'''[[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|Гіпермаркет Знань]]>>[[Хімія|Хімія]]>>[[Хімія 10 клас|Хімія 10 клас]]>> Хімія: Оксиди неметалічних елементів. Сульфатна кислота і сульфати'''  

<br>  

  &lt;met akeywords&gt;Хімія, клас, урок, на тему, 10 клас, Оксиди неметалічних елементів, Кислотний характер оксидів та гідратів оксидів, оксидів неметалічних елементів, Сульфатна кислота і сульфати, Найважливіші природні сульфати, якісна реакція на сульфат-іон.&lt;/metakeywords&gt;ОКСИДИ НЕМЕТАЛІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. КИСЛОТНИЙ ХАРАКТЕР ОКСИДІВ ТА ГІДРАТІВ ОКСИДІВ НЕМЕТАЛІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ. СУЛЬФАТНА КИСЛОТА І СУЛЬФАТИ. НАЙВАЖЛИВІШІ ПРИРОДНІ СУЛЬФАТИ, ЯКІСНА РЕАКЦІЯ НА СУЛЬФАТ-ІОН

<br>

<br>

<br>  

<br>

<br>

<br>

СУЛЬФУР утворює два кислотні оксиди: оксид сульфуру (ІV) S0₂і оксид сульфуру(VI) S0₃. Різний кількісний склад молекул (і різна їхня будова) зумовлюють відмінні властивості цих речовин.

<br>

''Оксид сульфуру(IV) SO₂ ''(діоксид сульфуру, сірчистий газ) — це безбарвний важкий газ (у 2,2 раза важчий за повітря), з різким запахом, що викликає кашель. Негорючий. Дуже легко розчиняється у воді (в 1 л води при 20 °С Розчиняється 43 л S0₂). Поряд з «фізичним» розчиненням одночасно відбувається хімічна взаємодія невеликої частини молекул оксиду сульфуру(ІV) S0₂з водою, внаслідок чого утворюється сульфітна кислота:  

<br>

<br>

S0₂ + Н₂0 ⇔ H₂S0₃  

<br>

Сульфітна&nbsp;&nbsp; кислота&nbsp;&nbsp; H₂S0₃ — дуже нетривка сполука. Існує тільки у водних розчинах. За спроб виділити її розкладається на оксид сульфуру(ІV) і воду. Легко поглинає з повітря кисень і повільно окиснюється у сульфатну кислоту:

<br>

<br>

<br>

<br>

Сульфітна&nbsp; кислота&nbsp; H₂S0₃&nbsp; двохосновна. Належить до кислот середньої сили. У водному розчині дисоціює ступіні часто, в основному за першим ступенем:  

<br>

<br>

I ступінь H₂SO₃ ⇔H⁺+ HSO₃^-

<br>

<br>

^{&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; гідросульфіт-іон}

<br>

<br>

ІІ ступінь HSO₃^-⇔H⁺+ SO^2-₃

<br>

<br>

<br>

<br>

<br>

Як двохосновна сульфітна кислота H₂SO₃ може утворювати два ряди солей: а) середні солі — сульфіти і б) кислі солі — гідросульфіти (продукти неповного заміщення Гідрогену кислоти на метал).

<br>

<u>NaOH</u> + <u>SO₂</u> = <u>NaHSO₃</u>

<br>

^{1 моль &nbsp;&nbsp; 1 моль&nbsp;&nbsp;&nbsp; гідросульфіт натрію}  

<br>

<br>

<u>2NaOH</u> + <u>SO₂</u> = <u>Na₂SO₃</u> + <u>H₂O</u>

<br>

^{2 моль &nbsp; &nbsp; &nbsp; 1моль&nbsp;&nbsp;&nbsp; сульфіт натрію}  

<br>

Це слід брати до уваги під час виконання дослідів та розвязування задач.  

<br>

<br>

Усі сульфіти — нерозчинні солі, за винятком сульфітів лужних металів і амонію.

<br>

<u>Добування</u>  

<br>

<br>

Оксид сульфуру (IV) добувають спалюванням сірки, a також як побічний продукт випалювання сульфідних руд&nbsp; кольорових металів, наприклад:

<br>

S + O₂ = SO₂↑

<br>

<br>

2Pb + 3O₂ = 2PbO + 2SO₂↑

<br>

<br>

У лабораторних умовах оксид сульфуру (IV) добувають дією кислот на сульфіти. При цьому замість нетривкої сульфітної кислоти виділяється оксид сульфуру(IV):

<br>

<br>

Na₂S0₃ + H₂S0₄ = Na₂S0₄ + H₂S0₃

<br>

<br>

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; H₂O SO₂↑

<u>Застосування </u>  

<br>

<br>

Найважливіша галузь застосування оксиду сульфуру (IV) S0₂ — це виробництво сульфатної кислоти H₂S0₄. Його використовують також у виробництві сульфітів і гідросульфітів. Сірчистий газ S0₂ здатний знищувати мікроорганізми і шкідників сільськогосподарських культур, тому його використовують для обкурювання овочесховищ і з метою перевезення ягід і фруктів. Сірчистий газ знебарвлює багато природних фарб, тому з його допомогою вибілюють солому, шовк, вовну та інші матеріали. Застосовують його також для консервування фруктів і ягід та як дезінфікувальний засіб (для знищення плісені у підвалах, льохах, винних бочках, бродильних чанах).

<br>

<u>Фізіологічна дія</u>  

<br>

Оксид сульфуру (IV) S0₂ токсичний. Невелика концентрація його у повітрі викликає подразнення слизових оболонок дихальних органів і очей. Тривала дія навіть малих концентрацій оксиду сульфуру (IV) призводить до виникнення у людини бронхіту, гастриту та інших хвороб у тому числі, можливо, й раку легенів. Оксид сульфуру (IV) S0₂ вважається найнебезпечнішим для здоров'я людини, оскільки викликає загальне ослаблення організму і у поєднанні з іншими забрудниками спричинює скорочення середньої тривалості життя.  

<br>

<br>

<br>

Діоксид сульфуру S0₂ один з основних забрудників повітря, він отруює навколишнє середовище.  

 

 

 

 

 

Природним джерелом S0₂ є окиснення сірководню H₂S атмосферним киснем й озоном:  

 

 

 

2H₂S + 30₂ = 2SO₂ + H₂O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кислотні опади (дощ, град, сніг&nbsp; тощо) негативно впливають на водні екосистеми, на ріст дерев та сільсько-господарських культур. Вплив кислотних опадів на живі організми, у тому числі на людину, ще недостатньо вивчений. Проте відомо, що в умовах забруднення атмосфери (димовими газами, що утворюються у процесі спалювання палива, або відхідними газами переробки сульфуровмісноі сировини чи викидами металургійних підприємств) не слід ходити під дощем з непокритою головою (це може стати причиною випадання волосся).

 

 

 

 

 

 

S0₃ + Н₂0 = H₂S0₄

 

 

 

Він може навіть вбирати вологу з повітря, утворюючи білий туман, що складається з найдрібніших краплинок сульфатної кислоти.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Застосовується оксид сульфуру(VI) S0₃ у виробництві сульфатної кислоти H₂S0₄. У лабораторній практиці він використовується як водовбирний засіб.  

 

 

<br>

<br>

_{+1&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; +2&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; +3&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; +4&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; +5}

N₂0, NO, N₂0₃, N0₂, N₂O₅ &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;

Різний кількісний склад оксидів нітрогену (і різна їхня будова) зумовлює відмінність їхніх властивостей.

<br>

<br>

Усі оксиди нітрогену дуже отруйні, за винятком N₂0.

<br>

<br>

Серед них розглянемо оксид нітрогену (ІІ) NO та оксид нітрогену (IV) N0₂.

<br>

''Оксид нітрогену (ІІ) NO'' — безбарвний газ, без запаху, у воді не розчиняється. Належить до несолетвірних оксидів. На&nbsp; повітрі легко окиснюється, перетворюючись на бурий газ — діоксид нітрогену, або оксид нїтрогену (IV) N0₂:

<br>

<br>

<br>

''Оксид нітрогену (IV) N02'' — бурий газ&nbsp; із характерним апахом. Належить до солетвірних (кислотних) оксидів. Добре розчиняється у воді, бо реагує з нею, утворюючи суміш двох кислот — нітратної і нітритної:

<br>

2N0₂ + Н₂0 = HN0₃ + HN0₂

<br>

За наявності надлишку кисню у воді утворюється тільки нітратна кислота:

Бурий газ N0₂ отруйний, подразнює слизові оболонки очей і дихальних шляхів. Він є шкідливим відходом хімічного виробництва. У вигляді «лисячого хвоста» бурий газ викидається в атмосферу заводами, що виробляють нітратну кислоту, і є шкідливим для всього живого.

<br>

<br>

Тепер знайдено ряд хімічних способів боротьби з «лисячими хвостами» й захисту навколишнього середовища. Наприклад, оксид нітрогену(IV), що міститься у відхідних газах, розкладається за допомогою каталізатора (паладований оксид алюмінію) на азот і кисень:  

<br>

<br>

_{&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; АІ2О3, Pd}

<br>

<br>

<br>

<br>

Оксид&nbsp;&nbsp; нітрогену (І) N₂0 — безбарвний&nbsp;&nbsp; газ&nbsp;&nbsp; із&nbsp;&nbsp; приємним&nbsp;&nbsp; запахом, залежить до несолетвірних оксидів. Під назвою «веселильний газ» N₂0 у суміші з киснем використовується в медицині для наркозу. Не отруйний. Оксид нітрогену(ІІІ) N₂0₃ — нестійка темно-синя рідина за низьких теператур, солетвірний (кислотний) оксид, розчиняючись у воді, утворює нітритну кислоту:

<br>

<br>

N₂О₃ + Н₂О = 2HN0₂  

<br>

Нітритна кислота є слабкою одноосновною кислотою. Її солі — нітри-(наприклад, NaN0₂ — нітрит натрію) отруйні.

Оксид нітрогену(V) N₂0₅ — білі кристали, також солетвірний (киcлотний) оксид, реагує з водою, утворюючи нітратну кислоту:

<br>

<br>

<br>

Нітратна кислота являє собою сильну одноосновну кислоту. Її солі — нітрати (наприклад, NaN0₃ — нітрат натрію) також отруйні.  

<br>

<br>

З оксидів фосфору (Р₂0₅ і Р₂0₃) найбільше значення має оксид фосфору(V).

''Оксид фосфору (V) Р₂0₅'' — білий дрібнокристалічний порошок, дуже гігроскопічний, тому застосовується для осушування газів. Типовий кислотний оксид. Енергійно реагує з водою, утворюючи різні фосфатні кислоти, залежно від співвідношення і температури води:

<br>

<br>

Р₂0₅&nbsp;&nbsp; +&nbsp;&nbsp; Н₂0&nbsp;&nbsp; =&nbsp;&nbsp; 2НР0₃

^{&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; холодна&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; метафосфатна кислота}

<br>

<br>

Р₂0_{5&nbsp;&nbsp;} +&nbsp;&nbsp; ЗН₂0&nbsp;&nbsp; =&nbsp; 2Н₃Р0₄

<sup>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; гаряча&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; ортофосфатна

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; кислота</sup>

<br>

<br>

<br>

2Р₂0₅+ 2Н₂0 = (НР0₃)₄

<br>

• Оксид фосфору(V) і оксид нітрогену(V) — типові кислотні оксиди. Напишіть рівняння їх взаємодії з типовими основними оксидами і лугами.

<br>

С0₂— оксид карбону(IV), діоксид карбону, вуглекислий газ;

<br>

<br>

СО — оксид карбону(II), монооксид карбону, чадний газ.  

<br>

Для елемента Силіцію характерним є SiO₂ —оксид силіцію(IV), діоксид силіцію, кремнезем.  

<br>

<br>

<u>Фізичні властивості</u>

Оксид карбону(IV), або вуглекислий газ, С0₂ за звичайних умов — безбарвний газ, без запаху, важчий за повітря в 1,5 раза, доволі добре розчиняється у воді, особливо під тиском, легко перетворюється на рідину навіть за кімнатної температури і невеликого тиску (5 МПа). Зріджений С0₂ зберігають у стальних балонах. Якщо його швидко вилити з балона, вуглекислий газ випаровується, внаслідок чого час-тина газу перетворюється на снігоподібну масу. Твердий вуглекислий газ називають сухим льодом.  

<br>

Оксид карбону СО, або чадний газ, — безбарвний, без запаху, погано розчиняється у воді, важко перетворюється на рідину (за нормального тиску і температури -191,5 °С), трохи легший за повітря.  

<br>

<br>

• Обчисліть відносні молекулярні маси вуглекислого та чадного газів і порівняйте їх з усередненою відносною молекулярною масою повітря, яка дорівнює 29. Чи залежить густина газу від його молекулярної маси?

<br>

<br>

Вуглекислий газ С0₂ у великих кількостях шкідливий для людіни і тварин, спричинює запаморочення, може викликати ядуху, тому приміщення, де перебувають люди, треба часто провітрювати.  

Чадний газ СО — дуже отруйний. Він утворює стійку сполуку з гемоглобіном крові, внаслідок чого кров втрачає властивість переносити кисень в організмі, і настає кисневе голодування. У людини з'являються сильний головний біль, нудота, вона може знепритомніти і навіть померти!

<br>

 

 

 

Оксид силіцію(ІV) SiO₂, або діоксид силіцію, — тверда речовина, кристалічна, безбарвна, тугоплавка (''t''_пл. 1728 °С), у воді не розчиняється (пригадайте білий річковий пісок).

 

 

 

 

 

 

Щоб зрозуміти причину відмінності їхніх властивостей, пригадайте, що властивості речовини залежать від її будови. Отже, причина відмінності властивостей оксиду карбону (IV) і оксиду силіцію (IV) полягає у відмінності будови цих речовин. Оксид карбону (IV) складається з молекул С0₂, тобто має молекулярні кристалічні ґратки, а оксид силіцію (IV) — атомні кристалічні ґратки, кожна структурна одиниця яких являє собою тетраедр з атомом Силіцію в центрі та атомами Оксигену по кутах. Це можна пояснити тим, що атом Силіцію має більший радіус, ніж атом Карбону. Навколо нього може розміститись не два, а чотири атоми Оксигену, кожний з яких з'єднується з двома атомами Силіцію. Відповідне розміщення атомів можна зобразити на площині схемою:

 

 

 

[[Image:2-2..jpg]]  

 

 

 

 

 

 

Отже, відмінністю у будові кристалічних ґраток пояснюється відмінність властивостей діоксидів карбону й силіцію.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

''1. Взаємодія з водою. ''Якщо у пробірку з водою (1 — 2 мл) додати 1—2 краплі розчину лакмусу, а потім пустити туди вуглекислий газ, лакмус змінить своє забарвлення, і розчин почервоніє. Це пояснюється тим, що С0₂ взаємодіє з&nbsp; водою з утворенням нестійкої карбонатної кислоти: