Материал: Himia_1_novy

Застосовують у будівництві як в’яжучий матеріал; у харчовій промисловості для знецукрювання патоки; у виробництві сталі як компонент шихти; для пом’якшення води; розкиснення грунтів; вапнування стовбурів дерев; добування солей Кальцію і натрій гідроксиду.

3. Природні води завжди містять хлориди, сульфати, гідрогенкарбонати Кальцію, Магнію та інші домішки.

Воду, що містить йони Са²⁺ і Mg²⁺, називають твердою, а воду, в якій немає йонів Са²⁺ і Mg²⁺ або їх зовсім мало, називають м’якою.

Сумарний вміст солей Кальцію та Магнію називається загальною твердістю. Загальна твердість води поділяється на карбонатну і некарбонатну.

Твердість води, що усувається кип’ятінням, називається тимчасовою твердістю. Карбонатна (тимчасова) твердість зумовлена наявністю гідрогенкарбонатів – Ca(HCO₃)₂ і Mg(HCO₃)₂.

Способи усунення карбонатної твердості:

1) кип’ятіння води:

2) додавання вапняної води або гашеного вапна:

3) додавання натрій гідроксиду або соди:

Некарбонатна твердість зумовлена наявністю CaCl₂, MgCl₂, CaSO₄, MgSO₄. ЇЇ ще називають постійною твердістю, бо кип’ятінням вона не усувається. Зм’якшити воду з постійною твердістю можна тільки додаванням соди або натрій фосфату:

Контрольні запитання:

1. Які властивості характерні для кальцій оксиду?

2. Які властивості характерні для кальцій гідроксиду?

3. Що називають твердістю води?

4. Чим зумовлена карбонатна твердість?

5. Способи усунення карбонатної твердості.

6. Чим зумовлена некарбонатна твердість?

7. Способи усунення карбонатної твердості.

8. Барій кількістю речовини 0,05 моль помістили в 500 г розчину з масовою часткою барій гідроксиду 8%. Обчисліть масову частку розчиненої речовини в новоутвореному розчині.

Література:

1. Данильченко В.Є., Фрадіна Н.В. Хімія. 8 – 9 класи: Навч. посібник. – Х.: Країна мрій™, 2003. - с. 165.

2. Хомченко Г.П. Химия. – М.: Высшая школа, 1981. – Ч. ІІ, Гл. 13, §§ 107-109, с. 117-119.

3. Стахеєв О.Ю. Хімія. Узагальнюючі схеми і таблиці. – Тернопіль: «Богдан», 1998. – с. 19.

Тема 2.6. Алюміній

План

1. Загальна характеристика елементів ІІІ-А групи періодичної системи. Алюміній як хімічний елемент.

2. Фізичні властивості алюмінію.

3. Хімічні властивості.**

4. Добування та застосування.*

5. Сполуки Алюмінію.**

1. До ІІІ-А групи входять елементи B, Al, Ga, In, Tl. Електронна конфігурація зовнішнього енергетичного рівня їх атомів - ns²np¹. Це – р-елементи. У складних речовинах вони виявляють ступінь окиснення +3 (Бор також –3, а Талій +1).

Зі збільшенням радіуса їх атомів металічні властивості посилюються: Бор – неметалічний елемент, Алюміній – металічний елемент, але не типовий (його оксид і гідроксид – амфотерні), а Талій вже типовий металічний елемент, близький за властивостями до лужних та лужноземельних металів. На відміну від них у елементів ІІІ-А групи нема тенденції до посилення реакційної здатності.

Формула оксидів цих елементів Е₂О₃ , гідроксидів - Е(ОН)₃

2. Електронна конфігурація атома Алюмінію 1s²2s²2p⁶3s²3p¹, це – р-елемент. На зовнішньому енергетичному рівні він має три валенті електрони та вільні р-орбіталі. Це означає, що атом Алюмінію може переходити у збуджений стан:

У збудженому стані атом Алюмінію може утворювати три ковалентні зв’язки або віддавати три валентні електрони, виявляючи ступінь окиснення +3. Отже, в окисно-відновних реакціях Алюміній поводить себе як відновник.

У природі Алюміній дуже поширений, трапляється тільки у вигляді алюмосилікатів. Це різні глини, слюда, польовий шпат, каолін тощо. Основною алюмінієвою рудою є боксит Al₂O₃·nH₂O, кріоліт Na₃[AlF₆] і корунд (глинозем) Al₂O₃.

3. Фізичні властивості: алюміній – сріблясто-білий метал, доволі легкоплавкий t_пл = 660^oC, і дуже легкий ρ = 2,7 г/см³. Має високу електричну і теплову провідність, дуже пластичний.

4. Алюміній – активний метал. Його поверхня вкрита тонкою, щільною і дуже міцною оксидною плівкою Al₂O₃, яка захищає його від подальшого окиснення і зумовлює високу корозійну стійкість.

1) з водою: 2Al + 6Н₂O = 2Al(OН)₃ + 3Н₂

2) з неметалами: 4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃

4Al + 3Cl₂ = 2AlCl₃

3) за стандартних умов реагує з хлоридною і розбавленою сульфатною кислотою:

Концентровані сульфатна й нітратна кислоти пасивують алюміній: під дією цих кислот збільшується товщина оксидної плівки на металі, і він не взаємодіє з ними.

4) з лугами завдяки легкості розчинення в них оксидної плівки:

5) алюміній – добрий відновник багатьох оксидів металів:

5. Добування алюмінію: спочатку з бокситу добувають глинозем, а потім електролізом розчину алюміній оксиду у розплавленому криоліті Na₃[AlF₆] добувають металічний алюміній.

Застосування: алюміній за використанням у промисловості посідає друге місце після заліза. Основна маса його йде на виготовлення сплавів – дюраль, або дюралюміній. Це сплав алюмінію з міддю і невеликими кількостями магнію, мангану та інших компонентів. Використовується як конструкційний матеріал в авіа- і машинобудуванні, як розкисник (вилучає надлишковий кисень) під час виплавляння сталі, для добування кальцію, барію, мангану, хрому алюмінотермічним способом, для виготовлення фольги у виробництві конденсаторів, у радіотехніці та для упакування шоколаду, чаю, інших продуктів і виготовлення алюмінієвого дроту, “срібної” фарби. Зі сплавів алюмінію роблять різні предмети побуту.

6. До основних сполук Алюмінію належать алюміній оксид та алюміній гідроксид. За хімічними властивостями це амфотерні речовини:

1) Тільки свіжодобутий алюміній оксид розчиняється в кислотах і лугах:

Під час сплавляння з лугами також утворюються алюмінати:

2) Свіжоосаджений алюміній гідроксид взаємодіє і з кислотами, і з лугами:

Під час сплавляння утворюються або мета-, або ортоалюмінат:

Контрольні запитання:

1. Дайте характеристику елементам ІІІ-А групи.

2. Які фізичні властивості характерні для алюмінію?

3. Які хімічні властивості характерні для алюмінію та його сполук?

4. Які добувають алюміній?

5. Назвіть природні сполуки алюмінію.

6. Яке практичне значення алюмінію?

7. Яку масу алюміній сульфіду можна добути з 5,4 г алюмінію і 16 г сірки?

Література:

1. Данильченко В.Є., Фрадіна Н.В. Хімія. 8 – 9 класи: Навч. посібник. – Х.: Країна мрій™, 2003. - с. 167-168.

2. Хомченко Г.П. Химия. – М.: Высшая школа, 1981. – Ч. ІІ, Гл. 13, §§ 110-113, с. 119-121.

3. Стахеєв О.Ю. Хімія. Узагальнюючі схеми і таблиці. – Тернопіль: «Богдан», 1998. – с. 20.

Тема 2.7. Залізо

План

1. Ферум.

2. Фізичні властивості заліза.

3. Хімічні властивості заліза.**

4. Добування та застосування заліза.*

5. Сполуки Феруму.*

6. Якісні реакція на катіони Fe²⁺ i Fe³⁺.**

1. Ферум – d-елемент VІІІ-В групи періодичної системи.

Будова атома:

Електронна конфігурація атома Феруму: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

Найхарактерніші ступені окиснення +2 і +3 (відомі сполуки, де Ферум виявляє ступені окиснення, що дорівнюють 0, +6).

За поширенням у природі Ферум посідає четверте місце після Оксигену, Силіцію, Алюмінію. Трапляється у вигляді різних сполук: оксидів, сульфідів, силікатів та ін. У вільному стані – тільки в метеоритах. Основні мінерали, що містять Ферум:

2. Чисте залізо – сріблясто-білий блискучий метал, пластичний, відносно м’який, легко кується, прокатується, зварюється. Густина заліза ρ = 7,87 г/см³, температура плавлення t_пл=1535^oС. Має здатність намагнічуватися.

3. Залізо належить до металів середньої хімічної активності:

1) взаємодіє з киснем: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

2) під час нагрівання взаємодіє з іншими неметалами – хлором, сіркою, вуглецем, азотом: 2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃