Самостійна робота студентів. 1. Визначте об’єм газу, що утвориться при дії на 45 грам міді нітратною кислотою, якщо вихід продукту від теоретично можливого становить 78%.

1. Визначте об’єм газу, що утвориться при дії на 45 грам міді нітратною кислотою, якщо вихід продукту від теоретично можливого становить 78%.

2. Визначте об’єм водню необхідний для добування 24 л сірководню, якщо вихід від теоретичного становить 80 %.

3. Визначте об’єм газу, що утвориться при дії на 30 г магнію, в якому 10 % домішок сірководнем.

4. Визначте масу солі, що утвориться при дії на 20 г ферум (2) оксиду, в якому 30 % домішок, сульфатною кислотою.

 

 

Тема 2 Неметалічні елементи та їх сполуки.

Заняття 8 Карбон і Силіцій та їх сполуки. Будівельні матеріали.. Охорона

довкілля

Навчальні питання:

1. Оксиди Карбону і Силіцію, властивості і застосування.

2. Добування та застосування вуглекислого газу. Парниковий ефект.

Принцип дії вогнегасника.

3. Карбонатна кислота і карбонати, їх властивості. Якісна реакція на карбонат

– іон. Перетворення карбонатів, кислі солі.

4. Твердість води та способи її усунення.

5. Силікатна кислота і силікати природні та штучні.

6. Будівельні матеріали: скло, цемент, бетон, їх використання.

Навчальна література:

Л-1 с 81-106

Л-4 с 37 -41

І. Організаційний етап.

ІІ. Актуалізація знань студентів.

Положення Карбону і Силіцію в п.с.

У ІV групі C, Si є типовими неметалами, Ge(германій) проявляє властивості металів і неметалів, Sn (олово), Pb (свинець) – є типовими металами. На зовнішньому електронному рівні цих елементів знаходяться два спарених s-електрона, два неспарених р-електрона та вільна

р-орбіталь, на яку під час збудження може розпарований електрон

s-підрівня. Тому валентність цих елементів становить ІV, а ступені окиснення – 4, 0, + 2,+ 4.

 

Пригадайте, що називається алотропією?(явище існування хімічного елемента у вигляді кількох простих речовин). Які алотропні модифікації карбону вам відомі.?(алмаз, графіт, карбін, флуорени). Що називається адсорбцією? (це поглинання однієї речовини поверхнею іншої. Речовини, на поверхні яких відбувається поглинання називають адсорбентами, приклад – активоване вугілля)

Хімічні властивості простих речовин - вуглецю та кремнію:

1. Реагують з неметалами: киснем, воднем, та іншими 2C + O₂=2CO,

C+ O₂ = CO₂; Si + O₂ = SiO₂; C + H₂ = CH₄; C+2S = CS₂

2. Реагують з металами. Mg + C = Mg₂C Ca +C=CaC₂

3. Реагують з оксидами. ZnO + C = CO + Zn; 2 Al₂O₃ + 9 C = Al + CO₂

Властивості водневих сполук CH₄ та SiH₄

Водневі сполуки карбону і силіцію не виявляють ні кислотних ні основних властивостей. Це пояснюється низькою полярністю зв’язків С – Н та Si – H внаслідок близьких значень електронегативностей цих атомів і не полярності будови молекул CH₄ та SiH_4.

 

Властивості оксидів Карбону і силіцію.

	CO	CO2	SiO2
Назви сполук	Карбон (ІІ) оксид Чадний газ Монооксид вуглецю	Карбон(ІV) оксид Вуглекислий газ Діоксид вуглецю	Силіций (ІV) оксид Діоксид кремнію
Фізичні властивості	Т кип = - 780 С Безбарвний отруйний газ, без запаху, не набагато легший за повітря, погано розчинний у воді.	Т кип = - 1910 С Безбарвний газ, не має запаху, важчий за повітря, сублімує, утворюючи «сухий лід»	Тверда. безбарвна, тугоплавка речовина Т плав = 16100С
Поширення в природі	Утворюється під час горіння органічних речовин при нестачі кисню	Утворюється під час горіння органічних речовин, в результаті дихання.	Мінерал – кварц, гірський кришталь, агат, яшма, пісок; входить до складу багатьох мінералів.
Хімічні властивості	Несолетворний оксид не взаємодіє з кислотами і лугами. Реагує з неметалами 2CO+O2=2CO2 CO+Cl2=COCl2 (фосген) Відновлює метали з їх сполук. Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 MnO+CO=Mn+CO2 Взаємодіє з водяною пароюCO+H2O=CO2+H2	Кислотний оксид. Взаємодіє з водою CO2+H2O=H2CO3 Основними оксидами CaO+CO2=CaCO3 основами. Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O Взаємодіє з карбонатами перетворюючи їх на кислі солі – гідроген карбонати CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2	Кислотний оксид, нерозчинний у воді і з водою не реагує Під час сплавлення реагує з лугам SiO2+2NaOH=Na2SiO3 +H2O карбонатами лужних металів SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2 основними оксидами. SiO2+CaO=CaSiO3
Одержання	Взаємодія розжареного вугілля з вуглекислим газом CO2+C=2CO чи водяною парою H2O+C=CO +H2 У лабораторії добувають з мурашиної кислотиHCOOH=CO+H2O	Термічний розклад карбонатів CaCO3=CO2+H2O У лабораторії дією на вапняк чи мармур хлоридною кислотою CaCO3 +2HCl =CaCl2+ H2O+CO2	З природних джерел
Використання	У пірометалургії як відновник, він входить до складу газоподібного штучного палива, застосовують у органічному синтезі	Для виробництва соди, газування води, у вогнегасниках	Для створення будівельних малеріалів., виробництво скла кераміки.

 

Парниковий ефект – загальне підвищення температури атмосфери Землі в наслідок збільшення вмісту в атмосфері парникових газів (газів з великою теплоємністю Н₂О, СО, СО₂); призводить до зміни клімату, таїння льодовиків, підвищення рівня океану, опріснення його, зміни тваринного і рослинного світу, збільшення розміру пустель, збільшення кількості та інтенсивності різних стихійних лих: урагани, потопи, смерчі, суховії і т.д.

Карбонатна і силікатна кислоти.

	Н2СО3	Н2SiO3
Назви	Карбонатна кислота Вугільна кислота	Силікатна кислота Кремнієва кислота
Фізичні властиіості	Малостійка сполука існує тільки в розведених розчинах	Нерозчинна у воді драглиста речовина білого кольору.
Хімічні властивості	Слабка двохосновна кислота Н2СО3↔Н+ +СО3 2- Взаємодіє з металами H2CO3+2Na =Na2CO3 + H2 основними оксидами основами H2CO3+CaO = CaCO3+H2O З солями може утворювати кислі солі. H2CO3+Na2CO3=2NaHCO3 натрій гідроген карбонат	Розкладається при нагріванні H2SiO3=H2O+SiO2 повільно реагує з розчинами лугів H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O
Хімічні властивості солей	Солі називаються карбонати Карбонати активних металів розчинні у воді, всі інші – ні. Карбонати (крім карбонатів лужних металів розкладаються при нагріванні. CaCO3=CaO+CO2 Якісна реакція на карбонат іон – взаємодія з сильнішою кислотою – виділяється газ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2	Солі називаються силікати, силікати лужних металів у воді розчиняються, а всі інші – ні можуть реагувати з карбонатною кислотою. K2SiO3+CO2+H2O=K2CO3+H2SiO3 ↓ Якісна реакція на силікат іон – взаємодія з хлоридною кислотою K2SiO3 +2HCl=2KCl+H2SiO3
Одержання	Пропусканням через воду вуглекислого газу CO2+H2O=H2CO3	Обробкою силікату лужного металу кислотою K2SiO3 +2HCl=2KCl+H2SiO3

Найважливіші карбонати:

NaHCO₃ - Сода харчова

Na₂CO₃ - Сода кальцинована

K₂CO₃ - Поташ

Na₂CO₃×10H₂O - Кристалічна сода

MgCO₃ - Граніт, мармур

MgCO₃×CaCO₃ - Доломіт

CaCO₃ - Вапняк, крейда. Ракушняк

Твердість води зумовлена наявністю солей Mg²⁺ та Ca²⁺ у воді. Чим більший вміст цих солей – тим більша твердість. Загальна твердість складається з карбонатної(тимчасової) та некарбонатної (постійної)

Карбонатна твердість	Не карбонатна твердість
Спричинена наявністю у воді кальцій та магній гідроген карбонатів.	Обумовлена наявністю сульфатів, хлоридів, нітратів кальцію та магнію
Усунення твердості води.
1) Кипятіння води Ca(HCO3)2 =CaCO3↓+H2O+CO2 2) Додавання соди Ca(HCO3)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaHCO3 3) Додавання гашеного вапна. Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O	1) Содовий метод CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4 CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl 2) Фосфатний метод 3) 3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2↓ +3Na2SO4