții?

3.5. Se toarnă 1 ml de soluții de sare în două eprubete: în prima - sulfat de cupru, în a doua - clorură de cobalt. Adăugați în ambele eprubete picatura cu picatura soluție de hidroxid de sodiu până se formează precipitarea. Apoi adăugați exces de alcali în ambele eprubete.

Observatii: Indicați modificările de culoare a precipitațiilor în reacții.

Scrieți ecuația reacția care are loc (în formă moleculară și ionică).

Concluzie: 1. În urma ce reacții se formează sărurile bazice?

2. Cum puteți transforma sărurile de bază în săruri medii?

Sarcini de testare:

1. Din substanțele enumerate, notează formulele sărurilor, bazelor, acizilor: Ca(OH) 2, Ca(NO 3) 2, FeCl 3, HCl, H 2 O, ZnS, H 2 SO 4, CuSO 4, KOH
Zn(OH)2, NH3, Na2C03, K3PO4.

2. Indicați formulele oxizilor corespunzători substanțelor enumerate H 2 SO 4, H 3 AsO 3, Bi(OH) 3, H 2 MnO 4, Sn(OH) 2, KOH, H 3 PO 4, H 2 SiO 3, Ge(OH)4.

3. Ce hidroxizi sunt amfoteri? Scrieți ecuațiile de reacție care caracterizează amfoteritatea hidroxidului de aluminiu și hidroxidului de zinc.

4. Care dintre următorii compuși vor interacționa în perechi: P2O5, NaOH, ZnO, AgNO3, Na2CO3, Cr(OH)3, H2SO4. Scrieți ecuațiile pentru posibilele reacții.


Lucrări de laborator nr. 2 (4 ore)

Subiect: Analiza calitativă a cationilor și anionilor

Ţintă: stapaneste tehnica conducerii reactiilor calitative si de grup asupra cationilor si anionilor.

PARTEA TEORETICĂ

Sarcina principală a analizei calitative este de a stabili compoziție chimică substanțe găsite în diferite obiecte ( materiale biologice, medicamente, produse alimentare, obiecte mediu inconjurator). Această lucrare examinează o analiză calitativă substante anorganice, care sunt electroliți, adică în esență o analiză calitativă a ionilor. Din întregul set de ioni care apar, au fost selectați cei mai importanți din punct de vedere medical și biologic: (Fe 3+, Fe 2+, Zn 2+, Ca 2+, Na +, K +, Mg 2+, Cl -, PO , CO etc.). Mulți dintre acești ioni fac parte din diferite medicamenteși produse alimentare.

În analiza calitativă, nu sunt folosite toate reacțiile posibile, ci doar cele care sunt însoțite de un efect analitic clar. Cele mai frecvente efecte analitice: apariția unei noi culori, eliberarea de gaz, formarea unui precipitat.

Există două abordări fundamental diferite ale analizei calitative: fracționată și sistematică . În analiza sistematică, reactivii de grup sunt în mod necesar folosiți pentru a separa ionii prezenți în grupuri separate și, în unele cazuri, în subgrupe. Pentru a face acest lucru, unii dintre ioni sunt transformați în compuși insolubili, iar unii dintre ioni sunt lăsați în soluție. După separarea precipitatului din soluție, acestea sunt analizate separat.

De exemplu, soluția conține ioni A1 3+, Fe 3+ și Ni 2+. Dacă această soluție este expusă la exces alcalin, un precipitat de Fe(OH)3 și Ni(OH)2 precipită, iar ionii [A1(OH)4]- rămân în soluție. Precipitatul care conține hidroxizi de fier și nichel se va dizolva parțial atunci când este tratat cu amoniac datorită trecerii la soluția 2+. Astfel, folosind doi reactivi - alcalii și amoniac s-au obținut două soluții: una conținea ioni [A1(OH)4]-, cealaltă conținea 2+ ioni și un precipitat de Fe(OH)3. Folosind reacții caracteristice, prezența anumitor ioni este apoi dovedită în soluții și în precipitat, care trebuie mai întâi dizolvat.

Analiza sistematică este utilizată în principal pentru detectarea ionilor în amestecuri complexe multicomponente. Este foarte laborioasă, dar avantajul său constă în formalizarea ușoară a tuturor acțiunilor care se încadrează într-o schemă (metodologie) clară.

Pentru a efectua analiza fracționată, se folosesc numai reacții caracteristice. Evident, prezența altor ioni poate distorsiona semnificativ rezultatele reacției (culori suprapuse, precipitații nedorite etc.). Pentru a evita acest lucru, analiza fracționată utilizează în principal reacții foarte specifice care dau un efect analitic cu un număr mic de ioni. Pentru reacții de succes, este foarte important să se mențină anumite condiții, în special pH-ul. Foarte des în analiza fracționată este necesar să se recurgă la mascare, adică să se transforme ionii în compuși care nu sunt capabili să producă un efect analitic cu reactivul selectat. De exemplu, dimetilglioxima este utilizată pentru a detecta ionul de nichel. Ionul Fe 2+ dă un efect analitic similar acestui reactiv. Pentru a detecta Ni 2+, ionul Fe 2+ este transferat într-un complex stabil de fluorură 4- sau oxidat la Fe 3+, de exemplu, cu peroxid de hidrogen.

Analiza fracționată este utilizată pentru a detecta ionii în amestecuri mai simple. Timpul de analiză este redus semnificativ, dar, în același timp, experimentatorului i se cere să aibă o cunoaștere mai profundă a tiparelor reacțiilor chimice, deoarece toate cazurile posibile pot fi luate în considerare într-o tehnică specifică. influenta reciproca ionii asupra naturii efectelor analitice observate este destul de dificilă.

În practica analitică, așa-numitul fracționar-sistematic metodă. Cu această abordare, este utilizat un număr minim de reactivi de grup, ceea ce face posibilă conturarea tacticilor de analiză în schiță generală, care se efectuează apoi folosind metoda fracțională.

După tehnica conducerii reacţiilor analitice, se disting reacţiile: sedimentare; microcristalscopic; însoțită de eliberarea de produse gazoase; realizat pe hârtie; extracţie; colorat în soluții; colorare la flacără.

Când efectuați reacții sedimentare, asigurați-vă că notați culoarea și natura sedimentului (cristalin, amorf) și, dacă este necesar, efectuați teste suplimentare: verificați solubilitatea precipitatului în acizi puternici și slabi, alcalii și amoniac și excesul de reactiv. Când se efectuează reacții însoțite de eliberarea de gaz, se notează culoarea și mirosul acestuia. În unele cazuri, se efectuează teste suplimentare.

De exemplu, dacă gazul eliberat este suspectat a fi monoxid de carbon (IV), acesta este trecut printr-un exces de apă de var.

În analizele fracționate și sistematice, reacțiile în timpul cărora apare o nouă culoare sunt utilizate pe scară largă, cel mai adesea acestea sunt reacții de complexare sau reacții redox.

În unele cazuri, este convenabil să se efectueze astfel de reacții pe hârtie (reacții cu picături). Reactivii care nu se descompun în condiții normale sunt aplicați pe hârtie în prealabil. Astfel, pentru detectarea ionilor de hidrogen sulfurat sau de sulfură se folosește hârtie impregnată cu azotat de plumb [înnegrirea are loc din cauza formării sulfurei de plumb(II). Mulți agenți oxidanți sunt detectați folosind hârtie de amidon iodat, de exemplu. hârtie înmuiată în soluții de iodură de potasiu și amidon. În cele mai multe cazuri, reactivii necesari sunt aplicați pe hârtie în timpul reacției, de exemplu, alizarina pentru ionul A1 3+, cupronul pentru ionul Cu 2+ etc. Pentru a îmbunătăți culoarea, se folosește uneori extracția într-un solvent organic. Pentru testele preliminare se folosesc reacții de culoare la flacără.

Clasificarea substanțelor anorganice cu exemple de compuși

Acum să analizăm mai detaliat schema de clasificare prezentată mai sus.

După cum vedem, în primul rând, toate substanțele anorganice sunt împărțite în simpluȘi complex:

Substanțe simple Acestea sunt substanțe care sunt formate din atomi ai unui singur element chimic. De exemplu, substanțele simple sunt hidrogenul H2, oxigenul O2, fierul Fe, carbonul C etc.

Printre substanțele simple se numără metale, nemetaleȘi gaze nobile:

Metalele format din elemente chimice situate sub diagonala bor-astatină, precum și toate elementele situate în grupuri laterale.

gaze nobile format din elemente chimice din grupa VIIIA.

Nemetale sunt formate, respectiv, din elemente chimice situate deasupra diagonalei bor-astatina, cu excepția tuturor elementelor subgrupurilor laterale și a gazelor nobile situate în grupa VIIIA:

Denumirile substanțelor simple coincid cel mai adesea cu numele elementelor chimice din ai căror atomi sunt formați. Cu toate acestea, pentru multe elemente chimice, fenomenul de alotropie este larg răspândit. Alotropia este fenomenul când unul element chimic capabile să formeze mai multe substanţe simple. De exemplu, în cazul elementului chimic oxigen este posibilă existența unor compuși moleculari cu formulele O 2 și O 3. Prima substanță este de obicei numită oxigen în același mod ca elementul chimic ai cărui atomi este format, iar a doua substanță (O 3) se numește de obicei ozon. Substanța simplă carbon poate însemna oricare dintre modificările sale alotropice, de exemplu, diamant, grafit sau fullerene. Substanța simplă fosfor poate fi înțeleasă ca modificările sale alotropice, cum ar fi fosfor alb, fosfor roșu, fosfor negru.

Substanțe complexe

Substanțe complexe sunt substanțe formate din atomi ai două sau mai multe elemente chimice.

De exemplu, substanțele complexe sunt amoniacul NH 3, acidul sulfuric H 2 SO 4, varul stins Ca (OH) 2 și nenumărate altele.

Printre substanțele anorganice complexe, există 5 clase principale, și anume oxizi, baze, hidroxizi amfoteri, acizi și săruri:

Oxizi - substante complexe formate din doua elemente chimice, dintre care unul este oxigenul in stare de oxidare -2.

Formula generală a oxizilor poate fi scrisă ca E x O y, unde E este simbolul unui element chimic.

Nomenclatura oxizilor

Denumirea oxidului unui element chimic se bazează pe principiul:

De exemplu:

Fe 2 O 3 - oxid de fier (III); CuO—oxid de cupru(II); N 2 O 5 - oxid nitric (V)

Puteți găsi adesea informații că valența unui element este indicată în paranteze, dar nu este cazul. Deci, de exemplu, starea de oxidare a azotului N 2 O 5 este +5, iar valența, destul de ciudat, este de patru.

Dacă un element chimic are o singură stare de oxidare pozitivă în compuși, atunci starea de oxidare nu este indicată. De exemplu:

Na 2 O - oxid de sodiu; H2O - hidrogen oxid; ZnO - oxid de zinc.

Clasificarea oxizilor

Oxizii, în funcție de capacitatea lor de a forma săruri atunci când interacționează cu acizi sau baze, sunt împărțiți corespunzător în formatoare de sareȘi neformatoare de sare.

Există puțini oxizi care nu formează sare; toți sunt formați din nemetale în starea de oxidare +1 și +2. Trebuie reținută lista oxizilor care nu formează sare: CO, SiO, N 2 O, NO.

Oxizii care formează sare, la rândul lor, sunt împărțiți în de bază, acidȘi amfoter.

Oxizii bazici Aceștia sunt oxizi care, atunci când reacţionează cu acizi (sau oxizi acizi), formează săruri. Oxizii bazici includ oxizii metalici în starea de oxidare +1 și +2, cu excepția oxizilor BeO, ZnO, SnO, PbO.

Oxizi acizi Aceștia sunt oxizi care, atunci când reacţionează cu baze (sau oxizi bazici), formează săruri. Oxizii acizi sunt aproape toți oxizi ai nemetalelor, cu excepția CO, NO, N2O, SiO, care nu formează sare, precum și toți oxizii metalici în stări de oxidare ridicată (+5, +6 și +7).

Oxizi amfoteri se numesc oxizi care pot reacționa atât cu acizii, cât și cu bazele, iar în urma acestor reacții formează săruri. Astfel de oxizi prezintă o natură dublă acido-bazică, adică pot prezenta proprietățile atât ale oxizilor acizi, cât și ale oxizilor bazici. Oxizii amfoteri includ oxizi de metal în stările de oxidare +3, +4, precum și oxizii BeO, ZnO, SnO și PbO ca excepții.

Unele metale pot forma toate cele trei tipuri de oxizi care formează sare. De exemplu, cromul formează oxidul bazic CrO, oxidul amfoter Cr2O3 și oxidul acid CrO3.

După cum puteți vedea, proprietățile acido-bazice ale oxizilor metalici depind direct de gradul de oxidare a metalului din oxid: cu cât este mai mare gradul de oxidare, cu atât sunt mai pronunțate proprietățile acide.

Terenuri

Terenuri - compuşi cu formula Me(OH) x, unde X cel mai adesea egal cu 1 sau 2.

Clasificarea bazelor

Bazele sunt clasificate în funcție de numărul de grupări hidroxil dintr-o unitate structurală.

Baze cu o grupare hidroxo, de ex. se numește tipul MeOH baze monoacide, cu două grupări hidroxo, adică tip Me(OH) 2, respectiv, diacid etc.

Bazele sunt, de asemenea, împărțite în solubile (alcali) și insolubile.

Alcaliile includ exclusiv hidroxizi ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase, precum și hidroxidul de taliu TlOH.

Nomenclatura bazelor

Denumirea fundației se bazează pe următorul principiu:

De exemplu:

Fe(OH) 2 - hidroxid de fier (II),

Cu(OH) 2 - hidroxid de cupru (II).

În cazurile în care metalul din substanțe complexe are o stare de oxidare constantă, nu este necesară indicarea acesteia. De exemplu:

NaOH - hidroxid de sodiu,

Ca(OH) 2 - hidroxid de calciu etc.

Acizi

Acizi - substante complexe ale caror molecule contin atomi de hidrogen care pot fi inlocuiti cu un metal.

Formula generală a acizilor poate fi scrisă ca H x A, unde H sunt atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți cu un metal și A este reziduul acid.

De exemplu, acizii includ compuși precum H2SO4, HCI, HNO3, HNO2 etc.

Clasificarea acizilor

În funcție de numărul de atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți cu un metal, acizii se împart în:

- O acizi de bază: HF, HCI, HBr, HI, HN03;

- d acizi bazici: H2S04, H2S03, H2C03;

- T acizi rehobazici: H3P04, H3BO3.

De remarcat faptul că numărul de atomi de hidrogen în cazul acizilor organici de cele mai multe ori nu reflectă bazicitatea acestora. De exemplu, acidul acetic cu formula CH3COOH, în ciuda prezenței a 4 atomi de hidrogen în moleculă, nu este tetra- ci monobazic. Bazicitatea acizilor organici este determinată de numărul de grupări carboxil (-COOH) din moleculă.

De asemenea, pe baza prezenței oxigenului în molecule, acizii sunt împărțiți în fără oxigen (HF, HCl, HBr etc.) și care conțin oxigen (H 2 SO 4, HNO 3, H 3 PO 4 etc.) . Se mai numesc si acizii care contin oxigen oxoacizi.

Puteți citi mai multe despre clasificarea acizilor.

Nomenclatura acizilor și a reziduurilor acide

Următoarea listă de nume și formule de acizi și reziduuri de acizi este un lucru care trebuie învățat.

În unele cazuri, câteva dintre următoarele reguli pot facilita memorarea.

După cum se poate vedea din tabelul de mai sus, construcția denumirilor sistematice de acizi fără oxigen este după cum urmează:

De exemplu:

HF - acid fluorhidric;

HCI - acid clorhidric;

H2S este acid hidrosulfurat.

Denumirile reziduurilor acide ale acizilor fără oxigen se bazează pe principiul:

De exemplu, Cl - - clorură, Br - - bromură.

Denumirile acizilor care conțin oxigen sunt obținute prin adăugarea la denumire a elementului care formează acid diverse sufixe si terminatii. De exemplu, dacă elementul care formează acid dintr-un acid care conține oxigen are cea mai mare stare de oxidare, atunci numele unui astfel de acid este construit după cum urmează:

De exemplu, acidul sulfuric H2S +6O4, acidul cromic H2Cr +6O4.

Toți acizii care conțin oxigen pot fi, de asemenea, clasificați ca hidroxizi acizi, deoarece conțin grupări hidroxil (OH). De exemplu, acest lucru poate fi văzut din următoarele formule grafice ale unor acizi care conțin oxigen:

Astfel, acidul sulfuric poate fi numit altfel hidroxid de sulf (VI), acid azotic - hidroxid de azot (V), acid fosforic - hidroxid de fosfor (V) etc. În acest caz, numărul dintre paranteze caracterizează gradul de oxidare al elementului care formează acid. Această versiune a denumirilor de acizi care conțin oxigen poate părea extrem de neobișnuită pentru mulți, dar ocazional astfel de nume pot fi găsite în KIM-urile reale ale Examenului de stat unificat în chimie în sarcinile privind clasificarea substanțelor anorganice.

Hidroxizi amfoteri

Hidroxizi amfoteri - hidroxizi metalici care prezintă o dublă natură, adică capabile să prezinte atât proprietățile acizilor, cât și proprietățile bazelor.

Hidroxizii metalici în stările de oxidare +3 și +4 sunt amfoteri (la fel ca și oxizii).

De asemenea, ca excepții, hidroxizii amfoteri includ compușii Be(OH) 2, Zn(OH) 2, Sn(OH) 2 și Pb(OH) 2, în ciuda stării de oxidare a metalului din ei +2.

Pentru hidroxizii amfoteri ai metalelor tri și tetravalente este posibilă existența formelor orto și meta, care diferă între ele printr-o moleculă de apă. De exemplu, hidroxidul de aluminiu(III) poate exista sub forma orto Al(OH)3 sau forma meta AlO(OH) (metahidroxid).

Deoarece, așa cum sa menționat deja, hidroxizii amfoteri prezintă atât proprietățile acizilor, cât și proprietățile bazelor, formula și denumirea lor pot fi scrise și diferit: fie ca bază, fie ca acid. De exemplu:

Săruri

De exemplu, sărurile includ compuși precum KCI, Ca(N03)2, NaHC03 etc.

Definiția prezentată mai sus descrie compoziția majorității sărurilor, cu toate acestea, există săruri care nu se încadrează în ea. De exemplu, în loc de cationi metalici, sarea poate conține cationi de amoniu sau derivații săi organici. Acestea. sărurile includ compuși precum, de exemplu, (NH4)2S04 (sulfat de amoniu), + Cl - (clorură de metil amoniu), etc.

Clasificarea sărurilor

Pe de altă parte, sărurile pot fi considerate ca produse ale înlocuirii cationilor de hidrogen H+ într-un acid cu alți cationi, sau ca produse ale înlocuirii ionilor de hidroxid în baze (sau hidroxizi amfoteri) cu alți anioni.

Cu înlocuire completă, așa-numitul in medie sau normal sare. De exemplu, cu înlocuirea completă a cationilor de hidrogen din acidul sulfuric cu cationi de sodiu, se formează o sare medie (normală) Na 2 SO 4 și cu înlocuirea completă a ionilor de hidroxid din baza Ca (OH) 2 cu reziduuri acide ale ionilor de azotat , se formează o sare medie (normală) Ca(NO3)2.

Sărurile obținute prin înlocuirea incompletă a cationilor de hidrogen într-un acid dibazic (sau mai mult) cu cationi metalici se numesc acide. Astfel, atunci când cationii de hidrogen din acidul sulfuric sunt înlocuiți incomplet cu cationi de sodiu, se formează sarea acidă NaHS04.

Sărurile care se formează prin înlocuirea incompletă a ionilor de hidroxid în baze biacide (sau mai multe) se numesc baze. O săruri puternice. De exemplu, cu înlocuirea incompletă a ionilor de hidroxid din baza Ca(OH)2 cu ioni de azotat, se formează o bază O sare limpede Ca(OH)NO3.

Se numesc sărurile formate din cationi a două metale diferite și anioni din resturile acide ale unui singur acid săruri duble . Deci, de exemplu, sărurile duble sunt KNaCO 3, KMgCl 3 etc.

Dacă o sare este formată dintr-un tip de cationi și două tipuri de reziduuri acide, astfel de săruri se numesc amestecate. De exemplu, sărurile amestecate sunt compușii Ca(OCl)Cl, CuBrCl etc.

Există săruri care nu se încadrează în definiția sărurilor ca produse ale înlocuirii cationilor de hidrogen în acizi cu cationi metalici sau produse ale înlocuirii ionilor de hidroxid în baze cu anioni de reziduuri acide. Acestea sunt săruri complexe. De exemplu, sărurile complexe sunt tetrahidroxozincatul și tetrahidroxoaluminatul de sodiu cu formulele Na2 și, respectiv, Na. Sărurile complexe pot fi recunoscute cel mai adesea printre altele prin prezența parantezelor pătrate în formulă. Cu toate acestea, trebuie să înțelegeți că, pentru ca o substanță să fie clasificată ca sare, trebuie să conțină alți cationi alții decât (sau în loc de) H +, iar anionii trebuie să conțină alți anioni alții decât (sau în loc de) OH - . De exemplu, compusul H2 nu aparține clasei de săruri complexe, deoarece atunci când se disociază de cationi, în soluție sunt prezenți doar cationii de hidrogen H+. Pe baza tipului de disociere, această substanță ar trebui mai degrabă clasificată ca un acid complex fără oxigen. La fel, compusul OH nu aparține sărurilor, deoarece acest compus este format din cationi + și ioni hidroxid OH -, adică. ar trebui considerată o bază cuprinzătoare.

Nomenclatura sărurilor

Nomenclatura sărurilor medii și acide

Numele mijlocului și săruri acide este construit pe principiul:

Dacă starea de oxidare a unui metal în substanțe complexe este constantă, atunci nu este indicată.

Denumirile reziduurilor acide au fost date mai sus atunci când s-a luat în considerare nomenclatura acizilor.

De exemplu,

Na2S04 - sulfat de sodiu;

NaHS04 - sulfat acid de sodiu;

CaCO 3 - carbonat de calciu;

Ca(HCO 3) 2 - bicarbonat de calciu etc.

Nomenclatura sărurilor bazice

Numele principalelor săruri se bazează pe principiul:

De exemplu:

(CuOH)2C03 - hidroxicarbonat de cupru (II);

Fe(OH)2NO3 - dihidroxonitrat de fier (III).

Nomenclatura sărurilor complexe

Nomenclatura compușilor complecși este mult mai complicată, iar pentru a promova examenul de stat unificat nu este nevoie să știți prea multe despre nomenclatura sărurilor complexe.

Ar trebui să puteți numi sărurile complexe obținute prin reacția soluțiilor alcaline cu hidroxizi amfoteri. De exemplu:

*Aceleași culori în formulă și nume indică elementele corespunzătoare ale formulei și numelui.

Denumiri banale ale substanțelor anorganice

Prin denumiri banale înțelegem denumirile de substanțe care nu sunt legate sau sunt slab legate de compoziția și structura lor. Numele banale sunt determinate, de regulă, fie de motive istorice, fie de fizice sau proprietăți chimice date de conectare.

Lista de nume triviale ale substanțelor anorganice pe care trebuie să le cunoașteți:

Na 3 criolit
SiO2 cuarț, silice
FeS 2 pirita, pirita de fier
CaS04∙2H2O gips
CaC2 carbură de calciu
Al4C3 carbură de aluminiu
KOH potasiu caustic
NaOH sodă caustică, sodă caustică
H2O2 apă oxigenată
CuS04∙5H2O sulfat de cupru
NH4Cl amoniac
CaCO3 cretă, marmură, calcar
N2O gaz ilariant
NU 2 gaz brun
NaHC03 bicarbonat de sodiu
Fe3O4 cantar de fier
NH 3 ∙ H 2 O (NH 4 OH) amoniac
CO monoxid de carbon
CO2 dioxid de carbon
Sic carborundum (carbură de siliciu)
PH 3 fosfină
NH3 amoniac
KClO3 Sarea lui Bertholet (clorat de potasiu)
(CuOH)2CO3 malachit
CaO var nestins
Ca(OH)2 var stins
soluție apoasă transparentă de Ca(OH) 2 apa cu lamaie
suspensie de Ca(OH)2 solid în soluția sa apoasă lapte de lamaie
K2CO3 potasă
Na2CO3 sodă
Na2CO3∙10H2O sifon de cristal
MgO magnezia