Օքսիդացման գործընթացը արտացոլված է դիագրամում: Օքսիդացում

ՌԵԴՈՔՍ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐ

Ռեակցիաներ, որոնցում տեղի է ունենում փոխազդող միացություններ կազմող տարրերի ատոմների օքսիդացման վիճակների փոփոխություն.կոչվում են ռեդոքս.

Օքսիդացման վիճակ(c.o.) միացության տարրի լիցքն է, որը հաշվարկվում է այն ենթադրության հիման վրա, որ միացությունը բաղկացած է իոններից. Օքսիդացման վիճակի որոշումն իրականացվում է հետևյալ դրույթների կիրառմամբ.

1. Պարզ նյութում տարրի օքսիդացման աստիճանը, օրինակ՝ Zn, Ca, H 2, Br 2, S, O 2, զրո է։

2. Միացություններում թթվածնի օքսիդացման աստիճանը սովորաբար –2 է: Բացառություն են կազմում H 2 +1 O 2 –1, Na 2 +1 O 2 –1 պերօքսիդները և թթվածնի ֆտորիդը O +2 F 2:

3. Միացությունների մեծ մասում ջրածնի օքսիդացման աստիճանը +1 է, բացառությամբ աղի նման հիդրիդների, օրինակ՝ Na +1 H -1։

4. Ալկալիական մետաղներն ունեն մշտական ​​օքսիդացման աստիճան (+1); beryllium Be և մագնեզիում Mg (+2); հողալկալային մետաղներ Ca, Sr, Ba (+2); ֆտոր (–1):

5. Չեզոք մոլեկուլում տարրերի օքսիդացման վիճակների հանրահաշվական գումարը հավասար է զրոյի, բարդ իոնում՝ իոնի լիցքը։

Որպես օրինակ՝ եկեք հաշվարկենք քրոմի օքսիդացման վիճակը K 2 Cr 2 O 7 միացությունում և ազոտի անիոնում (NO 2) -

K 2 +1 Cr 2 X O 7 –2 2∙(+1)+ 2 x + 7 (–2) = 0 x = + 6

(NO 2) – x + 2 (–2) = –1 x = + 3

Redox ռեակցիաներում էլեկտրոնները տեղափոխվում են մեկ ատոմից, մոլեկուլից կամ իոնից մյուսը։ Օքսիդացում – ատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի կողմից էլեկտրոնների կորստի գործընթացը, որն ուղեկցվում է օքսիդացման աստիճանի բարձրացմամբ.. Վերականգնում – էլեկտրոնների ավելացման գործընթացը, որն ուղեկցվում է օքսիդացման վիճակի նվազմամբ։

-4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8
Վերականգնման գործընթաց

Օքսիդացումը և նվազեցումը փոխկապակցված գործընթացներ են, որոնք տեղի են ունենում միաժամանակ:

Օքսիդացնող նյութերկոչվում են նյութեր (ատոմներ, իոններ կամ մոլեկուլներ), որոնք ռեակցիայի ընթացքում էլեկտրոններ են ստանում, վերականգնողներ – էլեկտրոններ նվիրաբերող նյութեր. Օքսիդացնող նյութեր կարող են լինել հալոգենի ատոմները և թթվածինը, դրական լիցքավորված մետաղի իոնները (Fe 3+, Au 3+, Hg 2+, Cu 2+, Ag +), բարդ իոնները և ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում գտնվող մետաղի ատոմներ պարունակող մոլեկուլները (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, NaBiO 3 և այլն), դրական օքսիդացման վիճակում գտնվող ոչ մետաղների ատոմներ (HNO 3, խտացված H 2 SO 4, HClO, HClO 3, KClO 3, NaBrO և այլն)։

Տիպիկ վերականգնող նյութերն են գրեթե բոլոր մետաղները և շատ ոչ մետաղներ (ածխածին, ջրածին) ազատ վիճակում, բացասական լիցքավորված ոչ մետաղական իոններ (S 2-, I-, Br-, Cl- և այլն), դրական լիցքավորված մետաղական իոններ: ամենացածր օքսիդացման վիճակում (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+, Mn 2+, Cu + և այլն)։

Առավելագույն և նվազագույն օքսիդացման վիճակում գտնվող տարրեր պարունակող միացությունները կարող են լինել, համապատասխանաբար, միայն օքսիդացնող նյութեր (KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, HNO 3, H 2 SO 4, PbO 2), կամ միայն վերականգնող նյութեր (KI, Na 2 S, NH 3): Եթե ​​նյութը միջանկյալ օքսիդացման վիճակում գտնվող տարր է պարունակում, ապա, կախված ռեակցիայի պայմաններից, այն կարող է լինել և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ։ Օրինակ, կալիումի նիտրիտ KNO 2, որը պարունակում է ազոտ +3 օքսիդացման վիճակում, ջրածնի պերօքսիդ H 2 O 2, որը պարունակում է թթվածին օքսիդացման վիճակում -1, ցուցադրում է նվազեցնող հատկություններ ուժեղ օքսիդացնող նյութերի առկայության դեպքում և ակտիվ վերականգնող նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ: գործակալներ, դրանք օքսիդացնող նյութեր են:

Redox ռեակցիաների համար հավասարումներ կազմելիս խորհուրդ է տրվում պահպանել հետևյալ կարգը.

1. Գրի՛ր ելակետային նյութերի բանաձևերը. Որոշեք այն տարրերի օքսիդացման վիճակը, որոնք կարող են փոխել այն, գտե՛ք օքսիդացնող և վերականգնող նյութը։ Գրեք ռեակցիայի արտադրանքը:

2. Կազմի՛ր օքսիդացման և նվազեցման գործընթացների հավասարումներ: Ընտրեք բազմապատկիչները (հիմնական գործակիցները), որպեսզի օքսիդացման ժամանակ տրված էլեկտրոնների թիվը հավասար լինի կրճատման ժամանակ ընդունված էլեկտրոնների թվին:

3. Գործակիցները դասավորի՛ր ռեակցիայի հավասարման մեջ:

K 2 Cr 2 +6 O 7 + 3H 2 S -2 + 4H 2 SO 4 = Cr 2 +3 (SO 4) 3 + 3S 0 + K 2 SO 4 + 7H 2 O

օքսիդացնող նյութ վերականգնող միջավայր

օքսիդացում S -2 – 2ē → S 0 ½3

կրճատում 2Cr +6 + 6ē → 2Cr +3 ½1

Շատ ռեդոքս ռեակցիաների բնույթը կախված է այն միջավայրից, որտեղ դրանք տեղի են ունենում: Թթվային միջավայր ստեղծելու համար առավել հաճախ օգտագործվում է նոսր ծծմբաթթու, իսկ ալկալային միջավայր ստեղծելու համար՝ նատրիումի կամ կալիումի հիդրօքսիդների լուծույթներ։

Կան երեք տեսակի ռեդոքս ռեակցիաներ՝ միջմոլեկուլային, ներմոլեկուլային, անհամաչափ։ Միջմոլեկուլային Redox ռեակցիաներ - սրանք ռեակցիաներ են, որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող նյութը գտնվում են տարբեր նյութերում. Վերևում քննարկված ռեակցիան պատկանում է այս տեսակին: TO ներմոլեկուլայինռեակցիաները ներառում են որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող նյութը գտնվում են նույն նյութում։

2KCl +5 O 3 -2 = 2KCl -1 + 3O 2 0

նվազեցում Cl +5 + 6ē → Cl - ½2 Cl +5 - օքսիդացնող նյութ

օքսիդացում 2O -2 - 4ē → O 2 0 ½3 O -2 - վերականգնող նյութ

Ռեակցիաների մեջ անհամաչափություն(ավտոօքսիդացում - ինքնաբուժում) Նույն նյութի մոլեկուլները փոխազդում են միմյանց հետ որպես օքսիդացնող և որպես վերականգնող նյութ։

3K 2 Mn +6 O 4 + 2H 2 O = 2KMn +7 O 4 + Mn +4 O 2 + 4KOH

օքսիդացում Mn +6 - ē → Mn +7 ½ 2 Mn +6 - վերականգնող նյութ

նվազեցում Mn +6 + 2ē → Mn +4 ½ 1 Mn +6 - օքսիդացնող նյութ

Դասի տեսակը.Նոր գիտելիքների ձեռքբերում.

Դասի նպատակները.Ուսումնական.Ուսանողներին ծանոթացնել քիմիական ռեակցիաների նոր դասակարգմանը, որը հիմնված է տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխության վրա՝ օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներ (ORR); սովորեցնել ուսանողներին դասավորել գործակիցները՝ օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը:

Զարգացնող.Շարունակել տրամաբանական մտածողության զարգացումը, վերլուծելու և համեմատելու կարողությունը և զարգացնել հետաքրքրությունը առարկայի նկատմամբ:

Ուսումնական.Ուսանողների գիտական ​​աշխարհայացքի ձևավորում; բարելավել աշխատանքային հմտությունները.

Մեթոդներ և մեթոդական տեխնիկա:Պատմություն, զրույց, տեսողական միջոցների ցուցադրում, սովորողների ինքնուրույն աշխատանք.

Սարքավորումներ և ռեակտիվներ.Վերարտադրում Ռոդոսի Կոլոսոսի պատկերով, էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով գործակիցների դասավորության ալգորիթմ, բնորոշ օքսիդացնող և նվազեցնող նյութերի աղյուսակ, խաչբառ; Fe (եղունգ), NaOH, CuSO 4 լուծույթներ:

ԴԱՍԵՐԻ ԺԱՄԱՆԱԿ

Ներածական մաս

(մոտիվացիա և նպատակադրում)

Ուսուցիչ. 3-րդ դարում։ մ.թ.ա. Հռոդոս կղզում հուշարձան է կառուցվել Հելիոսի (Հունական Արևի աստված) հսկայական արձանի տեսքով։ Աշխարհի հրաշալիքներից մեկի՝ Ռոդոսի Կոլոսոսի հոյակապ դիզայնը և կատարյալ կատարումը զարմացրել են բոլորին, ովքեր տեսել են այն:

Մենք հստակ չգիտենք, թե ինչ տեսք ուներ արձանը, բայց գիտենք, որ այն պատրաստված է բրոնզից և հասել է մոտ 33 մ բարձրության, արձանը ստեղծել է քանդակագործ Հարեթը, որի կառուցումը տևել է 12 տարի։

Բրոնզե պատյանը ամրացված էր երկաթե շրջանակի վրա։ Սնամեջ արձանը սկսեց կառուցել ներքևից և, երբ այն մեծացավ, այն լցվեց քարերով, որպեսզի այն ավելի կայուն լինի: Ավարտից մոտ 50 տարի անց Կոլոսը փլուզվեց։ Երկրաշարժի ժամանակ այն կոտրվել է ծնկների մակարդակում։

Գիտնականները կարծում են, որ այս հրաշքի փխրունության իրական պատճառը մետաղի կոռոզիան էր։ Իսկ կոռոզիայի պրոցեսը հիմնված է ռեդոքս ռեակցիաների վրա։

Այսօր դասի ընթացքում դուք կսովորեք ռեդոքս ռեակցիաների մասին; ծանոթանալ «վերականգնող նյութ» և «օքսիդացնող նյութ» հասկացություններին, վերականգնման և օքսիդացման գործընթացներին. սովորել գործակիցներ տեղադրել ռեդոքս ռեակցիաների հավասարումների մեջ: Գրեք դասի ամսաթիվը և թեման ձեր աշխատանքային տետրերում:

Նոր նյութ սովորելը

Ուսուցիչը կատարում է երկու ցուցադրական փորձ՝ պղնձի(II) սուլֆատի փոխազդեցությունը ալկալիի հետ և նույն աղի փոխազդեցությունը երկաթի հետ։

Ուսուցիչ. Գրե՛ք կատարված ռեակցիաների մոլեկուլային հավասարումները: Յուրաքանչյուր հավասարման մեջ դասավորեք տարրերի օքսիդացման վիճակները սկզբնական նյութերի և ռեակցիայի արտադրանքների բանաձևերում:

Աշակերտը գրատախտակին գրում է ռեակցիայի հավասարումներ և նշանակում օքսիդացման վիճակներ.

Ուսուցիչ. Արդյո՞ք այս ռեակցիաներում փոխվել են տարրերի օքսիդացման վիճակները:

Ուսանող. Առաջին հավասարման մեջ տարրերի օքսիդացման վիճակները չեն փոխվել, բայց երկրորդում փոխվել են՝ պղնձի և երկաթի համար։.

Ուսուցիչ. Երկրորդ ռեակցիան ռեդոքս ռեակցիա է: Փորձեք սահմանել ռեդոքս ռեակցիաները:

Ուսանող. Ռեակցիաները, որոնք հանգեցնում են ռեակտիվները և ռեակցիայի արտադրանքները կազմող տարրերի օքսիդացման վիճակների փոփոխությանը, կոչվում են ռեդոքս ռեակցիաներ:

Ուսանողները իրենց նոթատետրերում ուսուցչի թելադրությամբ գրում են ռեդոքս ռեակցիաների սահմանումը:

Ուսուցիչ. Ի՞նչ տեղի ունեցավ ռեդոքս ռեակցիայի արդյունքում: Մինչ ռեակցիան երկաթն ուներ 0 օքսիդացման աստիճան, ռեակցիայից հետո դարձավ +2։ Ինչպես տեսնում ենք, օքսիդացման աստիճանը մեծացել է, հետևաբար, երկաթը տալիս է 2 էլեկտրոն։

Պղնձը ռեակցիայից առաջ ունի +2 օքսիդացման աստիճան, իսկ ռեակցիայից հետո՝ 0։Ինչպես տեսնում ենք, օքսիդացման աստիճանը նվազել է։ Հետեւաբար, պղինձը ընդունում է 2 էլեկտրոն:

Երկաթը էլեկտրոններ է նվիրում, այն վերականգնող նյութ է, իսկ էլեկտրոնների փոխանցման գործընթացը կոչվում է օքսիդացում։

Պղինձն ընդունում է էլեկտրոններ, այն օքսիդացնող նյութ է, իսկ էլեկտրոնների ավելացման գործընթացը կոչվում է վերականգնում։

Եկեք գրենք այս գործընթացների դիագրամները.

Այսպիսով, տվեք «վերականգնող նյութ» և «օքսիդացնող նյութ» հասկացությունների սահմանումը:

Ուսանող. Ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները, որոնք էլեկտրոններ են նվիրում, կոչվում են վերականգնող նյութեր:

Ատոմները, մոլեկուլները կամ իոնները, որոնք ստանում են էլեկտրոններ, կոչվում են օքսիդացնող նյութեր:

Ուսուցիչ. Ինչպե՞ս կարող ենք սահմանել նվազեցման և օքսիդացման գործընթացները:

Ուսանող. Կրճատումն այն գործընթացն է, որով ատոմը, մոլեկուլը կամ իոնը ստանում է էլեկտրոններ:

Օքսիդացումը ատոմի, մոլեկուլի կամ իոնի միջոցով էլեկտրոնների փոխանցման գործընթացն է։

Աշակերտները տետրում գրում են թելադրությունից սահմանումներ և նկարում:

Հիշիր.

Նվիրեք էլեկտրոններ և օքսիդացեք:

Վերցրեք էլեկտրոններ - վերականգնեք:

Ուսուցիչ. Օքսիդացումը միշտ ուղեկցվում է նվազմամբ, և հակառակը, նվազեցումը միշտ կապված է օքսիդացման հետ։ Էլեկտրոնների թիվը, որոնք տալիս է վերականգնող նյութը, հավասար է օքսիդացնող նյութի ստացած էլեկտրոնների թվին:

Օքսիդացման ռեակցիաների հավասարումներում գործակիցներ ընտրելու համար օգտագործվում են երկու մեթոդ՝ էլեկտրոնային հավասարակշռություն և էլեկտրոն-իոնային հավասարակշռություն (կես ռեակցիայի մեթոդ):

Մենք կդիտարկենք միայն էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը: Դա անելու համար մենք օգտագործում ենք գործակիցների դասավորության ալգորիթմ՝ օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը (նախագծված Whatman թղթի վրա):

ՕՐԻՆԱԿ Այս ռեակցիայի սխեմայի գործակիցները դասավորեք էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով, որոշեք օքսիդացնող և վերականգնող նյութը, նշեք օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները.

Fe 2 O 3 + CO Fe + CO 2:

Մենք կօգտագործենք գործակիցների դասավորության ալգորիթմը էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով։

3. Եկեք գրենք այն տարրերը, որոնք փոխում են օքսիդացման վիճակը.

4. Ստեղծենք էլեկտրոնային հավասարումներ՝ որոշելով տրված և ստացված էլեկտրոնների քանակը.

5. Տրված եւ ստացված էլեկտրոնների թիվը պետք է լինի նույնը, քանի որ Ոչ մեկնարկային նյութերը, ոչ էլ ռեակցիայի արտադրանքները լիցքավորված չեն: Մենք հավասարեցնում ենք տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը՝ ընտրելով նվազագույն ընդհանուր բազմապատիկը (LCM) և լրացուցիչ գործոններ.

6. Ստացված բազմապատկիչները գործակիցներ են: Գործակիցները փոխանցենք ռեակցիայի սխեմային.

Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2:

Բազմաթիվ ռեակցիաներում օքսիդացնող կամ վերականգնող նյութեր են կոչվում տիպիկ։

Կախված է Whatman թղթի վրա պատրաստված սեղան:

Ուսուցիչ. Redox ռեակցիաները շատ տարածված են: Դրանք կապված են ոչ միայն կոռոզիոն պրոցեսների հետ, այլև կենդանի օրգանիզմում տեղի ունեցող խմորման, քայքայման, ֆոտոսինթեզի և նյութափոխանակության գործընթացների հետ: Դրանք կարելի է դիտարկել վառելիքի այրման ժամանակ։ Redox գործընթացները ուղեկցում են բնության մեջ նյութերի ցիկլերին:

Գիտե՞ք, որ մթնոլորտում ամեն օր ձևավորվում է մոտավորապես 2 միլիոն տոննա ազոտական ​​թթու, կամ
Տարեկան 700 մլն տոննա, իսկ թույլ լուծույթի տեսքով անձրևով ընկնում է գետնին (մարդիկ արտադրում են տարեկան ընդամենը 30 մլն տոննա ազոտական ​​թթու)։

Ի՞նչ է կատարվում մթնոլորտում.

Օդը պարունակում է 78% ծավալային ազոտ, 21% թթվածին և 1% այլ գազեր։ Կայծակի արտանետումների ազդեցության տակ, և Երկրի վրա ամեն վայրկյան միջինում 100 կայծակ է լինում, ազոտի մոլեկուլները փոխազդում են թթվածնի մոլեկուլների հետ՝ ձևավորելով ազոտի օքսիդ (II).

Ազոտի օքսիդը (II) հեշտությամբ օքսիդացվում է մթնոլորտի թթվածնի միջոցով ազոտի օքսիդի (IV):

NO + O 2 NO 2 .

Ստացված ազոտի օքսիդը (IV) թթվածնի առկայությամբ արձագանքում է մթնոլորտային խոնավության հետ՝ վերածվելով ազոտաթթվի.

NO 2 + H 2 O + O 2 HNO 3.

Այս բոլոր ռեակցիաները ռեդոքս են:

Զորավարժություններ . Էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդով դասավորե՛ք գործակիցները տրված ռեակցիաների սխեմաներում, նշե՛ք օքսիդացնող նյութը, վերականգնող նյութը, օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները։

Լուծում

1. Որոշենք տարրերի օքսիդացման աստիճանները.

2. Ընդգծենք այն տարրերի նշանները, որոնց օքսիդացման վիճակները փոխվում են.

3. Եկեք գրենք այն տարրերը, որոնք փոխել են իրենց օքսիդացման վիճակը.

4. Ստեղծենք էլեկտրոնային հավասարումներ (որոշենք տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը).

5. Տրված և ստացված էլեկտրոնների թիվը նույնն է:

6. Էլեկտրոնային սխեմաներից գործակիցները փոխանցենք ռեակցիայի դիագրամին.

Այնուհետև ուսանողներին առաջարկվում է ինքնուրույն դասավորել գործակիցները՝ օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը, որոշել օքսիդացնող նյութը, վերականգնող նյութը և նշել բնության մեջ տեղի ունեցող այլ գործընթացներում օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները:

Մյուս երկու ռեակցիայի հավասարումները (գործակիցներով) ունեն ձևը.

Առաջադրանքների ճիշտությունը ստուգվում է օդային պրոյեկտորի միջոցով:

Վերջնական մաս

Ուսուցիչը ուսանողներին խնդրում է իրենց ուսումնասիրած նյութի հիման վրա լուծել խաչբառ: Աշխատանքի արդյունքը ներկայացվում է ստուգման։

Լուծելով խաչբառ, դուք կսովորեք, որ KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, O 3 նյութերը ուժեղ են ... (ուղղահայաց (2)):

Հորիզոնական:

1. Ի՞նչ գործընթաց է արտացոլում դիագրամը.

3. Ռեակցիա

N 2 (գ.) + 3H 2 (գ.) 2NH 3 (գ.) + Ք

ռեդոքս է, շրջելի, միատարր, ....

4. ... ածխածինը (II) տիպիկ վերականգնող նյութ է:

5. Ի՞նչ ընթացք է արտացոլում դիագրամը.

6. Օքսիդացման ռեակցիաների հավասարումներում գործակիցներ ընտրելու համար օգտագործեք էլեկտրոնային... մեթոդը:

7. Ըստ դիագրամի՝ ալյումինը տվել է ... էլեկտրոն։

8. Ի արձագանք.

H 2 + Cl 2 = 2HCl

ջրածին H 2 – ... .

9. Ո՞ր տեսակի ռեակցիաներն են միշտ միայն ռեդոքս:

10. Պարզ նյութերի օքսիդացման աստիճանը…

11. Ի արձագանք.

նվազեցնող միջոց –…

Տնային առաջադրանք. Ըստ Օ.Ս. Գաբրիելյանի «Քիմիա-8» դասագրքի § 43, էջ. 178–179, նախ. 1, 7 գրավոր.

Առաջադրանք (տան համար): Առաջին տիեզերանավերի և սուզանավերի նախագծողները մի խնդրի առաջ են կանգնել՝ ինչպե՞ս պահպանել օդի մշտական ​​կազմը նավի և տիեզերակայանների վրա: Ազատվե՞լ ավելորդ ածխաթթու գազից և համալրե՞լ թթվածնով։ Գտնվել է լուծում.

Կալիումի սուպերօքսիդ KO 2, ածխածնի երկօքսիդի հետ փոխազդեցության արդյունքում, ձևավորում է թթվածին.

Ինչպես տեսնում եք, սա ռեդոքս ռեակցիա է: Այս ռեակցիայի մեջ թթվածինը և՛ օքսիդացնող, և՛ վերականգնող նյութ է:

Տիեզերական առաքելության ժամանակ բեռի յուրաքանչյուր գրամը կարևոր է: Հաշվեք կալիումի սուպերօքսիդի պաշարը, որը պետք է ձեռնարկվի տիեզերական թռիչքի ժամանակ, եթե թռիչքը տևում է 10 օր, և եթե անձնակազմը բաղկացած է երկու հոգուց: Հայտնի է, որ մարդն օրական արտաշնչում է 1 կգ ածխաթթու գազ։

(Պատասխան՝ 64,5 կգ KO 2. )

Առաջադրանք (դժվարության մակարդակի բարձրացում): Գրեք ռեդոքս ռեակցիաների հավասարումները, որոնք կարող են հանգեցնել Հռոդոսի Կոլոսոսի ոչնչացմանը: Հիշեք, որ այս հսկա արձանը կանգնեցված է նավահանգստային քաղաքում՝ Էգեյան ծովի կղզու վրա, ժամանակակից Թուրքիայի ափերին, որտեղ միջերկրածովյան խոնավ օդը լցված է աղերով: Այն պատրաստված էր բրոնզից (պղնձի և անագի համաձուլվածք) և ամրացված էր երկաթե շրջանակի վրա։

գրականություն

Գաբրիելյան Օ.Ս.. Քիմիա-8. Մ.: Բուստարդ, 2002;
Գաբրիելյան Օ.Ս., Վոսկոբոյնիկովա Ն.Պ., Յաշուկովա Ա.Վ.Ուսուցչի ձեռնարկ. 8-րդ դասարան. Մ.: Բուստարդ, 2002;
Քոքս Ռ., Մորիս Ն. Աշխարհի յոթ հրաշալիքներ. Հին աշխարհը, միջնադարը, մեր ժամանակը. M.: BMM AO, 1997;
Փոքր մանկական հանրագիտարան. Քիմիա. Մ.: Ռուսական հանրագիտարանային գործընկերություն, 2001; Հանրագիտարան երեխաների համար «Ավանտա+». Քիմիա. T. 17. M.: Avanta+, 2001;
Խոմչենկո Գ.Պ., Սևաստյանովա Կ.Ի. Redox ռեակցիաներ. Մ.: Կրթություն, 1989:

Խնդրում եմ գոնե ինչ-որ բան Օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը, ընտրեք գործակիցները ռեդոքսային ռեակցիաների սխեմաներում և նշեք օքսիդացման գործընթացը

և վերականգնում.

1. P + HNO3 + H2O = H3PO4 + NO

2. P + HNO3 = H3PO4 + NO2 + H2O

3. K2Cr2O7 + HCl = Cl2 + KCl + CrCl3 + H20

4. KMnO4 + H2S + H2SO4 = MnSO4 + S + K2SO4 + H2O

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

Օգտագործելով էլեկտրոնային հաշվեկշռի մեթոդը, ընտրեք գործակիցները ռեդոքս ռեակցիայի սխեմաներում և նշեք օքսիդացման և նվազեցման գործընթացը.

CuO+ NH3= Cu + N2 +H2O

Ag +HNO3 = AgNO3 + NO +H2O

Zn + HNO3= Zn (NO3)2 + N2 + H2O

Cu +H2SO4= CuSO4 +SO2 +H2O

Օգնիր ինձ լուծել՝ ԷԼԵԿՏՐՈԼԻՏԱԿԱՆ ԴԻՍՈՑԻԱՑՈՒՄ. ՌԵԴՈՔՍ ՌԵԱԿՑԻԱՆԵՐ

Մաս Ա
Ա2 Հատուկ սարքի միջոցով տարբեր նյութերի էլեկտրական հաղորդունակությունն ուսումնասիրելիս ուսանողները նկատեցին հետևյալը.

Հետևյալ նյութերից ո՞րն է եղել ապակու մեջ.
1) շաքար (լուծույթ)
2) KS1 (պինդ) 3) NaOH (p-p) 4) սպիրտ
A4 Բարիումի քլորիդի և ծծմբաթթվի լուծույթների փոխազդեցությունը համապատասխանում է կրճատված իոնային հավասարմանը.
1)H+ + SG=HC1
2)Ba2+ + SO42- =BaSO4
3) CO32- + 2H+ = H2O + CO2
4) Ba2+ + CO3- = BaCO3
A5 Արծաթի նիտրատի և աղաթթվի լուծույթների միջև ռեակցիան ավարտվում է, քանի որ
1) երկու նյութերն էլ էլեկտրոլիտներ են
2) արծաթի նիտրատը աղ է
3) առաջանում է չլուծվող արծաթի քլորիդ
4) առաջանում է լուծելի ազոտական ​​թթու

A7 H+ + OH = H2O հավասարումը արտացոլում է փոխազդեցության էությունը

1) աղաթթու և բարիումի հիդրօքսիդ
2) ծծմբաթթու և պղնձի (II) հիդրօքսիդ
3) ֆոսֆորաթթու և կալցիումի օքսիդ
4) սիլիցիումի թթու և նատրիումի հիդրօքսիդ

A10 Օքսիդացման գործընթացը համապատասխանում է դիագրամին
1) S+6 →S+4
2) Cu+2 → Cu0
3) N+5 →N-3
4) C-4 → C+4

Մաս Բ

B2 Ստեղծեք համապատասխանություն նյութի բանաձևի և այս նյութի 1 մոլի ամբողջական տարանջատման ժամանակ ձևավորված իոնների ընդհանուր թվի միջև. առաջին սյունակից յուրաքանչյուր դիրքի համար ընտրեք համապատասխան դիրքը երկրորդ սյունակից՝ նշված թվով:
ԻՈՆՆԵՐԻ ԹԻՎԻ ԲԱՆԱՁԵՎ (ԽՈԼԵՐՈՎ)
Ա) A1(NO3)3 1) 1 Բ) Mg(NO3)2 2) 2
Բ) NaNO3 3) 3 Դ) Cu(NO3)2 4) 4
5) 5

Ընտրված թվերը գրի՛ր աղյուսակում՝ համապատասխան տառերի տակ:

Չորս թվերի հաջորդականության տեսքով պատասխանը փոխանցեք թեստավորման ձևին՝ համապատասխան առաջադրանքի համարի տակ՝ առանց թվերի հերթականությունը փոխելու։

Ձեզ առաջարկվում է փոխկապակցված հասկացությունների ցանկ.

Ա) թթու
Բ) աղաթթու
Բ) թթվածնազուրկ թթու
Դ) ուժեղ էլեկտրոլիտ
Գրեք այն տառերը, որոնք ներկայացնում են հասկացությունները աղյուսակում, որպեսզի շղթան հնարավոր լինի հետևել որոշակի հասկացությունից մինչև ամենաընդհանուրը:

Ստացված տառերի հաջորդականությունը փոխանցեք թեստավորման ձևին՝ առանց տառերի հերթականությունը փոխելու։

Օքսիդացումը էլեկտրոնների կորստի գործընթաց է՝ օքսիդացման աստիճանի բարձրացմամբ։

ժամը օքսիդացումհետադարձից առաջացող նյութեր էլեկտրոններայն մեծանում է օքսիդացման վիճակ. Ատոմներօքսիդացող նյութը կոչվում է դոնորներէլեկտրոններ և ատոմներ օքսիդացնող նյութ - ընդունողներէլեկտրոններ։

Որոշ դեպքերում, օքսիդացման ժամանակ, սկզբնական նյութի մոլեկուլը կարող է դառնալ անկայուն և տրոհվել ավելի կայուն և փոքր բաղադրիչների (տես Նկ. Ազատ ռադիկալներ) Այս դեպքում ստացված մոլեկուլների որոշ ատոմներ ունեն ավելի բարձր օքսիդացման աստիճան, քան սկզբնական մոլեկուլի նույն ատոմները։

Օքսիդացնող նյութը, ընդունելով էլեկտրոնները, ձեռք է բերում վերականգնող հատկություն՝ վերածվելով կոնյուգացիոն վերականգնող նյութի.

օքսիդիչ+ ե − ↔ կոնյուգացիոն վերականգնող նյութ.

Վերականգնում

Վերականգնումնյութի ատոմին էլեկտրոններ ավելացնելու գործընթաց է, մինչդեռ դրա օքսիդացման աստիճանը նվազում է:

Վերականգնվելուց հետո ատոմներկամ իոններկցել էլեկտրոններ. Միաժամանակ նվազում է նկատվում օքսիդացման վիճակներ տարր. Օրինակներ՝ վերականգնում օքսիդներ մետաղներազատել մետաղները՝ օգտագործելով ջրածինը, Ածխածին, այլ նյութեր; վերականգնում օրգանական թթուներՎ ալդեհիդներԵվ սպիրտներ; հիդրոգենացում ճարպև այլն։

Նվազեցնող նյութը, նվիրաբերելով էլեկտրոններ, ձեռք է բերում օքսիդացնող հատկություն՝ վերածվելով կոնյուգատ օքսիդացնող նյութի.

նվազեցնող միջոց - ե − ↔ կոնյուգացիոն օքսիդիչ.

Անկապ, ազատ էլեկտրոնը ամենաուժեղ վերականգնող նյութն է:

Օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաներռեակցիաներ են, որոնցում ռեակտիվները ստանում կամ նվիրաբերում են էլեկտրոններ։ Օքսիդացնող նյութը մասնիկ է (իոն, մոլեկուլ, տարր), որը ավելացնում է էլեկտրոններ և ավելի բարձր օքսիդացման վիճակից տեղափոխվում է ավելի ցածր, այսինքն. վերականգնվում է։ Նվազեցնող նյութը մասնիկ է, որը նվիրաբերում է էլեկտրոններ և ավելի ցածր օքսիդացման վիճակից տեղափոխվում է ավելի բարձր, այսինքն. օքսիդանում է.

Միջմոլեկուլային - ռեակցիաներ, որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող ատոմները տեղակայված են տարբեր նյութերի մոլեկուլներում, օրինակ.

Ն 2 Ս + Cl 2 → Ս + 2HCl

Ներմոլեկուլային - ռեակցիաներ, որոնցում օքսիդացնող և վերականգնող ատոմները գտնվում են նույն նյութի մոլեկուլներում, օրինակ.

2Հ 2 Օ → 2Հ 2 + Օ 2

Անհամաչափություն (ավտոօքսիդացում-ինքնավերականգնում) - ռեակցիաներ, որոնցում միջանկյալ օքսիդացման վիճակ ունեցող ատոմները վերածվում են ատոմների հավասարամոլային խառնուրդի՝ բարձր և ցածր օքսիդացման վիճակներով, օրինակ.

Cl 2 + Հ 2 Օ → HClO + HCl

Համամասնականություն (համամասնականություն) - ռեակցիաներ, որոնցում մեկ օքսիդացման վիճակ է ստացվում նույն տարրի երկու տարբեր օքսիդացման վիճակներից, օրինակ.

Ն.Հ. 4 ՈՉ 3 → Ն 2 Օ + 2Հ 2 Օ

Օքսիդացում, նվազեցում

Redox ռեակցիաներում էլեկտրոնները տեղափոխվում են մեկ ատոմից, մոլեկուլից կամ իոնից մյուսը։ Էլեկտրոնների կորստի գործընթացը օքսիդացում է: Օքսիդացման ընթացքում օքսիդացման աստիճանը մեծանում է.

Էլեկտրոնների ավելացման գործընթացը կրճատումն է: Կրճատման ընթացքում օքսիդացման վիճակը նվազում է.

Ատոմները կամ իոնները, որոնք ստանում են էլեկտրոններ տվյալ ռեակցիայի ժամանակ, օքսիդացնող նյութեր են, իսկ նրանք, որոնք էլեկտրոններ են նվիրում, վերականգնող նյութեր են։

Redox ռեակցիաներ (էլեկտրոդի ներուժ)

Էլեկտրոնները կարող են հանդես գալ որպես քիմիական ռեակտիվներ, իսկ կիսա-ռեակցիան գործնականում օգտագործվում է գալվանական բջիջներ կոչվող սարքերում։

Էլեկտրոդի օրինակ է ցինկի սուլֆատի լուծույթի մեջ ընկղմված բյուրեղային ցինկի թիթեղը: Ափսեը ընկղմվելուց հետո տեղի է ունենում 2 պրոցես. Առաջին պրոցեսի արդյունքում թիթեղը ստանում է բացասական լիցք, լուծույթի մեջ ընկղմվելուց որոշ ժամանակ անց արագությունները հավասարվում են և առաջանում է հավասարակշռություն։ Իսկ թիթեղը ձեռք է բերում որոշակի էլեկտրական պոտենցիալ։

Էլեկտրոդի ներուժը չափվում է ստանդարտ ջրածնի ներուժի համեմատ:

Պղինձ-ջրածնային էլեկտրոդ- էլեկտրոդ, որն օգտագործվում է որպես տեղեկատու էլեկտրոդտարբեր էլեկտրաքիմիական չափումներում և մ գալվանական բջիջներ. Ջրածնի էլեկտրոդը (HE) մետաղից պատրաստված թիթեղ կամ մետաղալար է, որը լավ կլանում է գազը: ջրածինը(սովորաբար օգտագործվում է պլատինեկամ պալադիում), հագեցած ջրածնով (մթնոլորտային ճնշմամբ) և ընկղմված ջրի լուծույթՊարունակող ջրածնի իոններ. Թիթեղների ներուժը կախված է [ նշել ] լուծույթում H + իոնների կոնցենտրացիայի վրա. Էլեկտրոդը ստանդարտ է, որով չափվում է որոշվող քիմիական ռեակցիայի էլեկտրոդային ներուժը: Ջրածնի 1 ատմ ճնշման դեպքում պրոտոնի կոնցենտրացիան 1 մոլ/լ լուծույթում և 298 ջերմաստիճան TO SE-ի պոտենցիալը վերցված է հավասար 0 V-ի: SE-ից գալվանական բջիջ հավաքելիս և որոշվող էլեկտրոդը պլատինի մակերեսի վրա շրջելիորեն տեղի է ունենում հետևյալ ռեակցիան.

2Н + + 2e − = H 2

այսինքն՝ կամ լինում է վերականգնումջրածինը կամ դրա օքսիդացում- դա կախված է որոշվող էլեկտրոդում տեղի ունեցող ռեակցիայի ներուժից: Չափելով գալվանական էլեկտրոդի էմֆ-ը ստանդարտ պայմաններում (տես վերևում), որոշվում է ստանդարտ էլեկտրոդի ներուժորոշված ​​քիմիական ռեակցիա.

HE-ն օգտագործվում է էլեկտրաքիմիական ռեակցիայի ստանդարտ էլեկտրոդային ներուժը չափելու, չափելու համար կոնցենտրացիաներ(ակտիվություն) ջրածնի իոնների, ինչպես նաև ցանկացած այլ իոններ. VE-ն օգտագործվում է նաև լուծելիության արտադրանքը որոշելու և որոշ էլեկտրաքիմիական ռեակցիաների արագության հաստատունները որոշելու համար։

Ներնստի հավասարումը

Օքսիդացման պոտենցիալի կախվածությունը, որը համապատասխանում է թթվային միջավայրում պերմանգանատ իոնի կրճատման կես ռեակցիային (և, ինչպես արդեն նշվեց, միևնույն ժամանակ Mn 2+ կատիոնի օքսիդացման կես ռեակցիան դեպի պերմանգանատ իոն թթվային միջավայր) վերը թվարկված գործոնների վրա, որոնք որոշում են այն քանակապես նկարագրված է Ներնստի հավասարմամբ

Ներնստի հավասարման մեջ բնական լոգարիթմի նշանի տակ գտնվող կոնցենտրացիաներից յուրաքանչյուրը բարձրացվում է կիսա-ռեակցիայի հավասարման մեջ տվյալ մասնիկի ստոյխիոմետրիկ գործակցին համապատասխանող հզորության, n- օքսիդիչի կողմից ընդունված էլեկտրոնների քանակը, Ռ- ունիվերսալ գազի հաստատուն, Տ- ջերմաստիճան, Ֆ- Ֆարադայի համարը:

Չափել ռեդոքս պոտենցիալը ռեակցիայի անոթում ռեակցիայի ընթացքում, այսինքն. Ոչ հավասարակշռության պայմաններում դա անհնար է, քանի որ պոտենցիալը չափելիս էլեկտրոնները պետք է վերականգնող նյութից տեղափոխվեն օքսիդացնող նյութ ոչ ուղղակիորեն, այլ էլեկտրոդները միացնող մետաղական հաղորդիչի միջոցով: Այս դեպքում էլեկտրոնների փոխանցման արագությունը (հոսանքի ուժը) պետք է շատ ցածր պահվի արտաքին (փոխհատուցող) պոտենցիալ տարբերության կիրառման պատճառով։ Այլ կերպ ասած, էլեկտրոդների պոտենցիալների չափումը հնարավոր է միայն հավասարակշռության պայմաններում, երբ բացառվում է օքսիդացնող նյութի և վերականգնող նյութի անմիջական շփումը: Հետևաբար, Nernst հավասարման մեջ քառակուսի փակագծերը, ինչպես միշտ, նշում են մասնիկների հավասարակշռության (չափման պայմաններում) կոնցենտրացիաները: Թեև ռեակցիայի ընթացքում ռեդոքս զույգերի պոտենցիալները հնարավոր չէ չափել, դրանք կարելի է հաշվարկել՝ ներկայիսները փոխարինելով Ներնստի հավասարման մեջ, այսինքն. կոնցենտրացիաները, որոնք համապատասխանում են ժամանակի տվյալ կետին: Եթե ​​դիտարկվում է ռեակցիայի ընթացքի ընթացքում պոտենցիալի փոփոխությունը, ապա սկզբում դրանք սկզբնական կոնցենտրացիաներն են, այնուհետև ժամանակից կախված կոնցենտրացիաները և, վերջապես, ռեակցիայի ավարտից հետո՝ հավասարակշռությունը: Քանի որ ռեակցիան ընթանում է, Նեռնստի հավասարման միջոցով հաշվարկված օքսիդացնող նյութի պոտենցիալը նվազում է, իսկ երկրորդ կես ռեակցիային համապատասխանող վերականգնող նյութի պոտենցիալը, ընդհակառակը, մեծանում է։ Երբ այդ պոտենցիալները հավասարվում են, ռեակցիան դադարում է, և համակարգը վերադառնում է քիմիական հավասարակշռության վիճակի:

25. Կոմպլեքս միացություններն այն միացություններն են, որոնք գոյություն ունեն ինչպես բյուրեղային, այնպես էլ լուծույթում, որոնց առանձնահատկությունը լիգանդներով շրջապատված կենտրոնական ատոմի առկայությունն է։ լուծման մեջ անկախ գոյության Համաձայն Վերների կոորդինացիոն տեսության՝ յուրաքանչյուր բարդ միացության մեջ առանձնացնում է ներքին և արտաքին ոլորտները: Կենտրոնական ատոմն իր շրջապատող լիգանդներով կազմում է համալիրի ներքին ոլորտը։ Այն սովորաբար փակցված է քառակուսի փակագծերում: Բարդ միացության մեջ մնացած ամեն ինչը կազմում է արտաքին գունդը և գրված է քառակուսի փակագծերից դուրս: Կենտրոնական ատոմի շուրջ դրված են որոշակի քանակությամբ լիգանդներ, որոնք որոշվում են կոորդինացիոն թվով։ Համակարգված լիգանդների թիվը ամենից հաճախ 6 կամ 4 է։ Համակարգումը փոխում է ինչպես լիգանդների, այնպես էլ կենտրոնական ատոմի հատկությունները։ Հաճախ կոորդինացված լիգանները չեն կարող հայտնաբերվել ազատ վիճակում նրանց բնորոշ քիմիական ռեակցիաների միջոցով։ Ներքին ոլորտի ավելի ամուր կապված մասնիկները կոչվում են բարդ (բարդ իոն): Կենտրոնական ատոմի և լիգանդների միջև կան գրավիչ ուժեր (կովալենտային կապը ձևավորվում է փոխանակման և (կամ) դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմի միջոցով), իսկ լիգանդների միջև կան վանող ուժեր։ Եթե ​​ներքին ոլորտի լիցքը 0 է, ապա չկա արտաքին կոորդինացիոն ոլորտ։Կենտրոնական ատոմը (բարդացնող նյութ) ատոմ կամ իոն է, որը կենտրոնական դիրք է զբաղեցնում բարդ միացության մեջ։ Կոմպլեքսավորող նյութի դերն առավել հաճախ կատարում են մասնիկներ, որոնք ունեն ազատ ուղեծրեր և բավական մեծ դրական միջուկային լիցք, և, հետևաբար, կարող են լինել էլեկտրոն ընդունողներ: Սրանք անցումային տարրերի կատիոններ են։ Ամենահզոր կոմպլեքսավորող նյութերը IB և VIIB խմբերի տարրերն են: Հազվադեպ, d-տարրերի չեզոք ատոմները և օքսիդացման տարբեր աստիճանի ոչ մետաղների ատոմները գործում են որպես կոմպլեքսավորող նյութեր։ Կոմպլեքսավորող նյութի տրամադրած ազատ ատոմային ուղեծրերի թիվը որոշում է դրա կոորդինացիոն թիվը։ Կոորդինացիոն թվի արժեքը կախված է բազմաթիվ գործոններից, բայց սովորաբար հավասար է կոմպլեքսավորվող իոնի լիցքի կրկնակիին։ Լիգանդները իոններ կամ մոլեկուլներ են, որոնք անմիջականորեն կապված են կոմպլեքսավորող նյութի հետ և հանդիսանում են էլեկտրոնային զույգերի դոնորներ։ Սրանք էլեկտրոններով հարուստ համակարգեր են, որոնք ունեն ազատ և շարժական էլեկտրոնային զույգեր և կարող են լինել էլեկտրոնների դոնորներ: p-տարրերի միացություններն օժտված են բարդ առաջացնող հատկություններով և բարդ միացությունում գործում են որպես լիգանդներ։ Լիգանդները կարող են լինել ատոմներ և մոլեկուլներ (սպիտակուցներ, ամինաթթուներ, նուկլեինաթթուներ, ածխաջրեր): Ելնելով կոմպլեքսացնող նյութի հետ լիգանդների կողմից ձևավորված կապերի քանակից՝ լիգանդները բաժանվում են մոնո-, երկ- և պոլիդենտատային լիգանդների։ Վերոնշյալ լիգանդները՝ մոլեկուլները և անիոնները, մոնոդենտ են, քանի որ դրանք մեկ էլեկտրոնային զույգի դոնորներ են։ Բիդենտային լիգանները ներառում են մոլեկուլներ կամ իոններ, որոնք պարունակում են երկու ֆունկցիոնալ խմբեր, որոնք կարող են նվիրաբերել երկու էլեկտրոնային զույգ: Բարդ միացության ներքին ոլորտի 3-րդ կարգը այն կազմող մասնիկների լիցքերի հանրահաշվական գումարն է։ Բարդ միացությունները, որոնք ունեն իոնային արտաքին գունդ, լուծույթով տարանջատվում են բարդ իոնի և արտաքին ոլորտի իոնների: Նրանք նոսր լուծույթներում իրենց պահում են որպես ուժեղ էլեկտրոլիտներ. տարանջատումը տեղի է ունենում ակնթարթորեն և գրեթե ամբողջությամբ: SO4 = 2+ + SO42- Եթե բարդ միացության արտաքին գնդում կան հիդրօքսիդի իոններ, ապա այս միացությունը ամուր հիմք է։

IA խումբը ներառում է լիթիում, նատրիում, կալիում, ռուբիդիում, ցեզիում և ֆրանցիում: Այս տարրերը կոչվում են ալկալիական տարրեր Երբեմն IA խմբում մտնում է նաև ջրածինը։ Այսպիսով, այս խումբը ներառում է տարրեր 7 ժամանակաշրջաններից յուրաքանչյուրից: IA խմբի տարրերի ընդհանուր վալենտային էլեկտրոնային բանաձևը ns1 է: Արտաքին մակարդակում կա 1 էլեկտրոն, միջուկից շատ հեռու, իոնացման ցածր պոտենցիալներ: Ատոմները նվիրում են 1 էլեկտրոն: Ֆիզիկական հատկություններ. Մետաղները փափուկ են, թեթև, հալվող լավ էլեկտրական հաղորդունակությամբ և ունեն մեծ բացասական էլեկտրական ներուժ: Քիմիական հատկություններ՝ 1) Պահվում է հեղուկ ածխաջրածինների շերտի տակ (բենզոլ, բենզին, կերասին) 2) օքսիդացնող նյութեր Հեշտությամբ օքսիդացնում են ալկալային մետաղները՝ դառնալով հալոգենիդներ, սուլֆիդներ, ֆոսֆիդներ։ Li Na K Rb Cs-ի ավելացում մետաղական շառավիղում իոնացման էներգիայի նվազում էլեկտրաբացասականության նվազում հալման և եռման կետերում Նատրիումի և կալիումի կիրառում 1. պերօքսիդների պատրաստում. 2. Նատրիումի և կալիումի համաձուլվածք՝ հովացուցիչ նյութ ատոմակայաններում: 3. Մետաղական օրգանական միացությունների պատրաստում.

27. Պարբերական համակարգի I A և I B խմբերի տարրերի և դրանց միացությունների ընդհանուր համեմատական ​​բնութագրերը Ալկալիական մետաղները քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի 1-ին խմբի տարրեր են (ըստ հնացած դասակարգման՝ I խմբի հիմնական ենթախմբի տարրեր. Լիթիում Li, նատրիումի Na, կալիում K, ռուբիդիում Rb, ցեզիում Cs և ֆրանցիում Fr. Երբ ալկալային մետաղները լուծվում են ջրի մեջ, առաջանում են լուծելի հիդրօքսիդներ, որոնք կոչվում են ալկալիներ: Պարբերական աղյուսակում նրանք անմիջապես հետևում են ազնիվ գազերին, հետևաբար ալկալիական մետաղների ատոմների կառուցվածքի առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք պարունակում են մեկ էլեկտրոն արտաքին էներգիայի մակարդակում. նրանց էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ns1 է: Ակնհայտ է, որ ալկալային մետաղների վալենտային էլեկտրոնները կարող են հեշտությամբ հեռացվել, քանի որ ատոմի համար էներգետիկ առումով բարենպաստ է հրաժարվել էլեկտրոնից և ձեռք բերել իներտ գազի կոնֆիգուրացիա: Հետեւաբար, բոլոր ալկալային մետաղները բնութագրվում են նվազեցնող հատկություններով: Սա հաստատվում է նրանց իոնացման պոտենցիալների ցածր արժեքներով (ցեզիումի ատոմի իոնացման ներուժը ամենացածրերից մեկն է) և էլեկտրաբացասականության (EO): Այս ենթախմբի բոլոր մետաղները ունեն արծաթափայլ-սպիտակ գույն (բացի արծաթադեղնավուն ցեզիումից), դրանք շատ փափուկ են և կարող են կտրվել scalpel-ով: Լիթիումը, նատրիումը և կալիումը ավելի թեթև են, քան ջուրը և լողում են նրա մակերեսի վրա՝ արձագանքելով դրա հետ։ Ալկալիական մետաղները բնության մեջ հանդիպում են միացությունների տեսքով, որոնք պարունակում են միայնակ լիցքավորված կատիոններ։ Շատ օգտակար հանածոներ պարունակում են I խմբի հիմնական ենթախմբի մետաղներ։ Օրինակ, օրթոկլազը կամ ֆելդսպաթը բաղկացած է կալիումի ալյումինոսիլիկատ K2-ից, նատրիում պարունակող նմանատիպ հանքանյութը՝ ալբիտը, ունի Na2 բաղադրություն: Ծովի ջուրը պարունակում է նատրիումի քլորիդ NaCl, իսկ հողը պարունակում է կալիումի աղեր՝ սիլվիտ KCl, սիլվինիտ NaCl KCl, կարնալիտ KCl MgCl2 6H2O, պոլիհալիտ K2SO4 MgSO4 CaSO4 2H2O: Պղնձի ենթախումբը քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակի 11-րդ խմբի քիմիական տարրերն է (ըստ հնացած դասակարգման՝ I խմբի երկրորդական ենթախմբի տարրեր)։ Խմբում ընդգրկված են անցումային մետաղները, որոնցից ավանդաբար պատրաստվում են մետաղադրամներ՝ պղինձ Cu, արծաթ Ag և ոսկի Au: Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի կառուցվածքի հիման վրա ռենտգեն Rg-ը նույնպես պատկանում է նույն խմբին, սակայն այն չի մտնում «մետաղադրամների խմբի» մեջ (դա կարճատև տրանսակտինիդ է՝ 3,6 վայրկյան կիսամյակով): Մետաղադրամի մետաղներ անվանումը պաշտոնապես չի կիրառվում 11-րդ խմբի տարրերի համար, քանի որ մետաղադրամներ պատրաստելու համար օգտագործվում են նաև այլ մետաղներ, ինչպիսիք են ալյումինը, կապարը, նիկելը, չժանգոտվող պողպատը և ցինկը: Ենթախմբի բոլոր տարրերը համեմատաբար քիմիապես իներտ մետաղներ են։ Դրանք բնութագրվում են նաև բարձր խտության արժեքներով, հալման և եռման կետերով և բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակությամբ։ Ենթախմբի տարրերի առանձնահատկությունն այն է, որ լցված նախընտրական արտաքին ենթամակարդակի առկայությունն է, որը ձեռք է բերվել ns-ենթամակարդակից էլեկտրոնի թռիչքի շնորհիվ: Այս երեւույթի պատճառը ամբողջությամբ լցված d-ենթահերթի բարձր կայունությունն է։ Այս հատկանիշը որոշում է պարզ նյութերի քիմիական իներտությունը, նրանց քիմիական անգործությունը, ինչի պատճառով ոսկին և արծաթը կոչվում են ազնիվ մետաղներ 28. Ջրածին. Ընդհանուր բնութագրեր. Ռեակցիան թթվածնի, հալոգենների, մետաղների, օքսիդների հետ: Ջրածնի պերօքսիդ, նրա ռեդոքսային հատկությունները Ջրածինը տիեզերքի ամենատարածված քիմիական տարրն է: Այն Արեգակի, ինչպես նաև բազմաթիվ աստղերի հիմնական բաղադրիչն է։ Երկրակեղևում ջրածնի զանգվածային բաժինը կազմում է ընդամենը 1%: Այնուամենայնիվ, դրա միացությունները լայնորեն տարածված են, օրինակ ջուր H20: Բնական այրվող գազի բաղադրությունը հիմնականում բաղկացած է ջրածնի հետ ածխածնի միացությունից՝ մեթան CH4։Ջրածինը հանդիպում է նաև շատ օրգանական նյութերում։ 1) Եթե դուք վառում եք ջրածինը (մաքրությունը ստուգելուց հետո, տես ստորև) և այրվող ջրածնով խողովակն իջեցնում եք թթվածնով անոթի մեջ, ապա նավի պատերին ջրի կաթիլներ են գոյանում. առանց կեղտերի ջրածինը հանգիստ այրվում է: Այնուամենայնիվ, ջրածնի խառնուրդը թթվածնի կամ օդի հետ պայթում է: Ամենապայթուցիկ խառնուրդը այն խառնուրդն է, որը բաղկացած է երկու ծավալով ջրածնից և մեկ ծավալից թթվածնից՝ պայթեցնող գազից։ Եթե ​​ապակե տարայի մեջ պայթյուն է տեղի ունենում, դրա բեկորները կարող են վնասվել

վիրավորել ուրիշներին. Ուստի ջրածնի բռնկումից առաջ անհրաժեշտ է ստուգել դրա մաքրությունը։ Դրա համար ջրածինը հավաքեք փորձանոթի մեջ, որը գլխիվայր բերված է կրակի վրա։ Եթե ​​ջրածինը մաքուր է, ապա այն հանգիստ այրվում է, բնորոշ «p-pang» ձայնով: Եթե ​​ջրածինը պարունակում է օդի խառնուրդ, այն պայթուցիկ այրվում է: Ջրածնի հետ աշխատելիս պետք է պահպանվեն անվտանգության կանոնները: 2) Եթե, օրինակ, տաքացնելիս պղնձի (II) օքսիդի վրայով ջրածնի հոսք է անցնում, տեղի է ունենում ռեակցիա, որի արդյունքում առաջանում է ջուր և մետաղական պղինձ. թթվածին պղնձի ատոմներից: Կրճատման գործընթացը հակադրվում է օքսիդացման գործընթացին: Այն նյութերը, որոնք խլում են թթվածինը, դասակարգվում են որպես վերականգնող նյութեր: Օքսիդացման և նվազեցման գործընթացները փոխկապակցված են (եթե մի տարրը օքսիդացված է, ապա մյուսը կրճատվում է և հակառակը)։ 3) Հալոգենները փոխազդում են ջրածնի հետ՝ առաջացնելով HX, իսկ ֆտորի և քլորի հետ ռեակցիան ընթանում է պայթյունավտանգ՝ թեթև ակտիվացումով։ Br2-ի և I2-ի հետ փոխազդեցությունը տեղի է ունենում ավելի դանդաղ: Որպեսզի ջրածնի հետ ռեակցիա տեղի ունենա, բավական է ակտիվացնել ռեակտիվների մի փոքր մասը՝ օգտագործելով լույսը կամ ջերմությունը: Ակտիվացված մասնիկները փոխազդում են չակտիվացվածների հետ՝ առաջացնելով HX և նոր ակտիվացված մասնիկներ, որոնք շարունակում են գործընթացը, իսկ հիմնական ռեակցիայի երկու ակտիվացված մասնիկների ռեակցիան ավարտվում է արտադրանքի ձևավորմամբ։ 4) օքսիդացման ռեակցիաներ. Ջրածինը I և II հիմնական ենթախմբերի մետաղներով տաքացնելիս՝ 2Na + H2 (300° C)® 2NaH; Ca + H2 (500-700° C)® CaH2. Ջրածնի պերօքսիդը (ջրածնի պերօքսիդ)՝ H2O2, պերօքսիդների ամենապարզ ներկայացուցիչն է։ Անգույն հեղուկ՝ «մետաղական» համով, անսահման լուծվող ջրում, սպիրտում և եթերում։ Խտացված ջրային լուծույթները պայթուցիկ են։ Ջրածնի պերօքսիդը լավ լուծիչ է: Ջրից դուրս է գալիս անկայուն բյուրեղային հիդրատի H2O2 2H2O տեսքով։ Ջրածնի պերօքսիդն ունի օքսիդացնող, ինչպես նաև նվազեցնող հատկություն: Այն օքսիդացնում է նիտրիտները՝ վերածելով նիտրատների, մետաղների յոդիդներից ազատում է յոդը և կրկնակի կապերի տեղում քայքայում է չհագեցած միացությունները։ Ջրածնի պերօքսիդը նվազեցնում է ոսկու և արծաթի աղերը, ինչպես նաև թթվածինը, երբ թթվային միջավայրում փոխազդում է կալիումի պերմանգանատի ջրային լուծույթի հետ։ Երբ H2O2-ը կրճատվում է, ձևավորվում է H2O կամ OH-, օրինակ՝ H2O2 + 2KI + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O Երբ ենթարկվում է ուժեղ օքսիդացնող նյութերի, H2O2-ը ցուցադրում է վերականգնող հատկություն՝ ազատելով ազատ թթվածին՝ O22− - 2e− → O2: KMnO4-ի ռեակցիան H2O2-ի հետ օգտագործվում է քիմիական վերլուծության մեջ՝ H2O2-ի պարունակությունը որոշելու համար. ) քացախաթթվի մեջ.

29. 2-րդ խմբի տարրերի և դրանց միացությունների հատկությունների ընդհանուր բնութագրերը. ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ, կիրառություն. Ներառում է s-տարրեր: Be Mg Ca Br Ra Sr Բացառությամբ Be-ի, դրանք պոլիիզոտոպ են: Արտաքին մակարդակի տարրերի ատոմներն ունեն 2 S տարր՝ հակառակ պտույտներով, անհրաժեշտ էներգիայի ծախսման դեպքում մեկ տարրը s վիճակից անցնում է p վիճակ։ Սրանք մետաղներ են, բայց ավելի քիչ ակտիվ են, քան ալկալայինները։ Բնության մեջ առավել տարածված է Mg Ca Be, որը հանդիպում է Be3AL2(SiO3)6 միներալի տեսքով Պատրաստման եղանակը՝ հալած քլորիդների էլեկտրոլիզ Ֆիզիկական հատկություններ՝ թեթև մետաղներ, բայց ավելի կարծր, քան ալկալիական մետաղները։ Քիմիական հատկություններ. 1 Օդում Be-ի և Mg-ի մակերեսը ծածկված է օքսիդ թաղանթով: 2. բարձր ջերմաստիճաններում այն ​​փոխազդում է ազոտի հետ 3. չի փոխազդում ջրի հետ. Եղել է 4. տեղահանում է ջրածինը թթուներից (բացի ազոտից) Կիրառում. դառնում են նիկելը, պղինձը և չժանգոտվող պողպատը։ Կալցիումը և նրա հիդրիդը նույնպես օգտագործվում են դժվար վերականգնվող մետաղներ արտադրելու համար, ինչպիսիք են քրոմը, թորիումը և ուրանը: Կալցիում-կապարային համաձուլվածքները օգտագործվում են մարտկոցների և կրող համաձուլվածքների մեջ: Կալցիումի հատիկներն օգտագործվում են նաև վակուումային սարքերից օդի հետքերը հեռացնելու համար

Թիվ 31 հողալկալիական մետաղներ - քիմիական տարրերՀիմնական ենթախմբի 2-րդ խումբ, բացառությամբ բերիլիումի և մագնեզիումի. կալցիում, ստրոնցիում, բարիումԵվ ռադիում. Ըստ նոր դասակարգման պատկանում են տարրերի 2-րդ խմբին IUPAC. Այսպես անվանվել է, քանի որ նրանք օքսիդներ- «Երկիր» (ըստ տերմինաբանության ալքիմիկոսներ) - հաշվետվություն ջուր ալկալային ռեակցիա. Աղերհողալկալիական մետաղները, բացառությամբ ռադիումի, լայնորեն տարածված են բնության մեջ ձևով հանքանյութեր.

Օքսիդներ- նյութեր, որոնց մոլեկուլները բաղկացած են երկու տարրի ատոմներից, որոնցից մեկը թթվածինն է։ Օքսիդները բաժանվում են հիմնականների՝ առաջացած մետաղի ատոմներից, օրինակ՝ K2O, Fe2O3, CaO; թթվային - ձևավորվում է ոչ մետաղների և որոշ մետաղների ատոմներից իրենց ամենաբարձր օքսիդացման վիճակում՝ CO2, SO3, P2O5, CrO3, Mn2O7 և ամֆոտերիկ, օրինակ՝ ZnO, Al2O3, Cr2O3: Օքսիդներն առաջանում են պարզ և բարդ նյութերի այրման, ինչպես նաև բարդ նյութերի (աղեր, հիմքեր, թթուներ) քայքայման արդյունքում։

Օքսիդների քիմիական հատկությունները. 1. Ալկալիների և հողալկալիական մետաղների օքսիդները փոխազդում են ջրի հետ՝ առաջացնելով լուծելի հիմքեր՝ ալկալիներ (NaOH, KOH, Ba(OH) 2).Na2O + H2O = 2NaOH.

Թթվային օքսիդների մեծ մասը փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով թթուներ՝ CO2 + H2O = H2CO3

2. Որոշ օքսիդներ փոխազդում են հիմնական օքսիդների հետ՝ CO2 + CaO = CaCO3

3. Հիմնական օքսիդները փոխազդում են թթուների հետ՝ BaO + 2HCl = BaCl2 + H2O.

4. Թթվային օքսիդները փոխազդում են ինչպես թթուների, այնպես էլ ալկալիների հետ՝ ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O.

ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O

Հիդրօքսիդներ ( հիդրօքսիդներ) - քիմիական տարրերի օքսիդների միացություններ. Հայտնի են գրեթե բոլոր քիմիական տարրերի հիդրօքսիդները. դրանցից մի քանիսը բնականորեն հանդիպում են որպես հանքանյութեր: Ալկալիական մետաղների հիդրօքսիդները կոչվում են ալկալիներ: Կախված նրանից, թե համապատասխան օքսիդը հիմնային է, թթվային կամ ամֆոտերային, համապատասխանաբար տարբերակվում է.

հիմնական հիդրօքսիդներ (հիմքերը) - հիդրօքսիդներ, որոնք ցուցադրում են հիմնական հատկություններ (օրինակ, կալցիումի հիդրօքսիդ Ca(OH) 2, կալիումի հիդրօքսիդ KOH, նատրիումի հիդրօքսիդ NaOH և այլն);

թթվային հիդրօքսիդներ (թթվածնային թթուներ) - թթվային հատկություններ ցուցաբերող հիդրօքսիդներ (օրինակ՝ ազոտական ​​թթու HNO3, ծծմբաթթու H2SO4, ծծմբաթթու H2SO3 և այլն)

ամֆոտերային հիդրօքսիդներդրսևորելով, կախված պայմաններից, հիմնային կամ թթվային հատկություններ (օրինակ՝ ալյումինի հիդրօքսիդ Al(OH) 3, ցինկի հիդրօքսիդ Zn(OH) 2):

Կարբոնատներ և հիդրոկարբոնատներ՝ աղեր և եթերներ ածխաթթու (Հ 2 CO 3). Աղերից՝ նորմալ կարբոնատներ (CO 3 2− անիոնով) և թթվային կամ ածխաջրածիններ(Հետ անիոն NSO 3 -):

Քիմիական հատկություններ

Երբ տաքացվում է, թթվային կարբոնատները վերածվում են նորմալ կարբոնատների.

Ուժեղ տաքացնելիս նորմալ կարբոնատները քայքայվում են օքսիդների և ածխածնի երկօքսիդի.

Կարբոնատները փոխազդում են ածխաթթուից ավելի ուժեղ թթուների հետ (գրեթե բոլոր հայտնի թթուները, ներառյալ օրգանականները) ածխաթթու արտազատման համար.

Դիմում:Կալցիում, մագնեզիում, բարիումի կարբոնատներ և այլն օգտագործվում են շինարարության, քիմիական արդյունաբերության, օպտիկայի և այլնի մեջ, լայնորեն կիրառվում են տեխնոլոգիայի, արդյունաբերության և առօրյա կյանքում։ սոդա (Na 2 CO 3 և NaHCO 3): Թթվային կարբոնատները կարևոր ֆիզիոլոգիական դեր են խաղում, լինելով բուֆերային նյութեր կարգավորում է ռեակցիայի կայունությունը արյուն .

Սիլիկատները և ալյումինոսիլիկատները ներկայացնում են մի լայն խումբ հանքանյութեր . Դրանք բնութագրվում են բարդ քիմիական բաղադրությամբ և որոշ տարրերի իզոմորֆ փոխարինումներով և տարրերի բարդույթներով՝ մյուսներով։ Սիլիկատները կազմող հիմնական քիմիական տարրերն են Սի , Օ , Ալ , Ֆե 2+, Fe 3+, Մգ , Մն , Ք.ա , Նա , Կ , և Լի , Բ , Լինել , Զր , Թի , Ֆ , Հ , (OH) 1− կամ H 2 O ձևով և այլն։

Ծագումը (ծնունդ ): Էնդոգեն, հիմնականում հրային (պիրոքսեններ, ֆելդսպարներ ), դրանք բնորոշ են նաև պեգմատիտներ (միկա, տուրմալին, բերիլ և այլն) և սկարնովը (նռնաքար, վոլաստոնիտ): Լայնորեն տարածված է մետամորֆ ապարներում. թերթաքար Եվ գնեյսներ (նռնաքար, դիսթեն, քլորիտ): Էկզոգեն ծագման սիլիկատները առաջնային (էնդոգեն) միներալների (կաոլինիտ, գլաուկոնիտ, քրիզոկոլա) եղանակային պայմանների կամ փոփոխության արտադրանք են:

Թիվ 32։ III խումբը ներառում է բոր, ալյումին, գալիում, ինդիում, թալիում (հիմնական ենթախումբ), ինչպես նաև սկանդիում, իտրիում, լանթան և լանտանիդներ, ակտինիում և ակտինիդներ (կողմնակի ենթախումբ):

Հիմնական ենթախմբի տարրերի արտաքին էլեկտրոնային մակարդակում կան երեք էլեկտրոններ (s 2 p 1): Նրանք հեշտությամբ հրաժարվում են այդ էլեկտրոններից կամ կազմում են երեք չզույգված էլեկտրոններ՝ մեկ էլեկտրոնի p մակարդակին անցնելու պատճառով։ Բորը և ալյումինը բնութագրվում են միայն +3 օքսիդացման աստիճանով միացություններով։ Գալիումի ենթախմբի տարրերը (գալիում, ինդիում, թալիում) ունեն նաև երեք էլեկտրոն արտաքին էլեկտրոնային մակարդակում՝ ձևավորելով s 2 p 1 կոնֆիգուրացիան, բայց դրանք գտնվում են 18 էլեկտրոնային շերտից հետո։ Ուստի, ի տարբերություն ալյումինի, գալիումը ակնհայտորեն ոչ մետաղական հատկություններ ունի։ Ga, In, Tl շարքի այս հատկությունները թուլանում են, իսկ մետաղական հատկությունները մեծանում են։

Սկանդիումի ենթախմբի տարրերը նույնպես ունեն երեք էլեկտրոն արտաքին էլեկտրոնային մակարդակում։ Այնուամենայնիվ, այս տարրերը պատկանում են անցումային d տարրերին, դրանց վալենտային շերտի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան d 1 s 2 է: Երեք տարրերն էլ բավականին հեշտությամբ հրաժարվում են այս էլեկտրոններից։ Լանթանիդի ենթախմբի տարրերն ունեն արտաքին էլեկտրոնային մակարդակի տարբերակիչ կոնֆիգուրացիա. դրանց 4f մակարդակը կառուցվում է, իսկ d մակարդակը անհետանում է: Ցերիումից սկսած՝ բոլոր տարրերը, բացառությամբ գադոլինիումի և լյուտետիումի, ունեն արտաքին էլեկտրոնային մակարդակի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա՝ 4f n 6s 2 (գադոլինիումը և լուտետիումը ունեն 5d 1 էլեկտրոններ)։ n թիվը տատանվում է 2-ից մինչև 14: Այսպիսով, s- և f-էլեկտրոնները մասնակցում են վալենտային կապերի ձևավորմանը: Ամենից հաճախ լանտանիդների օքսիդացման աստիճանը +3 է, ավելի քիչ՝ +4։

Ակտինիդային վալենտային շերտի էլեկտրոնային կառուցվածքը շատ առումներով նման է լանթանիդի վալենտային շերտի էլեկտրոնային կառուցվածքին։ Բոլոր լանթանիդները և ակտինիդները բնորոշ մետաղներ են:

III խմբի բոլոր տարրերը թթվածնի նկատմամբ շատ ուժեղ կապ ունեն, և դրանց օքսիդների առաջացումը ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ ջերմության արտազատմամբ։

III խմբի տարրերը կիրառությունների լայն տեսականի են գտնում:

33. Ֆիզիկական հատկություններ. Ալյումինը արծաթափայլ թեթև մետաղ է, որը հալվում է 660 °C ջերմաստիճանում։ Շատ պլաստիկ, հեշտությամբ քաշվում է մետաղալարով և գլորվում թերթերի մեջ. դրանից կարելի է պատրաստել 0,01 մմ-ից պակաս հաստությամբ փայլաթիթեղ: Ալյումինն ունի շատ բարձր ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն: Նրա համաձուլվածքները տարբեր մետաղներով ամուր են և թեթև։

Քիմիական հատկություններ. Ալյումինը շատ ակտիվ մետաղ է։ Լարումների շարքում այն ​​գալիս է ալկալային և հողալկալիական մետաղներից հետո։ Այնուամենայնիվ, այն բավականին կայուն է օդում, քանի որ դրա մակերեսը ծածկված է շատ խիտ օքսիդ թաղանթով, որը պաշտպանում է մետաղը օդի հետ շփումից: Եթե ​​պաշտպանիչ օքսիդի թաղանթը հեռացվի ալյումինե մետաղալարից, ապա ալյումինը կսկսի ակտիվորեն փոխազդել օդում առկա թթվածնի և ջրի գոլորշու հետ՝ վերածվելով չամրացված զանգվածի՝ ալյումինի հիդրօքսիդի.

4 Al + 3 O 2 + 6 H 2 O = 4 Al (OH) 3

Այս ռեակցիան ուղեկցվում է ջերմության արտազատմամբ։

Ալյումինը, մաքրված պաշտպանիչ օքսիդի թաղանթից, արձագանքում է ջրի հետ՝ արտազատելով ջրածինը.

2 Al + 6 H 2 O = 2 Al (OH) 3 + 3 H 2

Ալյումինը լավ լուծվում է նոսր ծծմբային և աղաթթուներում.

2 Al + 6 HCl = 2 AlCl 3 + 3 H 2

2 Al + 3 H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2

Նոսրացված ազոտական ​​թթուն պասիվացնում է ալյումինը սառը վիճակում, բայց երբ տաքացվում է, ալյումինը լուծվում է դրա մեջ՝ ազատելով ազոտի մոնօքսիդ, ազոտի հեմիօքսիդ, ազատ ազոտ կամ ամոնիակ, օրինակ.

8 Al + 30 HNO 3 = 8 Al(NO 3) 3 + 3 N 2 O + 15 H 2 O

Խտացված ազոտական ​​թթուն պասիվացնում է ալյումինը:

Քանի որ ալյումինի օքսիդը և հիդրօքսիդը ամֆոտեր են

հատկությունները, ալյումինը հեշտությամբ լուծվում է բոլոր ալկալիների ջրային լուծույթներում, բացառությամբ ամոնիումի հիդրօքսիդի.

2 Al + 6 KOH + 6 H 2 O = 2 K 3 [Al (OH) 6 ] + 3 H 2

Ալյումինի փոշին հեշտությամբ փոխազդում է հալոգենների, թթվածնի և բոլոր ոչ մետաղների հետ: Ռեակցիաները սկսելու համար անհրաժեշտ է ջեռուցում, այնուհետև դրանք ընթանում են շատ ինտենսիվ և ուղեկցվում են մեծ քանակությամբ ջերմության արտանետմամբ.

2 Al + 3 Br 2 = 2 AlBr 3 (ալյումինի բրոմիդ)

4 Al + 3 O 2 = 2 Al 2 O 3 (ալյումինի օքսիդ)

2 Al + 3 S = Al 2 S 3 (ալյումինի սուլֆիդ)

2 Al + N 2 = 2 AlN (ալյումինի նիտրիդ)

4 Al + 3 C = Al 4 C 3 (ալյումինի կարբիդ)

Ալյումինի սուլֆիդը կարող է գոյություն ունենալ միայն պինդ ձևով: Ջրային լուծույթներում այն ​​ենթարկվում է ամբողջական հիդրոլիզի՝ ալյումինի հիդրօքսիդի և ջրածնի սուլֆիդի ձևավորմամբ.

Al 2 S 3 + 6 H 2 O = 2 Al (OH) 3 + 3 H 2 S

Ալյումինը հեշտությամբ հեռացնում է թթվածինը և հալոգենները օքսիդներից և այլ մետաղների աղերից: Ռեակցիան ուղեկցվում է մեծ քանակությամբ ջերմության արտանետմամբ.

8 Al + 3 Fe 3 O 4 = 9 Fe + 4 Al 2 O 3

Մետաղները դրանց օքսիդներից ալյումինով վերականգնելու գործընթացը կոչվում է ալյումինոթերմիա։ Ալյումինոթերմիան օգտագործվում է որոշ հազվագյուտ մետաղների արտադրության մեջ, որոնք ամուր կապ են ստեղծում թթվածնի հետ (նիոբիում, տանտալ, մոլիբդեն, վոլֆրամ և այլն), ինչպես նաև ռելսերի եռակցման համար։ Եթե ​​դուք օգտագործում եք հատուկ ապահովիչ՝ նուրբ ալյումինի փոշու և մագնիսական երկաթի հանքաքարի Fe 3 O 4 (թերմիտ) խառնուրդը հրդեհելու համար, ապա ռեակցիան ընթանում է ինքնաբերաբար՝ խառնուրդը տաքացնելով մինչև 3500 ° C: Այս ջերմաստիճանում երկաթը հալված վիճակում է։

Անդորրագիր. Ալյումինը առաջին անգամ ստացվել է ալյումինի քլորիդից նատրիումի մետաղի հետ վերականգնմամբ.

AlCl 3 + 3 Na = 3 NaCl + Al

Ներկայումս այն ստացվում է էլեկտրոլիտիկ բաղնիքներում հալած աղերի էլեկտրոլիզով (նկ. 46): Էլեկտրոլիտը հալոց է, որը պարունակում է 85-90% կրիոլիտ՝ բարդ աղ 3NaF·AlF 3 (կամ Na 3 AlF 6) և 10-15% կավահող - ալյումինի օքսիդ Al 2 O 3: Այս խառնուրդը հալվում է մոտ 1000 °C ջերմաստիճանում։

Դիմում. Ալյումինը շատ լայնորեն օգտագործվում է։ Այն օգտագործվում է ռադիոտեխնիկայում օգտագործվող փայլաթիթեղի պատրաստման և սննդամթերքի փաթեթավորման համար: Պողպատից և չուգունից պատրաստված իրերը կոռոզիայից պաշտպանելու համար պատված են ալյումինով. արտադրանքը տաքացվում է մինչև 1000 °C ալյումինի փոշու (49%), ալյումինի օքսիդի (49%) և ալյումինի քլորիդի (2%) խառնուրդում: Այս գործընթացը կոչվում է ալյումինացում:

Ալյումինացված արտադրանքը կարող է դիմակայել մինչև 1000 °C տաքացմանը՝ առանց կոռոզիայի: Ալյումինի համաձուլվածքները, որոնք առանձնանում են իրենց մեծ թեթևությամբ և ամրությամբ, օգտագործվում են ջերմափոխանակիչների արտադրության մեջ, ինքնաթիռաշինության և մեքենաշինության մեջ։

Ալյումինի օքսիդ Al 2 O 3. Այն սպիտակ նյութ է, որի հալման ջերմաստիճանը 2050 °C է։ Բնության մեջ ալյումինի օքսիդը հանդիպում է կորունդի և ալյումինի տեսքով։ Երբեմն հայտնաբերվում են գեղեցիկ ձևի և գույնի թափանցիկ կորունդի բյուրեղներ: Քրոմի միացություններով կարմիր գույն ունեցող կորունդը կոչվում է ռուբին, իսկ կապույտը, որը գունավորված է տիտանի և երկաթի միացություններով, կոչվում է շափյուղա: Ռուբինն ու շափյուղան թանկարժեք քարեր են։ Ներկայումս դրանք բավականին հեշտությամբ են ձեռք բերվում արհեստական ​​ճանապարհով։

Բոր-տարրերրորդ խմբի հիմնական ենթախումբ, երկրորդ շրջան քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակԴ.Ի.Մենդելեևի հետ ատոմային համարը 5. Նշվում է խորհրդանիշով Բ(Բորիում): Ազատ վիճակում բոր- անգույն, մոխրագույն կամ կարմիր բյուրեղային կամ մուգ ամորֆ նյութ: Հայտնի են բորի ավելի քան 10 ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ, որոնց առաջացումը և փոխադարձ անցումները որոշվում են այն ջերմաստիճանով, որում ստացվել է բորը։

Անդորրագիր

Ամենամաքուր բորը ստացվում է բորոհիդրիդների պիրոլիզի արդյունքում։ Այս բորն օգտագործվում է կիսահաղորդչային նյութերի և նուրբ քիմիական սինթեզների արտադրության համար։

1. Մետալոթերմային մեթոդ (սովորաբար կրճատում մագնեզիումով կամ նատրիումով).

2. Բորի բրոմի գոլորշու ջերմային տարրալուծումը տաք (1000-1200°C) տանտալային մետաղալարի վրա ջրածնի առկայության դեպքում.

Ֆիզիկական հատկություններ

Չափազանց կարծր նյութ (երկրորդը միայն ալմաստից, ածխածնի նիտրիդից, բորի նիտրիդից (բորազոն), բորի կարբիդից, բոր-ածխածին-սիլիկոնի համաձուլվածքից, սկանդիում-տիտան կարբիդից): Այն ունի փխրունություն և կիսահաղորդչային հատկություններ (լայն բացվածքով կիսահաղորդիչ):

Քիմիական հատկություններ

Բազմաթիվ ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով ոչ մետաղական բորը նման է սիլիցիում.

Քիմիական բորը բավականին իներտ է և սենյակային ջերմաստիճանում միայն արձագանքում է դրա հետ ֆտորին:

Տաքանալիս բորը փոխազդում է այլ հալոգենների հետ՝ առաջացնելով տրիհալիդներ՝ հետ ազոտկազմում է բորի նիտրիդ BN, հետ ֆոսֆոր- ֆոսֆիդ BP, ածխածնի տարբեր բաղադրության կարբիդներով (B 4 C, B 12 C 3, B 13 C 2): Երբ տաքացվում է թթվածնի մթնոլորտում կամ օդում, բորը այրվում է ջերմության մեծ արտանետմամբ՝ ձևավորելով B 2 O 3 օքսիդ.

Բորը ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի հետ, չնայած հայտնի է տարբեր բաղադրության բավականին մեծ թվով բորոհիդրիդներ (բորաններ), որոնք ստացվում են ալկալային կամ հողալկալիական մետաղների բորիդները թթվով մշակելով.

Երբ ուժեղ տաքացվում է, բորը վերականգնող հատկություն է ցուցաբերում։ Այն ընդունակ է, օրինակ, վերականգնելու սիլիցիումկամ ֆոսֆորդրանց օքսիդներից.

Բորի այս հատկությունը կարելի է բացատրել բորի օքսիդում B 2 O 3 քիմիական կապերի շատ բարձր ուժով։

Օքսիդացնող նյութերի բացակայության դեպքում բորը դիմացկուն է ալկալային լուծույթների նկատմամբ։ Տաք ազոտային և ծծմբական թթուներում և ջրային ռեգիաներում բորը լուծվում է՝ առաջացնելով բորաթթու։

Բորի օքսիդը բնորոշ թթվային օքսիդ է։ Այն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով բորաթթու.

Երբ բորաթթուն փոխազդում է ալկալիների հետ, աղերը ձևավորվում են ոչ թե բորաթթվից՝ բորատներից (պարունակում են BO 3 3- անիոն), այլ տետրաբորատներից, օրինակ.

Դիմում

Տարրական բոր

Բորը (մանրաթելերի տեսքով) ծառայում է որպես ամրապնդող նյութ շատ կոմպոզիտային նյութերի համար։

Բորը հաճախ օգտագործվում է նաև էլեկտրոնիկայի մեջ՝ հաղորդունակության տեսակը փոխելու համար սիլիցիում.

Բորն օգտագործվում է մետալուրգիայում՝ որպես միկրոլեգիրման տարր, ինչը զգալիորեն մեծացնում է պողպատների կարծրունակությունը։

34.հարա4A խմբի տարրերի բնութագրերը. Անագ, կապար:

(լրացում)

Խումբը ներառում է 5 տարր՝ երկու ոչ մետաղներ՝ ածխածին և սիլիցիում, որոնք գտնվում են պարբերական համակարգի երկրորդ և երրորդ ժամանակաշրջաններում և 3 մետաղներ՝ գերմանիում (միջանկյալ ոչ մետաղների և մետաղների, անագի և կապարի միջև, որը գտնվում է խոշորի վերջում։ ժամանակաշրջաններ - IV, V, VI Այս բոլոր տարրերին բնորոշ է այն, որ արտաքին էներգիայի մակարդակում նրանք ունեն 4 էլեկտրոն, և, հետևաբար, նրանք կարող են դրսևորել օքսիդացման աստիճան +4-ից մինչև -4: Այս տարրերը ջրածնի հետ կազմում են գազային միացություններ՝ CH4: , SiH4, SnH4, PbH4. օդում տաքացնելիս միանում են թթվածնի ենթախմբի տարրերի, ծծմբի և հալոգենների հետ: +4 օքսիդացման աստիճանը ստացվում է, երբ 1s էլեկտրոնն անցնում է ազատ p-ուղեծրի:

Քանի որ ատոմի շառավիղը մեծանում է, արտաքին էլեկտրոնների և միջուկի միջև կապի ուժը նվազում է։ Ոչ մետաղական հատկությունները նվազում են, իսկ մետաղական հատկությունները մեծանում են։ (հալման և եռման կետերը նվազում են և այլն)

Ածխածինը (C), սիլիցիումը (Si), գերմանինը (Ge), անագը (Sn), կապարը (Pb) PSE-ի հիմնական ենթախմբի 4-րդ խմբի տարրերն են։ Արտաքին էլեկտրոնային շերտի վրա այս տարրերի ատոմներն ունեն 4 էլեկտրոն՝ ns 2 np 2։ Ենթախմբում, քանի որ տարրի ատոմային թիվը մեծանում է, ատոմային շառավիղը մեծանում է, ոչ մետաղական հատկությունները թուլանում են, և մետաղական հատկությունները մեծանում են. ածխածինը և սիլիցիումը ոչ մետաղներ են, գերմանիան, անագը, կապարը մետաղներ են:

Ընդհանուր բնութագրեր. Ածխածին և սիլիցիում

Ածխածնի ենթախումբը, որը ներառում է ածխածին, սիլիցիում, գերմանիում, անագ և կապար, Պարբերական աղյուսակի 4-րդ խմբի հիմնական ենթախումբն է։

Այս տարրերի ատոմների արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում կա 4 էլեկտրոն, և դրանց էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ընդհանուր առմամբ կարելի է գրել հետևյալ կերպ՝ ns 2 np 2, որտեղ n-ն այն ժամանակաշրջանի թիվն է, որում գտնվում է քիմիական տարրը։ Խմբում վերևից ներքև շարժվելիս ոչ մետաղական հատկությունները թուլանում են, և մետաղականները մեծանում են, հետևաբար ածխածինը և սիլիցիումը ոչ մետաղներ են, իսկ անագը և կապարը ցուցադրում են բնորոշ մետաղների հատկությունները: Ջրածնի ատոմների հետ ձևավորելով կովալենտ բևեռային կապեր՝ C-ն և Si-ն ունեն -4 ֆորմալ օքսիդացման աստիճան, իսկ ավելի ակտիվ ոչմետաղների (N, O, S) և հալոգենների դեպքում՝ օքսիդացման աստիճաններ +2 և +4: Ռեակցիաների մեխանիզմը պարզաբանելիս: , ածխածնի 13 իզոտոպը երբեմն օգտագործվում է C (պիտակավորված ատոմի մեթոդ): Հետևաբար, օգտակար է իմանալ, որ ածխածնի իզոտոպների առատությունը կազմում է՝ 12 C - 98,89% և 13 C - 1,11%: Եթե ​​սահմանափակվենք թվարկելով իզոտոպներ, որոնց առատությունը 0,01%-ից ավելի է, ապա սիլիցիումն ունի 3 այդպիսի իզոտոպ, գերմանիումը՝ 5, անագը՝ 10, իսկ կապարը՝ 4 կայուն իզոտոպ։

Նորմալ պայմաններում ածխածինը կարող է գոյություն ունենալ երկու ալոտրոպի տեսքով

փոփոխություններ՝ ադամանդ և գրաֆիտ; գերմաքուր բյուրեղային սիլիցիում

Կիսահաղորդիչ.

Ջրածնի հետ ածխածնի ենթախմբի տարրերի (E) միացություններից մենք դիտարկում ենք EN 4 տիպի միացություններ։ E ատոմի միջուկի լիցքավորման ավելացմամբ հիդրիդների կայունությունը նվազում է։

C-ից Pb տեղափոխվելիս +4 օքսիդացման աստիճան ունեցող միացությունների կայունությունը

նվազում է, իսկ +2-ով ավելանում է։ EO 2 օքսիդների թթվային բնույթը նվազում է, իսկ EO օքսիդների հիմնական բնույթը մեծանում է:

Ածխածին

Ածխածինը բնականաբար հանդիպում է ադամանդի և գրաֆիտի տեսքով: Հանածո ածուխները պարունակում են այն. Համահունչ վիճակում ածխածինը հանդիպում է կարբիդներում՝ CaCO 3 կավիճ, կրաքար և մարմար, MgCO 3 CaCO 3 - դոլոմիտ,

MgCO 3 - մագնեզիտ: Օդում ածխածինը պարունակվում է ածխածնի երկօքսիդի տեսքով (0,03% ծավալով)։ Ածխածինը պարունակվում է նաև ծովի ջրում լուծված միացություններում։

Ածխածինը հանդիպում է բույսերի և կենդանիների մեջ և գտնվում է նավթի և բնական գազի մեջ:

Ակտիվ ոչ մետաղների հետ ռեակցիաներում ածխածինը հեշտությամբ օքսիդանում է.

2 C + O 2 = 2 CO,

C + 2 F 2 = CF 4:

Ածխածինը կարող է նաև նվազող հատկություն ցուցաբերել բարդ նյութերի հետ փոխազդեցության ժամանակ.

C + 2 CuO = 2 Cu + CO 2,

C + 2 H 2 SO 4 (conc) = CO 2 + 2 SO 2 + H 2 O,

2 C + BaSO 4 = BaS + 2 CO 2:

Մետաղների և պակաս ակտիվ ոչ մետաղների հետ ռեակցիաներում ածխածինը օքսիդացնող նյութ է՝ 2C + H 2 = C 2 H 2,

2 C + Ca CaC 2,

3 C + 4 Al = Al 4 C 3.

Ալյումինի կարբիդը իսկական կարբիդ է. ածխածնի յուրաքանչյուր ատոմ միացված է մետաղի ատոմներին բոլոր չորս վալենտային կապերով: Կալցիումի կարբիդը ացետիլենիդ է, քանի որ ածխածնի ատոմների միջև կա եռակի կապ: Հետևաբար, երբ ալյումինի կարբիդները փոխազդում են ջրի հետ, մեթանն արտազատվում է, իսկ երբ կալցիումի կարբիդը փոխազդում է ջրի հետ՝ ացետիլեն։

Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al (OH) 3 + 3CH 4,

CaC 2 + 2H 2 O = Ca (OH) 2 + C 2 H 2:

Ածուխը օգտագործվում է որպես վառելիք և օգտագործվում է սինթեզ գազ արտադրելու համար։ Էլեկտրոդները պատրաստվում են գրաֆիտից, գրաֆիտի ձողերն օգտագործվում են որպես մոդերատոր

նեյտրոններ միջուկային ռեակտորներում. Ադամանդները օգտագործվում են կտրող գործիքներ և հղկանյութեր պատրաստելու համար, կտրված ադամանդները թանկարժեք քարեր են:

Սիլիկոն

Սիլիցիումը բնության մեջ հանդիպում է միայն կապակցված տեսքով՝ սիլիցիումի SiO2-ի և սիլիկաթթվի տարբեր աղերի (սիլիկատների) տեսքով։ Երկրակեղևի ամենաառատ քիմիական տարրն է (թթվածնից հետո) (27,6%)։

1811 թվականին ֆրանսիացի Ջ.Լ.

SiF 4 + 4 K = 4 KF + Si

և միայն 1824 թվականին շվեդ Ջ.

K 2 SiF 6 + 4 K = 6 KF + Si,

ապացուցեց, որ դա նոր քիմիական տարր է։ Այժմ սիլիցիումը ստացվում է սիլիցիումից.

SiO 2 + 2 Mg = Si + 2 MgO,

3SiO 2 + 4Al = Si + 2Al 2 O 3,

նվազեցնելով այն մագնեզիումի կամ ածխածնի հետ: Պարզվում է նաև, երբ սիլանը քայքայվում է.

SiH 4 = Si + 2 H 2:

Ոչ մետաղների հետ ռեակցիաներում սիլիցիումը կարող է օքսիդացվել (այսինքն՝ Si-ն վերականգնող նյութ է).

Si + O 2 = SiO 2,

Si + 2 F 2 = SiF 4,

Սիլիցիումը լուծելի է ալկալիներում.

Si + 2 NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2 H 2,

անլուծելի է թթուներում (բացառությամբ ֆտորաթթվի):

Մետաղների հետ ռեակցիաներում սիլիցիումը ցուցադրում է օքսիդացնող հատկություններ.

2 Mg + Si = Mg 2 Si.

Երբ մագնեզիումի սիլիցիդը քայքայվում է աղաթթվի հետ, ստացվում է սիլանը.

Mg 2 Si + 4 HCl = 2MgCl 2 + SiH 4:

Սիլիցիումը օգտագործվում է երկաթի և պղնձի հիման վրա բազմաթիվ համաձուլվածքներ արտադրելու համար

և ալյումին։ Պողպատին և չուգունին սիլիցիում ավելացնելը բարելավում է դրանց մեխանիկական հատկությունները: Սիլիցիումի մեծ հավելումները երկաթի համաձուլվածքներին տալիս են թթվային դիմադրություն:

Գերմաքուր սիլիցիումը կիսահաղորդիչ է և օգտագործվում է միկրոչիպերի և արևային մարտկոցների արտադրության համար:

Թթվածնային միացություններ. Պատրաստում, հատկություններ և կիրառություն

Ածխածնի օքսիդներ

Ածխածնի (II) երկօքսիդ (CO - ածխածնի մոնօքսիդ)

CO-ն թունավոր գազ է՝ անգույն և անհոտ, ջրում վատ լուծվող։

Անդորրագիր

Լաբորատորիայում CO-ն ստացվում է ձևային կամ օքսալաթթվի տարրալուծմամբ (խտացված H 2 SO 4-ի առկայության դեպքում).

HCOOH = CO + H 2 O,

H 2 C 2 O 4 = CO + CO 2 + H 2 O

կամ ցինկի փոշին կալցիումի կարբոնատով տաքացնելով.

CaCO 3 + Zn = CaO + ZnO + CO:

Գործարանային պայմաններում CO-ն արտադրվում է տաք ածխի միջով օդի կամ ածխածնի երկօքսիդի միջոցով.

2C + O 2 = 2CO,

Հատկություններ

Ածխածնի երկօքսիդի թունավոր ազդեցությունը պայմանավորված է նրանով, որ հեմոգլոբինի մերձությունը ածխածնի օքսիդի նկատմամբ ավելի մեծ է, քան թթվածինը։ Այս դեպքում ձևավորվում է կարբոքսիհեմոգլոբին և դրանով իսկ արգելափակում է թթվածնի փոխանցումը մարմնում։

Ածխածնի (II) օքսիդը հեշտությամբ օքսիդանում և այրվում է օդում՝ ազատելով մեծ քանակությամբ ջերմություն.

2 CO + O 2 = 2 CO 2 + 577 կՋ / մոլ.

CO-ն նվազեցնում է շատ մետաղներ դրանց օքսիդներից.

FeO + CO = Fe + CO 2,

CuO + CO = Cu + CO 2:

CO-ն հեշտությամբ ենթարկվում է ավելացման ռեակցիաների.

CO + Cl 2 = COCl 2,

CO + NaOH = HCOONa,

Ni + 4 CO = Ni (CO) 4:

Արդյունաբերության մեջ հաճախ օգտագործվում է ոչ թե մաքուր CO, այլ դրա տարբեր խառնուրդներ այլ գազերի հետ։ Արտադրող գազը արտադրվում է լիսեռային վառարանում տաք ածխի միջով օդն անցնելու միջոցով.

2 C + O 2 = 2 CO + 222 կՋ:

Ջրային գազը ստացվում է տաք ածխի միջով ջրի գոլորշի անցնելու միջոցով.

C + H 2 O = CO + H 2 - 132 կՋ:

Առաջին ռեակցիան էկզոթերմիկ է, իսկ երկրորդը տեղի է ունենում ջերմության կլանմամբ։ Եթե ​​երկու գործընթացներն էլ փոխարինվում են, հնարավոր է ջեռոցում պահպանել պահանջվող ջերմաստիճանը։ Գեներատորի և ջրի գազի միացման դեպքում ստացվում է խառը գազ։ Այս գազերը օգտագործվում են ոչ միայն որպես վառելիք, այլև, օրինակ, մեթանոլի սինթեզի համար.

CO + 2H 2 = CH 3 OH:

Ածխածնի երկօքսիդ (IV) (CO 2 - ածխաթթու գազ)

CO 2-ը անգույն, ոչ դյուրավառ, առանց հոտի գազ է: Այն ազատվում է, երբ կենդանիները շնչում են: Բույսերը կլանում են CO 2 և թողարկում թթվածին: Օդը սովորաբար պարունակում է 0,03% ածխաթթու գազ։ Մարդկային գործունեության պատճառով (անվերահսկելի անտառահատումներ,

ավելի ու ավելի շատ ածուխ, նավթ և գազ այրելով), մթնոլորտում CO 2-ի պարունակությունը աստիճանաբար ավելանում է, ինչը առաջացնում է ջերմոցային էֆեկտ և մարդկությանը սպառնում է բնապահպանական աղետով:

Անդորրագիր

Լաբորատորիայում CO 2-ը ստացվում է Kipp ապարատում՝ մարմարը աղաթթվով մշակելով.

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2:

Կան բազմաթիվ ռեակցիաներ, որոնք հանգեցնում են CO 2-ի.

KHCO 3 + H 2 SO 4 = KHSO 4 + H 2 O + CO 2,

C + O 2 = CO 2,

2 CO + O 2 = 2 CO 2,

Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 Ї + CO 2 + H 2 O,

CaCO 3 = CaO + CO 2,

BaSO 4 + 2 C = BaS + 2 CO 2,

C + 2 H 2 SO 4 (conc) = CO 2 + 2 SO 2 + 2H 2 O,

C + 4 HNO 3 (conc) = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O:

Հատկություններ

Երբ CO 2-ը լուծվում է ջրի մեջ, ձևավորվում է ածխաթթու.

H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3:

CO 2-ի համար հայտնի են բոլոր այն ռեակցիաները, որոնք բնորոշ են թթվային օքսիդներին.

Na 2 O + CO 2 = Na 2 CO 3,

Ca(OH) 2 + 2 CO 2 = Ca (HCO 3) 2,

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O:

Բռնկված Mg-ը շարունակում է այրվել ածխաթթու գազում.

CO 2 + 2 Mg = 2 MgO + C:

Կարբոնաթթուն թույլ երկհիմնական թթու է.

H 2 O + CO 2 = H 2 CO 3

H + +HCO 3 - = H + +CO 3 2-

և կարող է ավելի թույլ թթուները հեռացնել իրենց աղերի լուծույթներից.

Na 2 SiO 3 + CO 2 + H 2 O = H 2 SiO 3 + Na 2 CO 3,

KCN + CO 2 + H 2 O = KHCO 3 + HCN:

Ածխաթթվի աղեր. Կարբոնատներ և բիկարբոնատներ

Ածխաթթվային աղեր ստանալու համար բնորոշ են նաև աղեր ստանալու ընդհանուր մեթոդները.

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2,

Ca(HCO 3) 2 + Ca (OH) 2 = 2 CaCO 3 + 2 H 2 O:

Ալկալիական մետաղների և ամոնիումի կարբոնատները շատ լուծելի են ջրում և

ենթակա է հիդրոլիզի. Բոլոր մյուս կարբոնատները գործնականում անլուծելի են.

Na 2 CO 3 + H 2 O = 2 Na + + OH - + HCO 3 -.

Համեմատաբար ցածր տաքացման դեպքում ածխաջրածինները քայքայվում են.

Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + CO 2 + H 2 O:

Երբ կարբոնատները կալցինացվում են, ստացվում են մետաղական օքսիդներ և CO 2.

CaCO 3 = CaO + CO 2:

Կարբոնատները հեշտությամբ քայքայվում են ավելի ուժեղ (քան ածխածնային) թթուները.

MgCO 3 + 2HCl = MgCl 2 + CO 2 + H 2 O:

CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O:

Ավազով կարբոնատները կալցինացնելիս SiO 2-ը տեղահանում է ավելի ցնդող օքսիդը.

Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2:

Դիմում

Նատրիումի կարբոնատ Na 2 CO 3 (սոդայի մոխիր) և դրա բյուրեղահիդրատ Na 2 CO 3 10H 2 O

(բյուրեղային սոդա) օգտագործվում են ապակու, օճառի, ցելյուլոզայի և թղթի արդյունաբերության մեջ։ Նատրիումի բիկարբոնատ NaHCO 3 (խմորի սոդա)

օգտագործվում է սննդի արդյունաբերության և բժշկության մեջ։ Կրաքարը շինարարական քար և հումք է կրի արտադրության համար։

Սիլիցիումի (IV) օքսիդներ (SiO 2 )

Silica SiO 2-ը բնության մեջ գոյություն ունի բյուրեղային (հիմնականում քվարց) և ամորֆ (օրինակ՝ օպալ SiO 2 nH 2 O) ձևերով։

Անդորրագիր

SiO 2-ը թթվային օքսիդ է, որը կարելի է ստանալ հետևյալ ռեակցիաներով.

Si + O 2 = SiO 2,

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O,

SiH 4 + 2O 2 = SiO 2 + 2H 2 O:

Հատկություններ

Մետաղների կամ ածխածնի հետ փոխազդեցության դեպքում SiO 2-ը կարող է վերածվել սիլիցիումի

SiO 2 + 2 Mg = Si + 2 MgO,

SiO 2 + 2 C = Si + 2 CO

կամ տալ կարբորունդ (SiC) SiO 2 + 3 C = SiC + 2 CO:

Երբ SiO 2-ը միաձուլվում է մետաղների օքսիդների, ալկալիների և որոշ աղերի հետ, առաջանում են սիլիկատներ.

SiO 2 + 2 NaOH = Na 2 SiO 3 + H 2 O,

SiO 2 + K 2 CO 3 = K 2 SiO 3 + CO 2,

SiO 2 + CaO = CaSiO 3:

Թթուները ոչ մի ազդեցություն չունեն SiO 2-ի վրա: Բացառություն է հիդրոֆլորաթթուն.

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O,

SiF 4 + 2HF = H 2,

SiO 2 + 6HF = H 2 + 2H 2 O:

Silicic թթու H 2 SiO 3 ամենապարզն է սիլիցիաթթուների ընտանիքից: Դրա ընդհանուր բանաձևը xSiO 2 yH 2 O է: Այն կարելի է ստանալ սիլիկատներից

Na 2 SiO 3 + 2 HCl = H 2 SiO 3 + 2 NaCl:

Երբ տաքացվում է, սիլիցիումի թթուն քայքայվում է.

H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O:

Սիլիկատներ

Հայտնի են հարյուրավոր սիլիկատային միներալներ։ Նրանք կազմում են երկրակեղևի զանգվածի 75%-ը։ Դրանց թվում կան շատ ալյումինոսիլիկատներ։ Սիլիկատները ցեմենտի, ապակու, բետոնի և աղյուսի հիմնական բաղադրիչն են:

Ջրում լուծելի են միայն Na և K սիլիկատները, որոնց ջրային լուծույթները կոչվում են «հեղուկ ապակի»: Հիդրոլիզի ժամանակ այս լուծույթներն ունենում են ալկալային ռեակցիա։ Դրանք օգտագործվում են թթվակայուն ցեմենտի և բետոնի արտադրության համար։