Amfoteeristen hydroksidien vuorovaikutus alkalien kanssa. Amfoteeristen hydroksidien ominaisuudet

Ennen kuin puhutaan kemialliset ominaisuudet emäkset ja amfoteeriset hydroksidit, määritellään selvästi, mikä se on?

1) Emäkset tai emäksiset hydroksidit sisältävät metallihydroksidit hapetustilassa +1 tai +2, ts. joiden kaavat kirjoitetaan joko MeOH:na tai Me(OH) 2:na. Poikkeuksia kuitenkin löytyy. Joten hydroksidit Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2 eivät kuulu emäksiin.

2) Amfoteerisiin hydroksideihin kuuluvat metallihydroksidit hapetusasteella +3, +4 ja poikkeuksin hydroksidit Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2. Metallihydroksidit hapetustilassa +4, in KÄYTÄ tehtäviä eivät täytä, joten sitä ei oteta huomioon.

Emästen kemialliset ominaisuudet

Kaikki pohjat on jaettu:

Muista, että beryllium ja magnesium eivät ole maa-alkalimetalleja.

Veteen liukenemisen lisäksi alkalit dissosioituvat hyvin myös vesiliuoksissa, kun taas liukenemattomilla emäksillä on alhainen dissosiaatioaste.

Tämä ero liukoisuudessa ja kyvyssä dissosioitua alkalien ja liukenemattomien hydroksidien välillä johtaa puolestaan ​​huomattaviin eroihin niiden kemiallisissa ominaisuuksissa. Joten erityisesti alkalit ovat kemiallisesti aktiivisempia yhdisteitä ja pystyvät usein osallistumaan niihin reaktioihin, joihin liukenemattomat emäkset eivät pääse.

Emästen reaktio happojen kanssa

Alkalit reagoivat ehdottomasti kaikkien happojen kanssa, myös erittäin heikkojen ja liukenemattomien happojen kanssa. Esimerkiksi:

Liukenemattomat emäkset reagoivat lähes kaikkien liukoisten happojen kanssa, älä reagoi liukenemattoman piihapon kanssa:

On huomattava, että sekä vahvat että heikot emäkset yleinen kaava lajit Me (OH) 2 voivat muodostaa emäksisiä suoloja hapon puutteella, esimerkiksi:

Vuorovaikutus happooksidien kanssa

Alkalit reagoivat kaikkien happamien oksidien kanssa muodostaen suoloja ja usein vettä:

Liukenemattomat emäkset pystyvät reagoimaan kaikkien korkeampien happooksidien kanssa, jotka vastaavat stabiileja happoja, esimerkiksi P 2 O 5, SO 3, N 2 O 5, jolloin muodostuu keskimääräisiä suoloja1:

Liukenemattomat emäkset, jotka ovat muotoa Me (OH) 2, reagoivat veden läsnä ollessa hiilidioksidin kanssa yksinomaan muodostaen emäksisiä suoloja. Esimerkiksi:

Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O

Piidioksidin kanssa reagoivat sen poikkeuksellisen inerttisyyden vuoksi vain vahvimmat emäkset, alkalit. Tässä tapauksessa muodostuu normaaleja suoloja. Reaktio ei etene liukenemattomien emästen kanssa. Esimerkiksi:

Emästen vuorovaikutus amfoteeristen oksidien ja hydroksidien kanssa

Kaikki alkalit reagoivat amfoteeristen oksidien ja hydroksidien kanssa. Jos reaktio suoritetaan sulattamalla amfoteerinen oksidi tai hydroksidi kiinteän alkalin kanssa, tällainen reaktio johtaa vedyttömien suolojen muodostumiseen:

Jos käytetään alkalien vesiliuoksia, muodostuu hydroksokompleksisuoloja:

Alumiinin tapauksessa väkevän alkalin ylimäärän vaikutuksesta Na-suolan sijasta muodostuu Na3-suola:

Emästen vuorovaikutus suolojen kanssa

Mikä tahansa emäs reagoi minkä tahansa suolan kanssa vain, jos kaksi ehtoa täyttyy samanaikaisesti:

1) lähtöyhdisteiden liukoisuus;

2) sakan tai kaasun läsnäolo reaktiotuotteiden joukossa

Esimerkiksi:

Pohjien lämpöstabiilisuus

Kaikki alkalit, paitsi Ca(OH) 2, kestävät lämpöä ja sulavat hajoamatta.

Kaikki liukenemattomat emäkset sekä vähän liukoinen Ca (OH) 2 hajoavat kuumennettaessa. Suurin osa lämpöä kalsiumhydroksidin hajoaminen - noin 1000 o C:

Liukenemattomissa hydroksideissa on paljon enemmän matalat lämpötilat hajoaminen. Joten esimerkiksi kupari(II)hydroksidi hajoaa jo yli 70 o C:n lämpötiloissa:

Amfoteeristen hydroksidien kemialliset ominaisuudet

Amfoteeristen hydroksidien vuorovaikutus happojen kanssa

Amfoteeriset hydroksidit reagoi vahvojen happojen kanssa:

Amfoteeriset metallihydroksidit hapetustilassa +3, ts. tyyppi Me (OH) 3, eivät reagoi happojen, kuten H 2 S, H 2 SO 3 ja H 2 CO 3, kanssa, koska suolat, jotka voivat muodostua tällaisten reaktioiden seurauksena, ovat alttiina palautumattomalle hydrolyysille alkuperäinen amfoteerinen hydroksidi ja vastaava happo:

Amfoteeristen hydroksidien vuorovaikutus happooksidien kanssa

Amfoteeriset hydroksidit reagoivat korkeampien oksidien kanssa, jotka vastaavat stabiileja happoja (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5):

Amfoteeriset metallihydroksidit hapetustilassa +3, ts. tyyppi Me (OH) 3, älä reagoi happooksidien SO 2 ja CO 2 kanssa.

Amfoteeristen hydroksidien vuorovaikutus emästen kanssa

Emäksistä amfoteeriset hydroksidit reagoivat vain alkalien kanssa. Tässä tapauksessa, jos käytetään alkalin vesiliuosta, muodostuu hydroksokompleksisuoloja:

Ja kun amfoteeriset hydroksidit sulatetaan kiinteisiin emäksiin, saadaan niiden vedettömät analogit:

Amfoteeristen hydroksidien vuorovaikutus emäksisten oksidien kanssa

Amfoteeriset hydroksidit reagoivat sulautuessaan alkali- ja maa-alkalimetallien oksideihin:

Amfoteeristen hydroksidien lämpöhajoaminen

Kaikki amfoteeriset hydroksidit ovat veteen liukenemattomia ja, kuten kaikki liukenemattomat hydroksidit, hajoavat kuumennettaessa vastaavaksi oksidiksi ja vedeksi.

Kanssa kreikkalainen sana "amfoteros" käännetään "yhdeksi ja toiseksi". Amfoteerisuus on aineen happo-emäsominaisuuksien kaksinaisuutta. Hydroksideja kutsutaan amfoteerisiksi, joilla voi olosuhteista riippuen olla sekä happamia että emäksisiä ominaisuuksia.

Esimerkki amfoteerisesta hydroksidista on sinkkihydroksidi. Tämän hydroksidin kaava emäksisessä muodossaan on Zn(OH)2. Mutta voit kirjoittaa sinkkihydroksidin kaavan happomuodossa asettamalla vetyatomit etusijalle, kuten epäorgaanisten happojen kaavoissa: H2ZnO2 (kuva 1). Silloin ZnO22- on hapan jäännös, jonka varaus on 2-.

Riisi. 1. Sinkkihydroksidin kaavat

Amfoteerisen hydroksidin ominaisuus on, että sen vahvuus eroaa vähän O-N liitännät ja Zn-O. Tästä johtuu ominaisuuksien kaksinaisuus. Reaktioissa happojen kanssa, jotka ovat valmiita luovuttamaan vetykationeja, on hyödyllistä, että sinkkihydroksidi katkaisee Zn-O-sidoksen luovuttaen OH-ryhmän ja toimimalla emäksenä. Tällaisten reaktioiden seurauksena muodostuu suoloja, joissa sinkki on kationi, joten niitä kutsutaan kationityyppisiksi suoloiksi:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O (emäs)

Reaktioissa alkalien kanssa sinkkihydroksidi toimii happona ja luovuttaa vetyä. Tässä tapauksessa muodostuu anionisia suoloja (sinkki on osa happojäännöstä - sinkaattianionia). Esimerkiksi kun sinkkihydroksidi sulatetaan kiinteään natriumhydroksidiin, muodostuu Na2ZnO2 - anionisen tyypin natriumsinkaatin keskimääräinen suola:

H2ZnO2 + 2NaOH (TV.) = Na2ZnO2 + 2H2O (happo)

Vuorovaikutuksessa alkaliliuosten kanssa amfoteeriset hydroksidit muodostavat liukoisia kompleksisuoloja. Esimerkiksi kun sinkkihydroksidi reagoi natriumhydroksidiliuoksen kanssa, muodostuu natriumtetrahydroksosinkaattia:

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2

2- on monimutkainen anioni, joka on yleensä suljettu hakasulkeisiin.

Siten sinkkihydroksidin amfoteerisuus johtuu mahdollisuudesta, että vesiliuoksessa on sinkki-ioneja sekä kationien että anionien koostumuksessa. Näiden ionien koostumus riippuu väliaineen happamuudesta. AT alkalinen ympäristö ZnO22- anionit ovat stabiileja ja Zn2+-kationit ovat stabiileja happamassa ympäristössä.

Amfoteeriset hydroksidit ovat veteen liukenemattomia aineita, ja kuumennettaessa ne hajoavat metallioksidiksi ja vedeksi:

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 = Al203 + 3H2O

Hydroksidissa ja oksidissa olevan metallin hapetusasteen tulee olla sama.

Amfoteeriset hydroksidit ovat veteen liukenemattomia yhdisteitä, joten niitä voidaan saada vaihtoreaktiolla siirtymämetallisuolan ja alkalin välillä. Esimerkiksi alumiinihydroksidi muodostuu alumiinikloridin ja natriumhydroksidin liuosten vuorovaikutuksesta:

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Kun nämä liuokset valutetaan, muodostuu valkoinen hyytelömäinen alumiinihydroksidisakka (kuva 2).

Mutta samaan aikaan alkalin ylimäärää ei voida sallia, koska amfoteeriset hydroksidit liukenevat alkaleihin. Siksi alkalin sijasta on parempi käyttää ammoniakin vesiliuosta. Se on heikko emäs, johon alumiinihydroksidi ei liukene. Kun alumiinikloridi reagoi vesiliuos ammoniakki muodostaa alumiinihydroksidia ja ammoniumkloridia:

AlCl3+3NH3. H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Riisi. 2. Alumiinihydroksidin saostus

Amfoteeriset hydroksidit muodostuvat siirtymällä kemiallisia alkuaineita ja niillä on kaksi ominaisuutta, toisin sanoen ne ovat sekä happoa että emästä. Haemme ja vahvistamme alumiinihydroksidin amfoteerisen luonteen.

Saamme alumiinihydroksidisakan koeputkeen. Tätä varten alumiinisulfaatin liuokseen lisätään ei suuri määrä alkaliliuosta (natriumhydroksidia), kunnes muodostuu sakka (kuva 1). Huomaa: tässä vaiheessa alkalia ei saa olla liikaa. Tuloksena oleva sakka valkoinen väri on alumiinihydroksidi:

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4

Seuraavaa koetta varten jaamme tuloksena olevan sakan kahteen osaan. Sen osoittamiseksi, että alumiinihydroksidilla on hapon ominaisuuksia, on välttämätöntä suorittaa sen reaktio alkalin kanssa. Päinvastoin, alumiinihydroksidin perusominaisuuksien todistamiseksi sekoittamalla se hapon kanssa. Lisää yhteen koeputkeen, jossa on alumiinihydroksidisakka, alkali-natriumhydroksidiliuos (tällä kertaa otetaan ylimäärä alkalia). Sakka liukenee. Reaktion seurauksena muodostuu monimutkainen suola - natriumhydroksoaluminaatti:

Al(OH)3 + NaOH = Na

Kaada kloorivetyhappoliuosta toiseen koeputkeen sedimentin kanssa. Sakka myös liukenee. Tämä tarkoittaa, että alumiinihydroksidi ei reagoi vain alkalin, vaan myös hapon kanssa, eli sillä on amfoteerisia ominaisuuksia. Tässä tapauksessa vaihtoreaktio etenee, muodostuu alumiinikloridia ja vettä:

Kokemus nro 3. Natriumvuorovaikutus suolahappo ja hiilidioksidia

Lisäämme laimeaa suolahappoliuosta tipoittaineen. Tarkkailemme alumiinihydroksidin saostumista ja sen myöhempää liukenemista:

Na + HCl = Al(OH)3¯ + NaCl + H2O

Al(OH)3+ 3HCl = AlCl3 + 3H2O

Natriumtetrahydroksoaluminaatti on epästabiili ja hajoaa happamassa ympäristössä. Katsotaan, tuhoaako heikko hiilihappo kompleksin.

Ohjaamme hiilidioksidin natriumläpi. Hiilidioksidia puolestaan ​​saadaan marmorin ja kloorivetyhapon välisessä reaktiossa. Jonkin ajan kuluttua muodostuu veteen liukenemattoman alumiinihydroksidin suspensio, joka ei katoa, kun hiilidioksidia kulkee edelleen.

Na + CO2= Al(OH)3¯ + NaHC03

Eli ylimääräinen hiilidioksidi ei liukene alumiinihydroksidia.

Lähteet

http://www.youtube.com/watch?t=146&v=EQO8iViXb1s

http://www.youtube.com/watch?t=6&v=85N0v3cQ-lI

esityksen lähde - http://ppt4web.ru/khimija/amfoternye-oksidy-i-gidroksidy.html

http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/11-class

amfoteerinen Niitä kutsutaan sellaisiksi hydroksideiksi, jotka olosuhteista riippuen osoittavat joko emästen tai happojen ominaisuuksia.

Amfoteeriset hydroksidit sisältävät:

Ve (OH) 2, Zn (OH) 2, A1 (OH) 3, Cr (OH) 3, Sn (OH) 2, Pb (OH) 2

ja jotkut muut.

Amfoteeriset hydroksidit reagoivat:

a) happojen kanssa

Esimerkiksi:

A1 (OH) 3 + ZNS1 \u003d A1C1 3 + ZN 2 O,

Zn (OH) 2 + H 2SO 4 \u003d ZnSO 4 + 2H 2O;

b) happamilla oksideilla,

2A1 (OH) 3 + 3SiO 2 A1 2 (SiO 3) 3 + ZH 2 O.

Näissä reaktioissa amfoteeriset hydroksidit osoittavat emästen ominaisuuksia .

sisään) perusteilla,

kun kiinteät aineet sulavat, muodostuu suoloja.

Esimerkiksi:

A1 (OH) 3 + NaOH tv. NaA1O 2 + 2H 2O,

Zn(OH) 2 + 2KOH tv. K 2 ZnO 2 + 2 H 2 O.

Näissä reaktioissa amfoteeriset hydroksidit osoittavat happojen ominaisuuksia.

Reaktioissa alkalien vesiliuosten kanssa muodostuu vastaavia kompleksisia yhdisteitä.

Esimerkiksi:

A1 (OH) 3 + NaOH-liuos \u003d Na [A1 (OH) 4],

natriumtetrahydroksoaluminaatti

Zn (OH) 2 + 2KOH -liuos \u003d K 2

kaliumtetrahydroksosinkaatti

G) emäksisten oksidien kanssa:

2Cr(OH)3 + K2O 2KCrO2 + 3H20.

Tässä reaktiossa amfoteerisella hydroksidilla on happamia ominaisuuksia. Reaktio etenee reagoivien aineiden fuusioimalla.

Menetelmät emästen saamiseksi

1. Yleinen menetelmä emästen valmistamiseksi on liuoksenvaihtoreaktiosuolaa alkaliliuoksella. Vuorovaikutuksessa muodostuu uusi emäs ja uusi suola.

Esimerkiksi:

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4,

K 2CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2KOH + VaCO 3 ↓.

Tällä menetelmällä voidaan saada sekä liukenemattomia että liukenevia emäksiä.

2. Alkaleita voidaan saada antamalla alkali- ja maa-alkalimetallit reagoida veden kanssa..

Esimerkiksi:

2Na + 2H 2O \u003d 2NaOH + H2,

Ca + 2H 2O \u003d Ca (OH) 2 + H2.

3. Alkaleita voidaan saada myös alkali- ja maa-alkalimetallien oksidien vuorovaikutuksella veden kanssa.

Esimerkiksi:

Na 2 O + H 2 O \u003d 2NaOH,

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.

4.Alkalitekniikassa saadaansuolaliuosten elektrolyysi(esimerkiksi kloridit).

Esimerkiksi:

2NaС1 + 2Н 2 О
2NaOH + H2 + C12.

Pohjien käyttöalueet

Natrium- ja kaliumhydroksideja (NaOH ja KOH) käytetään öljytuotteiden puhdistukseen, saippuan, viskoosin, paperin valmistukseen, käytetään tekstiili- ja nahkateollisuudessa jne. Alkalit ovat osa liuoksia pintojen kemialliseen rasvanpoistoon. rauta- ja eräät ei-rautametallit ennen suoja- ja koristepinnoitteiden levittämistä.

Kalium-, kalsium-, bariumhydroksideja käytetään öljyteollisuudessa estettyjen porausnesteiden valmistukseen, mikä mahdollistaa epävakaiden porausten kiviä. Alkaliliuosten ruiskuttaminen muodostelmaan edistää tuottavien muodostumien öljyn talteenoton lisääntymistä.

Raudan (III), kalsiumin ja natriumin hydroksideja käytetään reagensseina kaasun puhdistukseen vetysulfidista.

Hydratoitua kalkkia Ca(OH) 2 käytetään metallin korroosion estäjänä meriveden vaikutuksesta sekä reagenssina veden kovuuden poistamiseen ja voiteluöljyjen valmistuksessa käytettävän polttoöljyn puhdistamiseen.

Alumiini- ja rauta(III)hydroksideja käytetään flokkulanteina vedenpuhdistukseen sekä porausnesteiden valmistukseen.

Säätiöt - Tämä on kemiallinen yhdiste, joka pystyy muodostamaan kovalenttisen sidoksen protonin (Brönsted-emäs) tai toisen kemiallisen yhdisteen vapaan orbitaalin (Lewis-emäs) kanssa

Emästen kemialliset ominaisuudet

Menetelmät emästen saamiseksi

1 . vesipitoisten suolaliuosten elektrolyysi aktiiviset metallit:

2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl22NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2

Metallisuolojen elektrolyysin aikana, kun se seisoo sarjassa jännitettä alumiiniin asti, vesi pelkistyy katodilla vapauttamalla kaasumaisia ​​vetyä ja hydroksidi-ioneja. Suolan dissosioitumisen aikana muodostuneet metallikationit muodostavat emäksiä tuloksena olevien hydroksidi-ionien kanssa.

2 . metallien vuorovaikutus veden kanssa: 2Na+2H2O=2NaOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H2 Tällä menetelmällä ei ole käytännön käyttöä laboratoriossa eikä teollisuudessa

3 . oksidien vuorovaikutus veden kanssa: CaO+H2O=Ca(OH)2CaO+H2O=Ca(OH)2

4 . vaihtoreaktioita(voidaan saada sekä liukoisia että liukenemattomia emäksiä): Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3

Amfoteeriset yhdisteet - Tämä aineet, joilla on reaktio-olosuhteista riippuen happamia tai emäksisiä ominaisuuksia.

Amfoteeriset hydroksidit - veteen liukenemattomia aineita, jotka kuumennettaessa hajoavat metallioksidiksi ja vedeksi:

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al (OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3 H 2 O

Esimerkki amfoteerisesta hydroksidista on sinkkihydroksidi. Tämän hydroksidin kaava emäksisessä muodossaan on Zn(OH)2. Mutta voit kirjoittaa sinkkihydroksidin kaavan happomuodossa asettamalla vetyatomit etusijalle, kuten epäorgaanisten happojen kaavoissa: H 2 ZnO 2 (kuva 1). Silloin ZnO 2 2- on happojäännös, jonka varaus on 2-.

Amfoteerisen hydroksidin ominaisuus on, että se eroaa vähän O-H- ja Zn-O-sidosten vahvuudessa. Tästä johtuu ominaisuuksien kaksinaisuus. Reaktioissa happojen kanssa, jotka ovat valmiita luovuttamaan vetykationeja, on hyödyllistä, että sinkkihydroksidi katkaisee Zn-O-sidoksen luovuttaen OH-ryhmän ja toimimalla emäksenä. Tällaisten reaktioiden seurauksena muodostuu suoloja, joissa sinkki on kationi, joten niitä kutsutaan kationityyppisiksi suoloiksi:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

Amfoteeriset oksidit - suolaa muodostavat oksidit, joilla on olosuhteista riippuen joko emäksisiä tai happamia ominaisuuksia (ts. amfoteerisuus). Siirtymämetallien muodostama. Amfoteerisissa oksideissa olevilla metalleilla on yleensä hapetusaste III - IV, lukuun ottamatta ZnO:ta, BeO:ta, SnO:ta, PbO:ta.

Amfoteeriset oksidit niillä on kaksinainen luonne: ne voivat olla vuorovaikutuksessa happojen ja emästen (emästen) kanssa:

Al 2 O 3 + 6HCl = 2AICl 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2Na.

Tyypillisiä amfoteerisia oksideja : H 2 O, BeO, Al 2 O 3 , Kr 2 O 3 , Fe 2 O 3 jne.

9. Kemiallinen termodynamiikka. Järjestelmäkäsitteet, entropia, entalpia, kemiallisen reaktion lämpövaikutus, Hessin laki ja sen seuraukset. Reaktion endotermi ja eksotermi, termodynamiikan 1. ja 2. laki, kemiallinen reaktionopeus (vaikuttavat tekijät), van't Hoffin sääntö, van't Hoffin yhtälö.

Kemiallinen termodynamiikka - tiede, joka tutkii järjestelmien ja lakien vakauden ehtoja.

Termodynamiikka - makrosysteemitiede.

Termodynaaminen järjestelmä - ympäröivän maailman makroskooppinen osa, jossa tapahtuu erilaisia ​​fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja.

hajautunut järjestelmä kutsutaan heterogeeniseksi systeemiksi, jossa yhden faasin pienet hiukkaset jakautuvat tasaisesti toisen faasin tilavuuteen.

Haje (Kreikan kielestä entropia) - käännös, muutos. Entropian käsite otettiin ensimmäisen kerran käyttöön termodynamiikassa peruuttamattoman energiahäviön mittaamiseksi. Entropiaa käytetään laajalti muilla tieteenaloilla: tilastollisessa fysiikassa minkä tahansa makroskooppisen tilan toteutumisen todennäköisyyden mittana; informaatioteoriassa - minkä tahansa kokemuksen (testin) epävarmuuden mitta, jolla voi olla erilaisia ​​​​tuloksia. Kaikilla näillä entropian tulkinnoilla on syvä sisäinen yhteys.

Entalpia (lämpöfunktio, lämpöpitoisuus) - termodynaaminen potentiaali, joka kuvaa järjestelmän tilaa termodynaamisessa tasapainossa, kun paine, entropia ja hiukkasten lukumäärä valitaan itsenäisiksi muuttujiksi.

Yksinkertaisesti sanottuna entalpia on energia, joka on käytettävissä muuntaa lämmöksi tietyssä vakiopaineessa.

Lämpövaikutukset ilmaistaan ​​yleensä termokemiallisissa yhtälöissä kemialliset reaktiot, käyttämällä järjestelmän ΔН entalpian (lämpösisällön) arvoja.

Jos ΔH< 0, то теплота выделяется, т.е. реакция является экзотермической.

Endotermisille reaktioille ΔH > 0.

Kemiallisen reaktion lämpövaikutus on lämpö, ​​joka vapautuu tai absorboituu tietyille reaktanttimäärille.

Reaktion lämpövaikutus riippuu aineiden tilasta.

Harkitse termokemiallista yhtälöä vedyn ja hapen reaktiolle:

Tämä merkintä tarkoittaa, että kun 2 moolia vetyä on vuorovaikutuksessa 1 moolin happea kanssa, muodostuu 2 moolia vettä kaasumaisessa tilassa. Tällöin lämpöä vapautuu 483,6 (kJ).

Hessin laki - Isobaarisissa-isotermisissä tai isokooris-isotermisissä olosuhteissa suoritetun kemiallisen reaktion lämpövaikutus riippuu vain lähtöaineiden ja reaktiotuotteiden tyypistä ja tilasta, eikä se riipu sen esiintymisreitistä.

Hessin lain seuraukset:

Käänteisen reaktion lämpövaikutus on yhtä suuri kuin päinvastaisen reaktion lämpövaikutus, ts. reaktioita varten

vastaamalla niihin lämpövaikutukset tasa-arvon sitoma

2. Jos systeemi tulee sarjan peräkkäisten kemiallisten reaktioiden seurauksena tilaan, joka on täysin sama kuin alkuperäinen (ympyräprosessi), niin näiden reaktioiden lämpövaikutusten summa on nolla, ts. useille reaktioille

niiden lämpövaikutusten summa

Muodostumisentalpia ymmärretään lämpövaikutukseksi, joka syntyy reaktiossa, jossa muodostuu 1 mooli ainetta yksinkertaiset aineet. Yleensä käytetään standardientalpia muodostumista. Ne on merkitty tai (usein yksi indekseistä jätetään pois; f - englanninkielisestä muodostelmasta).

Termodynamiikan ensimmäinen pääsääntö - Järjestelmän sisäisen energian muutos sen siirtyessä tilasta toiseen on yhtä suuri kuin työn summa ulkoiset voimat ja järjestelmään siirretyn lämmön määrä

Termodynamiikan ensimmäisen lain mukaan työtä voidaan tehdä vain lämmöllä tai jollain muulla energialla. Siksi työ ja lämmön määrä mitataan samoissa yksiköissä - jouleina (sekä energiana).

missä ΔU on sisäisen energian muutos, A on ulkoisten voimien työ, Q on järjestelmään siirtyneen lämmön määrä.

Termodynamiikan toinen pääsääntö - Mikään prosessi ei ole mahdollinen, jonka ainoa tulos olisi lämmön siirtyminen kylmemmästä kappaleesta kuumaan

Van't Hoffin sääntö toteaa, että jokaista 10° lämpötilan nousua kohden kemiallisen reaktion nopeus kasvaa 2-4 kertaa.

Tätä sääntöä kuvaava yhtälö on: (\displaystyle ~V_(2)=V_(1)\cdot \gamma ^(\frac (T_(2)-T_(1))(10)))

jossa V2 on reaktion nopeus lämpötilassa t2 ja V1 on reaktion nopeus lämpötilassa t1;

ɣ on reaktionopeuden lämpötilakerroin. (jos se on esimerkiksi 2, niin reaktionopeus kasvaa 2 kertaa, kun lämpötila nousee 10 astetta).

Endotermiset reaktiot - kemialliset reaktiot, joihin liittyy lämmön imeytyminen. Endotermisten reaktioiden osalta entalpian ja sisäisen energian muutos ovat positiivisia (\displaystyle \Delta H>0) (\displaystyle \Delta U>0), joten reaktiotuotteet sisältävät enemmän energiaa kuin alkuperäiset komponentit.

Endotermisiä reaktioita ovat mm.

metallien pelkistysreaktiot oksideista,

elektrolyysi (sähköenergia imeytyy),

elektrolyyttinen dissosiaatio (esimerkiksi suolojen liukeneminen veteen),

ionisaatio,

vesiräjähdys - suuri määrä pieneen vesimäärään syötettyä lämpöä kuluu nesteen välittömään lämmitykseen ja faasimuutokseen tulistettuun höyryyn, kun taas sisäinen energia kasvaa ja ilmenee höyryn kahden energian muodossa - molekyylinsisäinen lämpö ja molekyylien välinen potentiaali.

fotosynteesi.

eksoterminen reaktio - kemiallinen reaktio, johon liittyy lämmön vapautuminen. Endotermisen reaktion vastakohta.

Aihe: Yhdisteiden pääluokat, niiden ominaisuudet ja tyypilliset reaktiot

Oppitunti: Amfoteeriset hydroksidit

Kreikan kielestä sana "amfoteros" on käännetty "yhdeksi ja toiseksi". Amfoteerisuus on aineen happo-emäsominaisuuksien kaksinaisuutta. Hydroksideja kutsutaan amfoteerisiksi, joilla voi olosuhteista riippuen olla sekä happamia että emäksisiä ominaisuuksia.

Esimerkki amfoteerisesta hydroksidista on sinkkihydroksidi. Tämän hydroksidin kaava emäksisessä muodossaan on Zn(OH)2. Mutta voit kirjoittaa sinkkihydroksidin kaavan happomuodossa asettamalla vetyatomit etusijalle, kuten epäorgaanisten happojen kaavoissa: H 2 ZnO 2 (kuva 1). Silloin ZnO 2 2- on happojäännös, jonka varaus on 2-.

Riisi. 1. Sinkkihydroksidin kaavat

Amfoteerisen hydroksidin ominaisuus on, että se eroaa vähän O-H- ja Zn-O-sidosten vahvuudessa. Tästä johtuu ominaisuuksien kaksinaisuus. Reaktioissa happojen kanssa, jotka ovat valmiita luovuttamaan vetykationeja, on hyödyllistä, että sinkkihydroksidi katkaisee Zn-O-sidoksen luovuttaen OH-ryhmän ja toimimalla emäksenä. Tällaisten reaktioiden seurauksena muodostuu suoloja, joissa sinkki on kationi, joten niitä kutsutaan kationityyppisiksi suoloiksi:

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O

(perus)

Reaktioissa alkalien kanssa sinkkihydroksidi toimii happona ja luovuttaa vetyä. Tässä tapauksessa muodostuu anionisia suoloja (sinkki on osa happojäännöstä - sinkaattianionia). Esimerkiksi kun sinkkihydroksidi fuusioidaan kiinteän natriumhydroksidin kanssa, muodostuu Na 2 ZnO 2 - anionisen tyypin natriumsinkaatin keskimääräistä suolaa:

H 2 ZnO 2 + 2NaOH (TV.) = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

(happo)

Vuorovaikutuksessa alkaliliuosten kanssa amfoteeriset hydroksidit muodostavat liukoisia kompleksisuoloja. Esimerkiksi kun sinkkihydroksidi reagoi natriumhydroksidiliuoksen kanssa, muodostuu natriumtetrahydroksosinkaattia:

Zn(OH)2 + 2NaOH \u003d Na2

2- on monimutkainen anioni, joka on yleensä suljettu hakasulkeisiin.

Siten sinkkihydroksidin amfoteerisuus johtuu mahdollisuudesta, että vesiliuoksessa on sinkki-ioneja sekä kationien että anionien koostumuksessa. Näiden ionien koostumus riippuu väliaineen happamuudesta. Anionit ZnO 2- ovat stabiileja emäksisessä ympäristössä ja Zn 2+ -kationit ovat stabiileja happamassa ympäristössä.

Amfoteeriset hydroksidit ovat veteen liukenemattomia aineita, ja kuumennettaessa ne hajoavat metallioksidiksi ja vedeksi:

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al (OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3 H 2 O

Hydroksidissa ja oksidissa olevan metallin hapetusasteen tulee olla sama.

Amfoteeriset hydroksidit ovat veteen liukenemattomia yhdisteitä, joten niitä voidaan saada vaihtoreaktiolla siirtymämetallisuolan ja alkalin välillä. Esimerkiksi alumiinihydroksidi muodostuu alumiinikloridin ja natriumhydroksidin liuosten vuorovaikutuksesta:

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Kun nämä liuokset valutetaan, muodostuu valkoinen hyytelömäinen alumiinihydroksidisakka (kuva 2).

Mutta samaan aikaan alkalin ylimäärää ei voida sallia, koska amfoteeriset hydroksidit liukenevat alkaleihin. Siksi alkalin sijasta on parempi käyttää ammoniakin vesiliuosta. Se on heikko emäs, johon alumiinihydroksidi ei liukene. Kun alumiinikloridi reagoi ammoniakin vesiliuoksen kanssa, muodostuu alumiinihydroksidia ja ammoniumkloridia:

AlCl3 + 3NH3. H 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl

Riisi. 2. Alumiinihydroksidin saostus

Bibliografia

1. Novoshinsky I. I., Novoshinskaya N. S. Chemistry. Oppikirja luokalle 10 yleistä. inst. profiilin taso. - M .: LLC "TID" Venäjän sana- RS", 2008. (§54)
2. Kuznetsova N. E., Litvinova T. N., Levkin A. N. Kemia: luokka 11: Oppikirja opiskelijoille yleensä. inst. ( profiilin taso): 2 tunnissa. Osa 2. M .: Ventana-Graf, 2008. (s. 110-111)
3. Radetsky A.M. Kemia. Didaktinen materiaali. 10-11 luokkaa. - M.: Koulutus, 2011.
4. Khomchenko I. D. Kokoelma kemian tehtäviä ja harjoituksia lukio. - M.: RIA "New Wave": Kustantaja Umerenkov, 2008.