Файл: Федеральное агентство по образованию московский государственный университет технологий и управления.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 49
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
«Московский государственный университет технологий
и управления имени К.Г. Разумовского»
ОСНОВЫ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Студент_____________________________________________
Направление_________________________________________
Курс, форма обучения_________________________________
Шифр_______________________________________________
Преподаватели_______________________________________
3 // AgNО3 / Ag
Анодный процесс: Fe0 -2 = Fe2+
Катодный процесс: 1/2O2 + H2O + 2 = 2OH–
Так как ионы Fe2+ с гидроксильной группой образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии железа будет Fe(OH)2. При контакте с кислородом воздуха Fe(OH)2 быстро окисляется до метагидроксида железа FeO(OH), приобретая характерный для него бурый цвет:
4Fe(OH)2 + О2 = 4FeO(OH) + 2Н2О
4. Какой металл будет являться анодным покрытием для изделий из цинка: а) серебро, б) магний, в) железо (подчеркните)
ЭЛЕКТРОЛИЗ.
Таблица 7.
14
Меn+ + nê = Ме° Окислитель
Анод растворимый
Me - nê = Меn+ Восстановитель
Количественные соотношения выделяющихся при электролизе веществ определяются законом Фарадея, из которого следует
m=Э3jt/ 96500
m -масса в гр, Э - эквивалент вещества, j-сила тока в амперах, t- время в
сек, V- объем газа, Vг-экв- объем г-экв газа.
Схемы электролиза
1. Электролиз раствора ZnCl2 инертным анодом
Катод /--/ Zn2++ 2Сl-. Анод /+/
Н2O
Za2+ + 2ê = Zn° 2Сl- - 2ê = С12°
2. Электролиз раствора K2SO4 инертным анодом
. Катод / -12К+ + SO422- Анод / + /
Н2O
2Н2O+2ê = Н2 + 2ОH- 2Н2О - 4ё = O2 + 4H+
Ni
Катод /—/
3. Электролиз раствора с никелевым анодом
Анод / + /
Ni2+ + 2ê = Ni°
Ni° - 2ê = Ni2+
15
Лабораторная работа
Опыт 1. Электролиз раствора сульфата натрия
Na2SО4
Катод/-/ Н2О Анод/+/
2H2O + 2ē ⟶ H2 + 2OH- 2H2O - 4ē ⟶ O2 + 4H+
Наблюдения:
Опыт 2. Электролиз раствора медного купороса
CuSО4
Катод/-/ Н2О Анод/+/
Cu2+ + 2ē ⟶ Cu 2H2O - 4ē ⟶ O2 +4H+
Наблюдения:
Опыт 3. Электролиз раствора иодида калия.
KI
Катод/-/ Н2O : Анод/+/
2H2O + 2ē ⟶ H2 + 2OH- 2I- - 2ē ⟶ I2
Наблюдения:
Опыт 4. Электролиз раствора серной кислоты с применением растворимого анода "
H2SО4
Катод /-/ Н2О Анод/ + /
2Н + + 2 е = Н2 2Н2О – 4 е = О2 + 4Н +
Наблюдения:
Упражнения. 1.При электролизе какой соли на катоде будет восстанавливаться водород из воды: а) сульфата никеля, б) хлорида калия, в) фосфата калия (подчеркните)
а) CaCl2 ⇄ Ca2+ + 2Cl-
К(-): Ca2+ + 2ē ⟶ Ca
А(+): 2Cl- - 2ē ⟶ Cl2
Вывод: CaCl2 ⟶ Ca + Cl2↑
б) Катод: Pb(+2)+2e=Pb(0)
Анод: 2Н2О-4е=О2+4Н (+)
в) AgNO3 ⇄ Ag+ + NO3-
К(-): Ag+ + 1ē ⟶ Ag
А(+): 2H2O - 4ē ⟶ O2 + 4H+
Вывод: 4AgNO3 + 2H2O ⟶ 4Ag + O2 + 4HNO3
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Строение комплексных соединений по координационной теории
Вернера.
Комплексообразователь
K4[Fe(CN)6]
лиганды
Внешняя сфера внутренняя координационное число
комплекса сфера
комплексообразователя
Диссоциация комплексных соединений.
К, [ Fe (CN)6 ] → 4К+ + [ Fe (CN)6]4--
17
К4 [ Fe (CN)6 ] → 4K+ + [ Fe (CN)6 ]4-
2. По закону слабых электролитов:
[ Fe (CN)6 ] ↔ Fe2+ + 6CN-
3. Выражение константы нестойкости комплексного иона;
К= [ Fe2+] [CN-]6
[Fe(CN)64-]
Классификация и номенклатура комплексных соединений.
Комплексы бывают катионные, анионные, катионно-анионные и нейтральные в зависимости от заряда комплексного иона
В названиях солей используется общее правило: сначала называют анион, а затем катион в родительном падеже.
Название катиона начинают с координационного числа (используя греческие числительные: 2- ди, 3- три, 4- тетра, 5- пента, 6-гекса) и нейтральных лигандов: Н2О - аква, NНз - аммин, затем отрицательно заряженные лиганды: Сl-- хлоро, О2-- оксо, ОН- -гидроксо,NO2- -нитро, CN- - циано, SO42- сульфато и т.д. Последним называют комплексообразователь, в скобках указывая его степень окисления. Комплексообразователь в катионе называют по -русски. Например [Сu (NH3)4]S04 - сульфат тетраамминмеди /II/
Комплексообразователь в комплексном анионе называют употребляя латинское название элемента с окончанием "ат" впереди ставя его степень окисления.
Например, К2[ Си (CN)4] - тетрациано /II/ купрат калия.
Катноно-анионный комплекс: [ Pt (NH3)4][PtCl4] -тетрахлоро /II/ платинат тетрааминплатины /II/.
В нейтральных комплексах комплексообразователь называют в именительном падеже, а степень окисления его не указывают: [Pt (NH3)2Cl2] - диамминдихлороплатина.
Опыт 1 К 1 мл раствора соли меди прибавляют постепенно по каплям раствор аммиака. Первоначально выпавший осадок
растворяется.
I8
CuCl + NH4OH =
CuOHCl + NH4C1 + NH4OH =
KH=
Наблюдения и вывод:
Опыт 2. Распад комплексных соединений от действия кислот и
щелочей.
К растворами комплексных солей, полученных в предыдущем опыте, прибавляют соответственно растворы серной кислоты и щелочи.
[Cu(NH3)4]Cl2+H2SO4 = CuSO4 + 2HCl + 4NH3
Наблюдения:
[Cu(NH3)4]Cl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl + 4NH3
Наблюдения:
Вывод:
Упражнения.
1. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях:
К2[ Zn (CN)4], Ba2[Ti Сl8], [Co(NH3)4 Cl2]Cl.
19
2. Приведите названия следующих комплексных соединений:
ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ.
Класс соединений
Предельные углеводороды
Непредельные углеводороды
Ароматические углеводороды
Спирты
Общая формула
СnН2n+2
CnH2n
СnН2n-2
R-OH
O
Таблица 8 Отдельныепредставители
СН4- метан
СН2 = СН2 - этилен СН≡СН- ацетнлеи
С6Н6-бензол
СН3ОН - метиловый
спирт
С2Н5ОН -этиловый спирт
СН2 -ОН
Альдегиды
СН-ОН глицерин
СН2-ОН
R-C-H
Кислоты
Н2СО - муравьиный
альдегид
СН3СНО - уксусный
альдегид
R-COOH
НСООН- муравьиная
кислота
СН3СООН - уксусная
кислота
20
C17H35COOH -
стеариновая кислота
Простые эфиры R-O-R С2Н5-O-С2Н5 -
диэтюговый эфир
Сложные эфиры О СН3СООС2Н5 - этиловый
R-C – OR1 эфир уксусной кислоты
R - радикал (СН3-, С2Н5-, и др.)
Опыт 1. Восстановительные свойства формальдегида (муравьиного альдегида). К раствору нитрата серебра прибавляют по каплям аммиак до растворения осадка, а затем несколько капель раствора альдегида. Пагревают.Иа стенках пробирки образуется налет серебряного зеркала.
2 [Ag(NH3)2]OH + Н2СО → 2Ag + НСООН + NH4OH + NH3
Опыт 2. Образование диэтилового эфира (демонстрация).
Опыт 3. Получение уксусной кислоты. К раствору ацетата натрия в пробирке прибавляют несколько капель крепкой серной кислоты. Обнаруживают запах "уксуса".
Наблюдения:
Опыт 4. Действие калиевых солей на мыло. К мыльному раствору прибавляют несколько капель хлорида кальция.
Наблюдения:
О пыт 3. Получение уксусно-этилового эфира (демонстрация).
-
Что подвергается коррозии при повреждении поверхности луженой медной посуды: а) медь, б) олово, в) олово и медь (подчеркните) -
Составьте схемы амфотерной коррозии никелированного железа
Анодный процесс: Fe0 -2 = Fe2+
Катодный процесс: 1/2O2 + H2O + 2 = 2OH–
Так как ионы Fe2+ с гидроксильной группой образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии железа будет Fe(OH)2. При контакте с кислородом воздуха Fe(OH)2 быстро окисляется до метагидроксида железа FeO(OH), приобретая характерный для него бурый цвет:
4Fe(OH)2 + О2 = 4FeO(OH) + 2Н2О
4. Какой металл будет являться анодным покрытием для изделий из цинка: а) серебро, б) магний, в) железо (подчеркните)
ЭЛЕКТРОЛИЗ.
Таблица 7.
КАТОД / - / | АНОД /+/ |
Восстановление ОФ + ne =ВФ Металлы стоят в ряду напряжения после А1 | Окисление ВФ - ne = ОФ Анионы безкислородные: l-, Br-, Cl-,S2-, Se2- и т.д. |
14
Е°- 0,83 Men+ + ne = Меo Металлы до А1 (вкл.) Е° - 0,83 2Н2О + 2ê = Н2 + 2ОН- | Аn- - nê = А° Кислородосодержащие анионы в высшей степени окисления: 2Н2О - 4ê = O2 + 4H+ |
Меn+ + nê = Ме° Окислитель
Анод растворимый
Me - nê = Меn+ Восстановитель
Количественные соотношения выделяющихся при электролизе веществ определяются законом Фарадея, из которого следует
m=Э3jt/ 96500
m -масса в гр, Э - эквивалент вещества, j-сила тока в амперах, t- время в
сек, V- объем газа, Vг-экв- объем г-экв газа.
Схемы электролиза
1. Электролиз раствора ZnCl2 инертным анодом
Катод /--/ Zn2++ 2Сl-. Анод /+/
Н2O
Za2+ + 2ê = Zn° 2Сl- - 2ê = С12°
2. Электролиз раствора K2SO4 инертным анодом
. Катод / -12К+ + SO422- Анод / + /
Н2O
2Н2O+2ê = Н2 + 2ОH- 2Н2О - 4ё = O2 + 4H+
Ni
Катод /—/
3. Электролиз раствора с никелевым анодом
Анод / + /
Ni2+ + 2ê = Ni°
Ni° - 2ê = Ni2+
15
Лабораторная работа
Опыт 1. Электролиз раствора сульфата натрия
Na2SО4
Катод/-/ Н2О Анод/+/
2H2O + 2ē ⟶ H2 + 2OH- 2H2O - 4ē ⟶ O2 + 4H+
Наблюдения:
Опыт 2. Электролиз раствора медного купороса
CuSО4
Катод/-/ Н2О Анод/+/
Cu2+ + 2ē ⟶ Cu 2H2O - 4ē ⟶ O2 +4H+
Наблюдения:
Опыт 3. Электролиз раствора иодида калия.
KI
Катод/-/ Н2O : Анод/+/
2H2O + 2ē ⟶ H2 + 2OH- 2I- - 2ē ⟶ I2
Наблюдения:
Опыт 4. Электролиз раствора серной кислоты с применением растворимого анода "
H2SО4
Катод /-/ Н2О Анод/ + /
2Н + + 2 е = Н2 2Н2О – 4 е = О2 + 4Н +
Наблюдения:
Упражнения. 1.При электролизе какой соли на катоде будет восстанавливаться водород из воды: а) сульфата никеля, б) хлорида калия, в) фосфата калия (подчеркните)
-
Какой процесс произойдет на катоде при электролизе раствора нитрата алюминия: а) А13+ + Зê = А1° б) 2Н20 + 2ê= Н2 + 2 0НГ, в) 2Н+ + 2ê= Н2 (подчеркните)
-
Сколько литров кислорода выделится при пропускании через раствор нитрата серебра 96500 кул электричества: а) 22.4 л, б) 11,2 л, в) 5,6 л (подчеркните) -
-
Составьте схемы электролиза : а) расплава СаСl2 б) раствора РЬ(NOз)2 с инертным анодом, в) раствора нитрата серебра с серебряным анодом.
а) CaCl2 ⇄ Ca2+ + 2Cl-
К(-): Ca2+ + 2ē ⟶ Ca
А(+): 2Cl- - 2ē ⟶ Cl2
Вывод: CaCl2 ⟶ Ca + Cl2↑
б) Катод: Pb(+2)+2e=Pb(0)
Анод: 2Н2О-4е=О2+4Н (+)
в) AgNO3 ⇄ Ag+ + NO3-
К(-): Ag+ + 1ē ⟶ Ag
А(+): 2H2O - 4ē ⟶ O2 + 4H+
Вывод: 4AgNO3 + 2H2O ⟶ 4Ag + O2 + 4HNO3
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. Строение комплексных соединений по координационной теории
Вернера.
Комплексообразователь
K4[Fe(CN)6]
лиганды
Внешняя сфера внутренняя координационное число
комплекса сфера
комплексообразователя
Диссоциация комплексных соединений.
-
По закону сильных электролитов:
К, [ Fe (CN)6 ] → 4К+ + [ Fe (CN)6]4--
-
По закону слабых электролитов:
17
К4 [ Fe (CN)6 ] → 4K+ + [ Fe (CN)6 ]4-
2. По закону слабых электролитов:
[ Fe (CN)6 ] ↔ Fe2+ + 6CN-
3. Выражение константы нестойкости комплексного иона;
К= [ Fe2+] [CN-]6
[Fe(CN)64-]
Классификация и номенклатура комплексных соединений.
Комплексы бывают катионные, анионные, катионно-анионные и нейтральные в зависимости от заряда комплексного иона
В названиях солей используется общее правило: сначала называют анион, а затем катион в родительном падеже.
Название катиона начинают с координационного числа (используя греческие числительные: 2- ди, 3- три, 4- тетра, 5- пента, 6-гекса) и нейтральных лигандов: Н2О - аква, NНз - аммин, затем отрицательно заряженные лиганды: Сl-- хлоро, О2-- оксо, ОН- -гидроксо,NO2- -нитро, CN- - циано, SO42- сульфато и т.д. Последним называют комплексообразователь, в скобках указывая его степень окисления. Комплексообразователь в катионе называют по -русски. Например [Сu (NH3)4]S04 - сульфат тетраамминмеди /II/
Комплексообразователь в комплексном анионе называют употребляя латинское название элемента с окончанием "ат" впереди ставя его степень окисления.
Например, К2[ Си (CN)4] - тетрациано /II/ купрат калия.
Катноно-анионный комплекс: [ Pt (NH3)4][PtCl4] -тетрахлоро /II/ платинат тетрааминплатины /II/.
В нейтральных комплексах комплексообразователь называют в именительном падеже, а степень окисления его не указывают: [Pt (NH3)2Cl2] - диамминдихлороплатина.
Опыт 1 К 1 мл раствора соли меди прибавляют постепенно по каплям раствор аммиака. Первоначально выпавший осадок
растворяется.
I8
CuCl + NH4OH =
CuOHCl + NH4C1 + NH4OH =
KH=
Наблюдения и вывод:
Опыт 2. Распад комплексных соединений от действия кислот и
щелочей.
К растворами комплексных солей, полученных в предыдущем опыте, прибавляют соответственно растворы серной кислоты и щелочи.
[Cu(NH3)4]Cl2+H2SO4 = CuSO4 + 2HCl + 4NH3
Наблюдения:
[Cu(NH3)4]Cl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl + 4NH3
Наблюдения:
Вывод:
Упражнения.
1. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях:
К2[ Zn (CN)4], Ba2[Ti Сl8], [Co(NH3)4 Cl2]Cl.
Комплексообразователь | Степень окисления | Координационное число |
Zn | +2 | 4 |
Ti | +2 | 8 |
Co | +2 | 4 |
19
2. Приведите названия следующих комплексных соединений:
Формула КС | Название |
[Ni(NH3)6]Cl2 | Хлорид гексаамминникеля |
[Сг(Н2O)5С1] Сl2 | хлорид пентааквахлорхрома |
Н2[РtCl6] | Гексахлороплатинат водорода |
К2[РtС16] | гексахлороплатинат(IV) калия |
[Cu(NH3)4] (ОН)2 | дигидроксотетрааммиакат меди |
ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ.
Класс соединений
Предельные углеводороды
Непредельные углеводороды
Ароматические углеводороды
Спирты
Общая формула
СnН2n+2
CnH2n
СnН2n-2
R-OH
O
Таблица 8 Отдельныепредставители
СН4- метан
СН2 = СН2 - этилен СН≡СН- ацетнлеи
С6Н6-бензол
СН3ОН - метиловый
спирт
С2Н5ОН -этиловый спирт
СН2 -ОН
Альдегиды
СН-ОН глицерин
СН2-ОН
R-C-H
Кислоты
Н2СО - муравьиный
альдегид
СН3СНО - уксусный
альдегид
R-COOH
НСООН- муравьиная
кислота
СН3СООН - уксусная
кислота
20
C17H35COOH -
стеариновая кислота
Простые эфиры R-O-R С2Н5-O-С2Н5 -
диэтюговый эфир
Сложные эфиры О СН3СООС2Н5 - этиловый
R-C – OR1 эфир уксусной кислоты
R - радикал (СН3-, С2Н5-, и др.)
Опыт 1. Восстановительные свойства формальдегида (муравьиного альдегида). К раствору нитрата серебра прибавляют по каплям аммиак до растворения осадка, а затем несколько капель раствора альдегида. Пагревают.Иа стенках пробирки образуется налет серебряного зеркала.
2 [Ag(NH3)2]OH + Н2СО → 2Ag + НСООН + NH4OH + NH3
Опыт 2. Образование диэтилового эфира (демонстрация).
Опыт 3. Получение уксусной кислоты. К раствору ацетата натрия в пробирке прибавляют несколько капель крепкой серной кислоты. Обнаруживают запах "уксуса".
Наблюдения:
Опыт 4. Действие калиевых солей на мыло. К мыльному раствору прибавляют несколько капель хлорида кальция.
Наблюдения:
О пыт 3. Получение уксусно-этилового эфира (демонстрация).