Page 1

Відповіді на всі завдання для самоконтролю до підручника Н. М. Буринської «Хімія» §1 1. Хімія належить до природничих наук. Хімія вивчає природу, весь навколишній світ і передусім — речовини та їх перетворення. Отже хімія — це наука про речовини та їх перетворення. Хімія — наука, що вивчає речовини, їх будову, властивості, застосування і перетворення речовини.

ld z

3. Хімія велику роль відіграє у розвитку таких галузей промисловості, як мікроелектроніка, радіотехніка, космічна техніка, автоматика та обчислювальна техніка. Розвиток цих галузей неможливий без нових матеріалів з особливими властивостями: надчистих, надтвердих, надпровідних, жароміцних тощо. Таких матеріалів немає в природі, їх дає сучасна хімія. Рослинництву хімія дає мінеральні добрива, засоби захисту рослин від шкідників і хвороб, тваринництву — кормові добавки, лікарські препарати. Широко використовується хімія в сучасному побуті. Сюди можна віднести використання мила, пральних порошків, соди, дезінфікуючих і профілактичних речовин, засобів для виведення плям, лаків і фарб, парфумів і ліків тощо. Отже продукти хімії і хімічні процеси використовуються всюди: у промисловості й сільському господарстві, на транспорті й у медицині, у будівництві й побуті.

al

ХІМІЯ

.n et

2. Епіграф нас знайомить з новою наукою — хімією. В епіграфі розповідається про те, яку важливу роль відіграє ця наука в повсякденному житті людини. Тобто без хімії неможливо обійтися у сучасному світі. Вона використовується в енергетиці, сільському господарстві, металургії, виробництві будівельних матеріалів, вибухових речовин тощо.

4. Вивчати хімію в школі потрібно насамперед тому, що кожна людина має володіти хімічними знаннями й уміти користуватися ними практично. Адже хімія може приносити не тільки користь, а й завдавати шкоди, якщо не знати властивостей речовин і їх вплив на людину та навколишню природу і користуватися речовинами неправильно, якщо погано уявляти собі особливості хімічних перетворень цих речовин.

§3 1. Навколо нас оточують безліч предметів — фізичних тіл. Наприклад, цинк — речовина, а цинкове відро — фізичне тіло. Вода — речовина, а крапля води — фізичне тіло. Речовини, які використовуються для виготовлення предметів, фізичних тіл, прийнято називати матеріалами. 2. Речовини: залізо, крохмаль, спирт, вода. Тіла: цвях, сніжинка, краплина роси, сірник. 3. За стандартних умов вода — це рідина, без кольору, без запаху. Наша­ тирний спирт — рідина, без кольору, але має різкий запах. 884

4. Речовини існують у різних агрегатних станах. Лід, вода і водяна пара — це твердий, рідкий і газуватий стани однієї і тієї самої ­речовини — води.


Отже, тверда, рідка й газувата форми не є індивідуальними характеристиками води. Вони відповідають різним станам існування води за певних умов. Тому не можна приписувати воді лише ознаку рідини, кисню — ознаку газу, а залізу — ознаку твердої речовини. Будь-яка речовина в разі зміни умов може перейти в інший агрегатний стан. 5. а) Глюкоза, повітря (тіло), крохмаль; б) туман (тіло), вода, пісок; в) вуглекислий газ, кисень, мідь; г) залізо, молоко (тіло), жир. 6.

Вода

За стандартних умов агрегатний стан

рідина

колір

без кольору

запах

без запаху

.n et

Речовина

Мідь

тверда речовина

жовто-червоного кольору без запаху

Оцет

рідина

без кольору

Кисень

газ

Цукор

тверда речовина

з різким запахом

без кольору

без запаху

білого кольору

без запаху

ld z

7. По-перше залізо має більшу температуру плавлення, ніж свинець. Сви­ нець більш пластична речовина, яка легко піддається деформації.

1. Чиста речовина — це речовина індивідуальна, яка не містить домішок інших речовин.

al

2. Суміш — це сукупність різних речовин, які становлять одне фізичне тіло. Чисту речовину можна відрізнити від суміші: — за кольором, наприклад вуглекислий газ (газ без кольору), а його суміш (з киснем, азотом) ми можемо спостерігати при пожежах у вигляді диму; — за реакційною здатністю, тобто чисті речовини реагують набагато енергійніше, ніж їх суміші.

ХІМІЯ

§4

3. Способи розділення сумішей: відстоювання, фільтрування, випарювання, кристалізація, дистиляція. 4. Довести, що нафта є сумішшю, можна, якщо провести її первинну переробку, яка заключається в її перегонці. При перегонці нафти отри­ мують світлі нафтопродукти: бензин, гас, лігроїн, солярове мастило, а в залишку — в’язку чорну рідину — мазут. 5. Щоб розділити порошок крейди та тирсу, треба всипати цю суміш у воду і дати їй відстоятись. Порошок крейди з часом осяде на дно посудини, а тирса спливе. Воду з тирсою зливають. 6. а)  молоко — (суміш); б)  вода — (речовина);

в)  повітря — (суміш); г)  вуглекислий газ — (речовина).

885


7. а)  кисень — (речовина індивідуальна); б)  ґрунт — (суміш); в)  граніт — (суміш); г)  хлорид натрію — (речовина індивідуальна). 8. 1) Розчиняють суміш (річний пісок і кухонну сіль) у воді. Кухонна сіль розчиняється у воді. Пісок осідає на дно. 2) Відстоюють суміш. 3) Воду зливають у чашку та випарюють. Вода випаровується, а сіль залишається на дні чашки для випарювання. 9. Я вважаю, що цю посудину використовують для розділення двох рідин, що не змішуються одна з одною. Щось на зразок сучасної ділиль­ної воронки.

.n et

10. Я вважаю, що перед переробкою побутового сміття і паперової макулатури позбутися від залізних предметів можна за допомогою магніту. Адже залізо притягуватиметься магнітом. 11. В середині пилососа розташований спеціальний фільтр, на якому і осі­ дають частинки пилу, а вже чисте повітря виходить з пилососу.

ld z

§5

1. Молекула — найменша частинка речовини, що складається з двох і більшої кількості хімічно зв’язаних атомів і яка здатна до самостійного існування. Атом — найдрібніша частинка речовини, що складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів. Ядро атома містить елементарні частинки — протони. Вони мають заряд +1. Заряд електрона становить –1. Частіше атоми або втрачають, або приєднують електрони і стають зарядженими частинками — йонами.

al

ХІМІЯ

12. Розділення сумішей шляхом фільтрування або декантації в умовах кос­ мічної станції проводити не можна через наявність невагомості.

2. Вид атомів із певним зарядом ядра називають хімічним елементом. Хі­ мічні елементи позначають однією або двома літерами їхньої латинської назви. Наприклад, Магній — Mg, Хлор — Cl, Сульфур — S. 3. Усі хімічні елементи за властивостями поділяють на метали й немета­ ли. До елементів-металів належать Алюміній Al, Натрій Na, Магній Mg тощо, до елементів-неметалів — Оксиген O, Хлор Cl, Фосфор P тощо. 4.

886

Хімічний символ елементу

Вимовляється

Назва

Cu

купрум

Купрум

Al

алюміній

Алюміній

Mn

манган

Манган

Ca

кальцій

Кальцій


Хімічний символ елементу

Вимовляється

Назва

S

Ec

Сульфур

N

Нітроген

O

O

Оксиген

Mg

магній

Магній

K

калій

Калій

Hg

гідраргірум

Меркурій

Cl

хлор

Хлор

Силіцій — Si — силіцій; Неон — Ne — неон; Цинк — Zn — цинк; Бром — Br — бром.

.n et

5. Барій — Ba — барій; Натрій — Na — натрій; Аргентум — Ag — аргентум; Хром — Cr — хром;

7. Мідь — з одного (Cu); Вода — з двох (H2O); Кухонна сіль — з двох (NaCl);

Залізо — з одного (Fe); Кисень — з одного (O); Барій сульфід — з двох (BaS).

al

8. а) На честь учених: Cm (Кюрій); Es (Ейнштейній), Fm (фермій), Md (мен­ делевій), Na (но­белій), Lr (лоуренсій); б) на честь країн: Fr (францій), Gr (германій), Am (америцій), Po (полоній, названий на честь батьківщини М. Кюрі).

ХІМІЯ

ld z

6. Всі хімічні елементи утворилися внаслідок складних процесів ядерно­ го синтезу в зірках і в космічному просторі. Найпоширенішими елементами Всесвіту є Гідроген H і Гелій He: 75 % усіх атомів, що є у Все­світі,— це атоми Гідрогену H, а 24 % — атоми Гелію He. На решту хімічних елементів припадає лише 1 %. На Землі найпоширенішими є Оксиген O (47 %), за ним ідуть Силіцій Si (27,6 %), Алюміній Al (8,8 %), Ферум Fe (4,65 %). Ці елементи разом із Кальцієм Ca, Натрієм Na, Калієм K і Магнієм Mg складають понад 99 % маси земної кори.

9. Елемент Титан було відкрито у кінці XVIII ст. Титан одержав свою назву за аналогією з титанами — давніми міфічними мешканцями Землі. У 1830 р. хіміку Нільсу Сефстрему вдалось вилучити зі шлаку «кращих» домен невідомий чорний порошок. Сефстрем зробив висновок, що чудову ковкість металу надає присутність у руді якогось невідомого елемента, що міститься в чорному порошку. Цьому новому елементу Сефстрем дав назву ванадій на честь легендарної Ванадіс — богині красоти давніх скандинавів. 10. Уран — 92-й елемент Періодичної системи Менделєєва, останній та найбільш важкий із усіх існуючих в природі елементів. Цей елемент займає в сучасному житті особливе місце. Головний елемент ядерної енергетики і сировина для отримання другого головного енергетичного елемента — плутонія. Він причетний до багатьох відкриттів ХХ сторіччя. Уран допоміг розкрити таємниці атома, став джерелом небаченої потужності. Відкрив уран німецький хімік Клапрот в 1789 році. Виділив із саксонської смоляної руди чорну металоподібну речовину, і назвав її ­ ураном. 887


Більше п’ятдесяти років ця речовина вважалась металом і тільки в 1841 році французький хімік Пеліго довів, що це оксид урану UO2 . Пройшло ще 55 років і в 1896 році Бєккерель виявив, завдяки урану, явище радіоактивності, а в 1903 році Д. І. Менделєєв.

§6 1. Відносна атомна маса — це фізична величина, що визначається відно­ шенням маси атома елемента до 1/12 маси атома Карбону.

2. Нині за одиницю порівняння вибрано 1/12 частину маси атома Карбону. Вона називається атомною одиницею маси — (1 а. о. м. = 1, 66 ⋅ 10−27 кг = 1, 66 ⋅ 10 = 1, 66 ⋅ 10−27 кг = 1, 66 ⋅ 10 −24 г) . Відносна атомна маса позначається символом Ar . На­ приклад, маса атома Флуору F 3, 15481 ⋅ 10−23 г. Отже, відносна атомна маса Флуору дорівнює: 3, 15481 ⋅ 10−23 г = 18, 9984 ( а. о. м.) = 19 . 1, 66057 ⋅ 10 −24 г

.n et

Ar ( F ) =

Це означає, що маса одного атома Флуору в 19 разів більша від 1/12 маси атома Карбону, тобто від 1 а. о. м. Отже, Ar ( F ) = 19.

ld z

Ar ( F ) = 56 — Ферум. Знаходимо масу атома Феруму: 56 ⋅ 1, 66057 ⋅ 10 −24 г = 9, 299 ⋅ 10 −23 г . Знаходимо масу атома Силіцію: 28 ⋅ 1, 66057 ⋅ 10 −24 г = 4, 649 ⋅ 10 −23 г . 9, 299 ⋅ 10−23 Отже, = 2, 00 — у 2 рази атом Ферума важче за атом Си­ 4, 649 ⋅ 10−23 ліцію.

4.

Ar ( O ) = 15, 9994 = 16 ,

Ar ( Mn ) = 54, 9380 = 55 ,

Ar ( Cl ) = 35, 453 = 35, 5 ,

Ar ( Pb ) = 207, 2 = 207 .

Ar ( Ca ) = 40, 08 = 40 ,

al

ХІМІЯ

3.

5.

Ar ( H ) = 1, 0079 ;

Ar ( Cu ) = 63, 546 ;

Ar ( N ) = 14, 0067 = 14 ,

Ar ( C ) = 12, 011 ; Ar ( Br ) = 79, 904 .

Ar ( S ) = 32, 06 ;

H → C → S → Cu → Br . 6. Назва хімічного елемента

Хімічний символ елемента

Вимова символу

Відносна атомна маса

Гідроген

H

Аш

1

Карбон

C

Це

12

Фосфор

P

Пе

31

Цинк

Zn

Цинк

65

7. Найменша Ar ( H ) = 1, 0079 . Найбільша Ar ( Ns ) = 261. 8. За формулою знаходимо масу атома Гідрогена: 888

m = V ⋅ ρ, mн = 1 см3 ⋅ 0, 09 г/см3 = 0, 09 г


і масу атома Оксигену: mо = 1 см3 ⋅ 1, 43 г/см3 = 1, 43 г . 1, 43 г = 15, 9 разу маса атома Гідрогену менша від маси атома 0, 09 г Оксигену. Звідси:

§7

.n et

1. Хімічна сполука, утворена атомами одного хімічного елемента, називається простою речовиною. Хімічна сполука, утворена атомами різних хімічних елементів, називається складною речовиною. Приклад простих речовин: азот N2, хлор Cl2, кисень O2. Приклад складних речовин: вода H2O, барія хлорид BaCl2, вуглекислий газ CO2. 2. Прості речовини: хлор, йод, алюміній. Складні речовини: ферум оксид, вода, барій хлорид.

al

4. Коефіцієнт показує число молей речовини. Індекс показує число атомів. Наприклад, молекула води H2O складається з 2-х атомів Гідрогена й од­ ного атома Оксигену. Приклад коефіцієнтів: у реакції нейтралізації беруть участь 2 молі натрій гідроксиду ( NaOH ) і 1 моль сірчаної кислоти ( H2SO4 ) :

ХІМІЯ

ld z

3. Метали: Fe, Zn, Hg. Неметали: O, H, S, C, P. Fe — ферум, Zn — цинк, Hg — меркурій, O — оксиген, H — гідроген, S — сульфур, C — карбон, P — фосфор. Прості речовини цих елементів: Fe — залізо, O2 — кисень, O3 — озон, H2 — водень, Zn — цинк, Hg — ртуть, S — сірка, C — вуглець, P — фосфор.

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O . 5. 3H — три атоми Гідрогену, 4H2O — чотири молекули води, 2CO2 — дві молекули вуглекислого газу, 3H2 — три молекули водню. 6. Сірчана кислота H2SO4 складається з двох атомів Гідрогену, одного атома Сульфуру, чотирьох атомів Оксигену. Формула читається: «ашдва-ес-о-чотири». 7. Вода — складна речовина, адже складається з двох простих гідрогену H і оксигену O: 2H2 + O2 = 2H2O . Другий спосіб одержання воді — це одержання з двох складних речовин (з натрій гідроксиду і сульфатної кислоти): 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O .

889


8. Відмінність між складними речовинами і сумішами: Складна речовина

а)  утворюється за допомогою фізич­ ного процесу — змішування речовин; б)  властивості речовин, з яких скла­ дається суміш, залишаються незмінними; в)  склад довільний, вихідні речови­ ни змішуються у будь-яких масо­ вих співвідношеннях; г)  розкладається на складові части­ ни за допомогою фізичних методів

а)  утворюється за допомогою хі­ мічного процесу — синтезу ре­ човин; б)  властивості речовин, з яких до­ буто складну речовину, не збе­ рігаються; в)  склад визначений, вихідні речовини реагують у певних масових співвідношеннях; г)  розкладається на складові частини лише за допомогою хімічних реакцій

.n et

Суміш

9. Елементи-метали: Ca (кальцій), Al (алюміній), Cr (хром). Елементи-неметали: Cl2 (хлор-два, хлор), O2 (о-два, кисень), C (це, вуглець).

ld z

11. а)  HBr;

б)  H2S;

в)  Cl2O7.

al

ХІМІЯ

10. Мал. б — прості речовини (всі частини однакового розміру, а значить й однакової природи). Мал. г, д — складні речовини (частинки двох різних кольорів). Мал. в — чиста речовина (речовина складається з частинок однакового розміру). Мал. а — суміш (наявність частинок абсолютно різних між собою за розмірами).

§8

1. Склад сполук залежить від валентності атомів. Кількісно валентність визначається числом атомів Гідрогену, які приєднує атом даного хімічного елементу. IV II

II II

V II

IV II

2. а) Pb O , Pb O2 , P2 O5 , Si O2 ; I

I

I

II

III

I

IV

I

б) H Br , H2 S , P H3 , Si H4 . II

I

I

I

III

II

II II

I

IV

I

II

I

V

I

3. а) Cu Cl2 , K Cl , Fe Cl3 , C Cl4 , Zn Cl2 , P Cl5 ; II II

I

I

II

III

II

II II

б) Mg S , Na2 S , Cu S , Cu2 S , Al2 S3 , Zn S . I

4. N2 O — оксид азоту (I), III

890

N2 O3 — оксид азоту (ІІІ),

II

N O — оксид азоту (ІІ), IV

N O2 — оксид азоту (IV).


5.

IV

I

III

V

III

III

II

S O2 , K2 O , Cr2 O3 , P2 O5 , Ba O , тобто це P2O5. II

I

6. Mg O , S O3 , Fe2 O3 , Na2 O , тобто це Na2O. 7. NaCl — хлорид натрію, K2O — оксид калію, CaCl2 — хлорид кальцію, BaO — оксид барію, FeCl3 — хлорид заліза, Cr2O3 — оксид хрома. 8. Записуємо хімічні символи елементів, які входять до складу даного ок­ I II

III II

Cl O

 найменше   спільне   кратне   2 ⋅ 3 = 6 

;

IV II

.n et

сиду, над ними позначаємо валентності елементів: Cl O . Знаходимо найменше спільне кратне валентності обох елементів. Воно дорівнює 2 (1 ⋅ 2 = 2). Знайдене найменше спільне кратне почергово ділимо на валентність кожного з елементів. Отже, формула оксиду хлору: Cl2O. Аналогічно визначаємо формули оксидів хлору, де хлор проявляє валентності 3, 4, 5, 7 відповідно: V II

VII II

Cl O ; Cl O ; Cl O . ( 4 ⋅ 2 = 8 ) (5 ⋅ 2 = 10 ) (7 ⋅ 2 = 14 )

ld z

Звідси: Cl2O3; ClO2; Cl2O5; Cl2O7. II

III

IV

VII

al

§9

ХІМІЯ

II

9. Cu O , Fe O , Fe2 O3 , Mn O2 , Mn2 O7 . Це є метали побічної підгрупи, їх валентність не обов’язково дорівнює номеру групи.

1. Mr ( O3 ) = 3Ar ( O ) = 3 ⋅ 16 = 48 ;

Mr ( MgO ) = Ar ( Mg ) + Ar ( O ) = 24 + 16 = 40;

Mr ( Na2CO3 ) = 2 Ar ( Na ) + Ar ( C ) + 3 Ar ( O ) = 2 ⋅ 23 + 12 + 3 ⋅ 16 = 106 .

2. C12H22O11 . Mr ( C12H22O11 ) = 12 − Ar ( C ) + 22 Ar ( H ) + 11 Ar ( O ) = 342 .

(

)

3. Mr Ca ( OH )2 = Ar ( Ca ) + 2 Ar ( O ) + 2 Ar ( H ) = 74. 4. Mr ( FeS2 ) = Ar ( Fe ) + 2 Ar ( S ) = 120 . W ( Fe ) =

nAr 56 = = 0, 47 або 47 %. Mr 120

5. Знаходимо молекулярну масу SO2: Mr ( SO2 ) = 32 + 2 ⋅ 16 = 64 , W =

nAr 2 ⋅ 16 = = 0, 5 або 50 %. Mr 64

Тепер знаходимо молекулярну масу SO3: Mr ( SO3 ) = 32 + 3 ⋅ 16 = 80 , W =

nAr 3 ⋅ 16 = = 0, 6 або 60 %. Mr 80

Масова частка оксигену більше в SO3.

891


6. Дано: m (червоного залізняку) = 2 т W ( Fe2O3 ) = 70 % m ( Fe ) — ? 0, 7 ⋅ 2 = 1, 4 т Fe2O3 . 1 Знайдемо масову частку Fe2O3:

Розв’язання: З умови задачі відомо, що червоний за­лізняк масою 1 т містить 0,7 т Fe2O3, а 2 т залізняку містить x т Fe2O3. Звідси за пропорцією: 1 т — 0,7 т Fe2O3 2 т — x т Fe2O3

x=

Mr ( Fe2O3 ) = 2 ⋅ 56 + 3 ⋅ 16 = 160 , W ( Fe ) =

nAr 2 ⋅ 56 = = 0, 7 . Mr 160

Звідси: m ( Fe ) = W ( Fe ) ⋅ m ( Fe2O3 ) = 0, 7 ⋅ 1, 4 = 0, 98 т .

.n et

Відповідь: m ( Fe ) = 0, 98 т . 7. (в) Mr ( H3PO4 ) = 3 Ar ( H ) + Ar ( P ) + 4 Ar ( O ) = 3 + 31 + 4 ⋅ 16 = 98 . 8.

Ar ( CO2 ) = 12 + 2 ⋅ 16 = 44 а. о. м.

9. Mr ( H2SO4 ) = 2 ⋅ 1 + 32 + 4 ⋅ 16 = 98 ;

nAr 2 ⋅ 1 32 = = 0, 02 або 2 %, W ( S ) = = 0, 3265 або 32,7 %, Mr 98 98

ld z

W (H) = W (O) =

4 ⋅ 16 = 0, 6530 або 65,3 %. 98

10.

X2O . Mr ( X2O ) = 2 Ar ( X ) + Ar ( O ) = 2 ⋅ X + 16 .

↑ невідомий елемент

al

ХІМІЯ

Відповідь: а).

2 ⋅ X + 16 = 94 ,

2X = 78 , 78 X= = 39. Отже цей елемент → калій K. 2

11. Дано: W ( C ) = 75 % W ( H ) = 25 % Cx H y — ?

12. Дано: W ( Ca ) = 0, 4 = 40 % W ( C ) = 0, 12 = 12 % W ( O ) = 0, 48 = 48 % 892

Ca x C y Oz — ?

Розв’язання: W ( C ) W ( H ) 75 25 x:y = : = : , Ar ( C ) Ar ( H ) 12 1 x : y = 6, 25 : 25 , x : y = 1 : 4 . Формула CH4. Відповідь: формула СН4. Розв’язання: x:y:z =

W ( Ca ) W ( C ) W ( O ) 40 12 46 : : = : : , Ar ( Ca ) Ar ( C ) Ar ( O ) 40 12 16

x : y : z = 1 : 1 : 3 . Формула CaCO3. Відповідь: формула CaCO3.


13. а) Дано: Обчисли масові частки елементів в оксиді Cr2O3. Mr ( Cr2O3 ) = 2 Ar ( Cr ) + 3 Ar ( O ) = 152 , W ( Cr ) = W (O) =

nAr 2 ⋅ 52 = = 0, 68 або 68 %. Mr 152

3 ⋅ 16 = 0, 315 або 32 %; 152

б) Дано: W ( Cr ) = 52 % W ( O ) = 24 %

x : y = 1 : 1, 5 або 2 : 3. Формула Cr2O3.

.n et

Crx O y — ?

Розв’язання: W ( Cr ) W ( O ) 52 24 x:y = : = : , Ar ( Cr ) Ar ( O ) 52 16

Відповідь: формула Cr2O3.

§ 10

al

2. а) Фізичне явище — вода тільки змінила свій агрегатний стан; б) фізичне явище — скло залишилось незмінним; в) хімічне явище — речовина (повітря) перетворилась на інші дві (кисень і азот); г) хімічне явище — нафта перетворюється на гуму; д) хімічне явище — виділення газу і теплоти; е) фізичне явище — агрегатний стан речовини; є) хімічне явище — зміна забарвлення; ж) хімічне явище — поява іржі — є процес окислення.

ХІМІЯ

ld z

1. Явища, під час перебігу яких відбувається перетворення одних ре­ човин на інші, називаються хімічними явищами, або хімічними реак­ ціями. На відміну від хімічних, явища, під час перебігу яких речовина залишається незмінною, називається фізичними.

3. Хімічні реакції, що відбуваються з виділенням теплоти, називаються екзотермічними. Приклад: якщо внести у полум’я блискучу стрічку магнію, вона спа­ лахує і згоряє, випромінюючи яскраве світло й велику кількість теплоти. При цьому магній перетворюється на білий порошок — магній оксид. Хімічні реакції, які відбуваються з поглинанням теплоти, називаються ендотермічними. Приклад: при нагріванні в пробірці купруму(ІІ) гід­роксиду під впливом нагрівання речовина розкладається на дві нові — купрум(ІІ) оксид — (осад чорного кольору) і воду. Для горіння магнію нагрівання потрібно лише спочатку, аби розпочалася реакція, а далі вона сама відбувається з виділенням теплоти і світла, а для розкладання купрум(ІІ) гідроксиду нагрівання потрібне не тільки для початку реакцій, а й для її перебігу, оскільки процес відбувається 893 з поглинанням теплоти.


4. Ознаками хімічних реакцій можуть бути виділення газу, утворення або зникнення осаду, зміна забарвлення, поява або зникнення запаху, виділення або поглинання теплоти, випромінювання світла тощо. 5. Для виникнення і перебігу хімічної реакції необхідно подрібнення і перемішування речовин, а часто й нагрівання їх до певної температури. 6. г) прокисання молока, спалювання дров. 7. Знати умови виникнення і перебігу хімічних реакцій потрібно для того, щоб контролювати хімічну реакцію, зупинити в потрібний момент, отримати необхідні продукти реакції.

.n et

8. 1) Які можна помітити ознаки реакції горіння магнію? 2) Який продукт утворюється при згоранні магнію? 3) До екзотермічної чи ендотермічної можна віднести хімічну реакцію при згоранні магнію? 4) Чи обов’язково тримати стрічку магнію спеціальним тримачем під час реакції?

§ 11

ld z

2. Закон збереження маси відкрив й експериментально підтвердив ро­ сійський хімік М. В. Ломоносов (1748 р.) та французький учений А. Л. Лавуазьє. Сучасне формулювання закону: загальна маса речовин, які вступили в хімічну реакцію, дорівнює загальній масі речовин, що утворилися внаслідок реакції.

al

ХІМІЯ

1. Під час перебігу хімічних реакцій атоми не зникають і не утворюються з нічого. Їхня кількість залишається незмінною до і після реакції.

894

3. Оскільки свічка — це вуглеводень, то в результаті реакції горіння вугле­ водень взаємодіє з киснем і одним із продуктів реакції є вуглекислий газ CO2 . У результаті цього свічка зменшується в масі. 4. Хімічне рівняння — це умовний запис реакції за допомогою хімічних формул і математичних знаків. Хімічне рівняння показує: а)  які речовини беруть участь у реакції; б)  які речовини утворюються; в)  яке співвідношення речовин. Приклад. У процесі горіння водень взаємодіє з киснем повітря, сполучивши їх знаком плюс. У правій частині після стрілки записуємо формулу добутого продукту: H2 + O2 → H2O . Запис відображує схему реакції. Тепер підбираємо коефіцієнти, аби кількість атомів кожного елемента в лівій і правій частинах рівняння була однакова. Після цього стрілку можна замінити на знак «дорівнює». Звідси: 2H2 + O2 = 2H2O . 5. 2Zn + O2 = 2ZnO ;

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 ;

2Al + 3S = Al2S3 ;

2KClO3 = 2KCl + 3O2 ;

2Na + Cl2 = 2NaCl ;

Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe .

6. При прожарюванні металу у запаяній скляній посудині (реторті) ви­ явилося: якщо посудину із металом зважити до і після прожарювання,


не розкриваючи її, то маса залишається незмінною. А якщо нагрівати метал у відкритій реторті, то маса збільшується за рахунок сполучення металу з киснем повітря. Розв’язання: Ba + Cl2 = BaCl2 ;

7. Дано: m ( Ba ) = 274 г

m ( BaCl2 ) = m ( Ba ) + m ( Cl2 ) ;

m ( Cl2 ) = 142 г

m ( BaCl2 ) = 274 + 142 = 416 ( г ) .

m ( BaCl2 ) — ?

Відповідь: m ( BaCl2 ) = 416 ( г ) .

8. Дано: m ( HgO ) = 4, 34 г

Розв’язання: 2HgO = 2Hg + O2 ; m ( O2 ) = m ( HgO ) − m ( Hg ) ;

m ( O2 ) — ?

m ( O2 ) = 4, 34 − 4, 03 = 0, 31 ( г ) .

.n et

m ( Hg ) = 4, 03 г

Відповідь: m ( O2 ) = 0, 31 ( г ) .

9. BaCl2 + 2AgNO3 = Ba ( NO3 )2 + 2AgCl .

Al2 ( SO4 )3 + 6NaOH = 2Al ( OH )3 + 3Na 2SO4 .

3Ca ( OH )2 + 2H3PO4 = Ca3 ( PO4 )2 + 6H2O . 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 .

II

II

10. 2 Mg + O2 = 2MgO .

V

II

4 P + 5 O2 = 2P2O5 .

2 Al + 3 Cl2 = 2AlCl3 .

H2 + Cl2 = 2HCl .

I

I

I

al

III

I

II

2 Na + S = Na2S . III

II

4 Al + 3 O2 = 2Al2O3 .

§ 12

ХІМІЯ

ld z

2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O .

1. Оксиген — найпоширеніший хімічний елемент на Землі. Масова частка його в оболонці Землі становить близько 52 %. У зв’язаному стані, тобто як хімічний елемент, Оксиген входить до складу води, піску, глини, гірських порід і мінералів. Він є у складі всіх речовин, з яких побудо­ вані живі організми. Зокрема в організмі людини на вміст Оксигену припадає майже 65 %.

2. У вільному стані, як проста речовина, кисень O2 є у повітрі. Масова частка його — 23 %, об’ємна — 21 %. Кисень міститься також у природних водах. Біохімічне очищення річкової та морської води відбувається за допомогою розчиненого у воді кисню. 3. 1-й спосіб. Збирання кисню: при нагріванні розкладання калій перманганату KMnO4 на: калій манганат K2MnO4, манган(IV) оксид MnO2 і кисень O2: t

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2 . За стандартних умов кисень являє собою газ, який не має ні кольору, 895 ні запаху. Він погано розчиняється у воді.


2-й спосіб. До гідроген пероксиду H2O2 в пробірці додають щіпку чорного порошку MnO2, відбувається бурхлива реакція з виділенням кисню. Кисень збирається в посудину за способом витіснення повітря. Довести, що в посудині кисень, а не повітря можна за допомогою тліючої скіпки. В кисні вона спалахує, а на повітрі — жевріє. 4. Два найпоширеніші способи добування кисню у лабораторії: розкладання калій перманганату та реакція гідроген пероксиду H2O2 з манган(IV) оксидом MnO2 (див. пит. 3 вище). 5. Каталізатори — це речовини, які змінюють швидкість хімічної реак­ ції, але не входять до складу її продуктів. Вони широко використовуються у промисловості. Каталізатори підвищують продуктивність хімічних процесів.

7. W ( O ) — ?

.n et

6. До горловини колби треба піднести тліючу скіпку. У кисні вона має спалахувати, в повітрі — жевріє. Mr ( KMnO4 ) = 39 + 55 + 4 ⋅ 16 = 158 , W ( O ) =

nAr 4 ⋅ 16 = = 0, 40 або 40 %. Mr 158

ld z

8. Для добування кисню у промисловості використовують фізичні процеси, а в лабораторії — хімічні процеси.

1. Хімічні властивості кисню: 1) Кисень підтримує горіння й бере участь у реакції як вихідна речовина: 4P + 5O2 = 2P2O5 . Реакція сполучення фосфору з киснем. Про­ дукт — фосфор(V) оксид. 2) Під час горіння вуглинки утворюється вуглекислий газ, або карбон(IV) оксид CO2: C + O2 = CO2 . 3) Взаємодіє кисень із сірою, при цьому утворюється безбарвний газ із різним запахом — сульфур(IV) оксид SO2 і виділяється велика кількість теплоти: S + O2 = SO2 . 4) Реагує кисень і з металами: 3Fe + 2O2 = Fe3O4 . Отримується залізна жужелиця Fe3O4. 5) Горять у кисні й складні речовини. Так при горінні метану CH4 утворюється вуглекислий газ CO2 і вода H2O: CH4 + 2O2 = CO2K + 2H2O .

al

ХІМІЯ

§ 13

2. Натрій(І) оксид — Na2O. Магній(ІІ) оксид — MgO. Алюміній(ІІІ) оксид — Al2O3. II

3. 2 Cu + O2 = 2 CuO . IV

4V + 5O2 = 2 V2 O5 .

IV

Se + O2 = Se O2 .

VI

2W + 3O2 = 2 W O3 .

I

4Li + O2 = 2 Li2 O .

4. Горіння сірководню H2S: 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O . Реакція горіння ацетилену C2H2: 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O . 896

Реакція горіння пропану C3H8: C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O .


5. Подібно до фосфору, сірки, вуглецю й заліза з киснем сполучається більшість металів і неметалів. При цьому завжди виділяється теплота, а реакції часто супроводжуються горінням. Проте не завжди взаємодія речовин із киснем супроводжується горінням, але при цьому завжди виділяється теплота. Такі процеси називаються повільним окиснен­ ням. Металеві вироби з часом темнішають, оскільки більшість металів повільно оксинюється на повітрі навіть за стандартної температури. У свою чергу горінням називають таку хімічну реакцію, під час якої відбувається окиснення речовин із виділенням теплоти і світла.

.n et

6. Реакція окиснення, що супроводжується виділенням теплоти і світла, називається реакцією горіння. У кисні горіння відбувається інтенсивніше, ніж на повітрі — суть реакції горіння й повільного окиснення одна й та сама, а зовнішні вияви різні, оскільки різняться умови перебігу цих реакцій. Швидке окиснення — горіння вуглинки: C + O2 = CO2 . Повільне окиснення — окиснення алюмінію: 4 Al + 3O2 = 2Al2O3 .

ld z

7. У парниках як джерело теплоти використовується повільне окиснення гною. В живих організмах також відбувається процеси повільного окиснення. Теплота, що при цьому виділяється, розсіюється у довкілля. А якщо теплота не відводиться, то організм хворіє і може навіть загинути. У разі повільного окиснення речовин і матеріалів на виробництві, якщо теплота не відводиться, температура підвищується так, що може трапитися самозаймання — повільне окиснення переходить у горіння. Тому на заводах, автобазах забороняється збирати в купу промаслене ганчір’я після витирання машин, щоб не виникла пожежа. Розв’язання: Mr ( BrO3 ) = 11 ⋅ 2 + 16 ⋅ 3 = 70 , B O3 nAr 2 ⋅ 11 W (B) = = = 0, 31 , Mr 70 W (B) — ? nAr 16 ⋅ 3 W (O) — ? W (O) = = = 0, 68 . Mr 70 Відповідь: W ( B ) = 0, 31, W ( O ) = 0, 68 .

ХІМІЯ

8. Дано:

al

III

9. Дано: m ( руда ) = 1 т

W ( ZnS ) = 38, 8 %

m ( Zn ) — ?

Розв’язання: Знаходимо масову частину цинку Zn: Mr ( ZnS ) = 65 + 32 = 97 , W ( Zn ) =

nAr 65 = = 0, 67 . Mr 97

Звідси знаходимо m ( Zn ) в 1 т руди:

m ( Zn ) = W ( Zn ) ⋅ W ( ZnS ) = 0, 67 ⋅ 0, 388 = 0, 260 т = 260 кг . Відповідь: m ( Zn ) = 260 кг . 10. Дано: m ( Ферум оксид ) = 40 г m ( Fe ) = 28 г m ( O ) = 12 г Fex O y — ?

Розв’язання: Знаходимо масову частину елементів: W ( Fe ) =

28 = 0, 7 = 70 %; 40

897


W (O) = Звідси: x:y=

12 = 0, 3 = 30 %. 40

W ( Zn ) W ( O ) 70 30 : = : , x : y = 1, 25 : 1, 875 . Ar ( Fe ) Ar ( O ) 56 16

Ділимо на найменше число (на 1,25): x : y = 1 : 1, 5 . Приводимо до цілих чисел (домножуємо на 2): x : y = 2 : 3 ; отже формула Fe2O3. Відповідь: формула Fe2O3. Розв’язання:

11. Дано: m ( Me ) = 5, 4 г

III

m ( оксид ) = 10, 2 г

4 Me + 3O2 = 2Me2O3 .

ld z

al

ХІМІЯ

.n et

Приймаємо молекулярну масу невідомого елемента за x, тоді: Me — ? — 10,2 г 5,4 г г г 4⋅x — 2 ( 2 ⋅ x + 16 ⋅ 3 ) . моль моль Звідси за пропорцією 5, 4 ⋅ ( 4x + 96 ) = 4x ⋅ 10, 2 , 21, 6x + 518, 4 = 40, 8x , 518, 4 = 19, 2x , г x = 27 . моль г Отже Mr = 27 , цей елемент — алюміній Al. моль Відповідь: алюміній Al.

§ 14

1. Застосування кисню в практичній діяльності людини надзвичайно різноманітне. Воно ґрунтується передусім на здатності кисню підтримувати горіння речовин. Його застосовують для добування вибухових речовин; також у разі зварювання металів. Кисень широко використовується для інтенсифікації металургійних процесів добування чавуну і сталі. Киснем наповнюють балони спеціальних приладів, якими користуються льотчики під час висотних польотів. Оскільки кисень горить, його використовують для різних видів палива. Кисень широко застосовується в медицині. Кисневі подушки, кисневі палатки полегшують утруднене дихання.

2. Зменшення кисню в атмосфері внаслідок окиснення, в тому числі гниття, горіння, дихання, поновлюється виділенням кисню рослинами під час фотосинтезу. Фотосинтез вищих рослин і водоростей — єдине джерело атмосферного кисню O2. Рослинний покрив Землі щороку виділяє в атмосферу 5 ⋅ 1011 т кисню. Проте цієї кількості достатньо тільки для компенсування його природної витрати. Тому дуже важливо зберігати й поширювати зелені насадження. Завдяки їм у природі постійно відбувається кругообіг Оксигену. 898

3. Нафтова плівка згубно впливає на життєдіяльність одноклітинних зе­ лених водоростей, адже сонячне проміння не проникає крізь плівку,


в результаті чого не відбувається фотосинтезу і відповідно кругообігу Оксигену в природі. 4. Дано: за 1 добу = 4 м3 O2 m ( O2 ) — ? n ( O2 ) — ? } За добу Тоді: n ( O2 ) =

Розв’язання: Якщо за 1 добу людина поглинає 4 м2 O2, тоді густина кисню становить 1,42 г/л. г m ( O2 ) = ρ ( O2 ) ⋅ V ( O2 ) = 1, 42 ⋅ 4000 дм3 = л = 5700 г = 5, 7 кг .

m ( O2 ) 5700 г = = 178 моль . M ( O2 ) 32 г/моль

.n et

Відповідь: m ( O2 ) = 5, 7 кг , n ( O2 ) = 178 моль .

§ 15

2. Чисте залізо — це сріблясто-білий блискучий метал, тугоплавкий (tплав = 1535 °C) , доволі м’який і пластичний, тому легко обробляється: кується, прокатується, штампується. Густина заліза становить 7,87 г/см3. Заліза мас здатність намагнічуватися і розмагнічуватися.

al

3. Залізо — метал помірної хімічної активності. Особливо чисте заліза доволі стійке в сухому повітрі. 1) Взаємодіє з киснем: 3Fe + 2O2 = Fe3O4 . 2) Взаємодіє із сіркою: Fe + S = FeS . 3) На повітрі під впливом вологи і кисню заліза легко вкривається іржею, яка не захищає його від подальшого окиснення. Взаємодіє залі­ зо з іншими неметалами проявляючи при цьому валентність 2 і 3.

ХІМІЯ

ld z

1. У тваринних організмах тривалентний елемент Ферум входить до скла­ ду найголовнішого білка крові, червоного пігменту — гемоглобіну, який обумовлює колір крові. Гемоглобін переносить кисень від органів дихання до різних тканин, а вуглекислий газ CO2 — від тканин до органів дихання. Ферум є складовою багатьох ферментів, які забезпечують процеси тканинного дихання. Ферум — необхідний елемент для кровотворення.

4. У хімічних реакціях залізо проявляє валентності 2 і 3: II nAr 56 2Fe + O2 = 2 Fe O , Mr ( FeO ) = 56 + 16 = 72, W ( Fe ) = = = 0, 77 . Mr 72 III 56 ⋅ 2 = 0, 70 . 4Fe + 3O2 = 2 Fe2 O3 , Mr ( Fe2O3 ) = 56 ⋅ 2 + 16 ⋅ 3 = 160 , W ( Fe ) = 160 Отже, масова частка Феруму більше в оксиді FeO і становить 0,77 або 77 %.

§ 16 1. Хімічний елемент Ферум є всюди: в живій природі, морській воді, на дні океану, в землі, у космосі. За поширенням у природі Ферум посідає четверте місце (4,65 % за масою) після Оксигену, Силіцію, 899


Алюмінію. Ферум входить до складу крові людини і тварини. Він накопичується в печінці, кістковому мозку, в селезінці. У рослин Ферум входить до складу протоплазми клітин і сприяє внутрішньоклітинному диханню, а також утворенню хлорофілу. Сполуки Феруму є в морській воді. На дні океанів трапляються природні поклади, багаті на Ферум (і Манган Mn).

.n et

2. У зв’язаному стані елемент Ферум входить до складу гірських порід. Гірські породи, з яких економічно вигідно добувати метал, називають рудами. Найважливіші залізні руди — це: — магнітний залізняк Fe3O4; — червоний залізняк Fe2O3; — бурий залізняк Fe2O3 ⋅ H2O; — шпатовий залізняк FeCO3.

ld z

4. Усі металеві вироби з часом іржавіють. Це відбувається внаслідок взаємодії металу з навколишнім середовищем, а саме кисень повітря, волога тощо. Металеві промислові та сільськогосподарські споруди, транспортні засоби тощо дуже швидко руйнуються та стають непридатними для подальшого використання. Це великі фінансові втрати для кожної країни. Тому на сьогоднішній день стоїть задача зупинити чи хоча б загальмувати цей процес руйнування металевих виробів. Адже це дасть змогу зберігати й так обмежені ресурси металів.

al

ХІМІЯ

3. У хімічній промисловості залізо використовують як каталізатор у багатьох синтезах, у медицині — як засіб проти недокрів’я. В електротехніці — як матеріал для осердя електромагнітів та якорів електрома­шин, для пластин акумуляторів. Не менш важливе значення для промисловості мають сполуки Феруму та сплави заліза — чавун і сталь. У наш час саме вони становлять основу сучасної техніки і сільськогосподарського машинобудування, транспорту і засобів зв’язку, космічних кораблів і взагалі всієї сучасної промисловості й цивілізації.

5. Бувають металічні і неметалічні захисні поверхневі покриття металів. Металічні — це покриття металевих виробів цинком, оловом, свинцем, нікелем, хромом та іншими металами. Неметалічні — це покриття лаком, фарбою, емаллю та іншими речовинами. Ці покриття ізолюють метал від зовнішнього середовища. Покриття залізних виробів нікелем, хромом, крім захисту від іржавіння і руйнування, надає їм красивого зовнішнього вигляду.

900

himija burinska 7  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you