170133 0
Каждый атом обладает некоторым числом электронов.
Вступая в химические реакции, атомы отдают, приобретают, либо обобществляют электроны, достигая наиболее устойчивой электронной конфигурации. Наиболее устойчивой оказывается конфигурация с наиболее низкой энергией (как в атомах благородных газов). Эта закономерность называется "правилом октета" (рис. 1).
Рис. 1.
Это правило применимо ко всем типам связей . Электронные связи между атомами позволяют им формировать устойчивые структуры, от простейших кристаллов до сложных биомолекул, образующих, в конечном счете, живые системы. Они отличаются от кристаллов непрерывным обменом веществ. При этом многие химические реакции протекают по механизмам электронного переноса , которые играют важнейшую роль в энергетических процессах в организме.
Химическая связь - это сила, удерживающая вместе два или несколько атомов, ионов, молекул или любую их комбинацию .
Природа химической связи универсальна: это электростатическая сила притяжения между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными ядрами, определяемая конфигурацией электронов внешней оболочки атомов. Способность атома образовывать химические связи называется валентностью , или степенью окисления . С валентностью связано понятие о валентных электронах - электронах, образующих химические связи, то есть находящихся на наиболее высокоэнергетических орбиталях. Соответственно, внешнюю оболочку атома, содержащую эти орбитали, называют валентной оболочкой . В настоящее время недостаточно указать наличие химической связи, а необходимо уточнить ее тип: ионная, ковалентная, диполь-дипольная, металлическая.
Первый тип связи - ионная связь
В соответствии с электронной теорией валентности Льюиса и Косселя, атомы могут достичь устойчивой электронной конфигурации двумя способами: во-первых, теряя электроны, превращаясь в катионы , во-вторых, приобретая их, превращаясь в анионы . В результате электронного переноса благодаря электростатической силе притяжения между ионами с зарядами противоположного знака образуется химическая связь, названная Косселем «электровалентной » (теперь ее называют ионной ).
В этом случае анионы и катионы образуют устойчивую электронную конфигурацию с заполненной внешней электронной оболочкой. Типичные ионные связи образуются из катионов Т и II групп периодической системы и анионов неметаллических элементов VI и VII групп (16 и 17 подгрупп - соответственно, халькогенов и галогенов ). Связи у ионных соединений ненасыщенные и ненаправленные, поэтому возможность электростатического взаимодействия с другими ионами у них сохраняется. На рис. 2 и 3 показаны примеры ионных связей, соответствующих модели электронного переноса Косселя.
Рис. 2.
Рис. 3. Ионная связь в молекуле поваренной соли (NaCl)
Здесь уместно напомнить о некоторых свойствах, объясняющих поведение веществ в природе, в частности, рассмотреть представление о кислотах и основаниях .
Водные растворы всех этих веществ являются электролитами. Они по-разному изменяют окраску индикаторов . Механизм действия индикаторов был открыт Ф.В. Оствальдом. Он показал, что индикаторы представляют собой слабые кислоты или основания, окраска которых в недиссоциированном и диссоциированном состояниях различается.
Основания способны нейтрализовать кислоты. Не все основания растворимы в воде (например, нерастворимы некоторые органические соединения, не содержащие ‑ ОН-групп, в частности, триэтиламин N(С 2 Н 5) 3) ; растворимые основания называют щелочами .
Водные растворы кислот вступают в характерные реакции:
а) с оксидами металлов - с образованием соли и воды;
б) с металлами - с образованием соли и водорода;
в) с карбонатами - с образованием соли, СO 2 и Н 2 O .
Свойства кислот и оснований описывают несколько теорий. В соответствие с теорией С.А. Аррениуса, кислота представляет собой вещество, диссоциирующее с образованием ионов Н + , тогда как основание образует ионы ОН ‑ . Эта теория не учитывает существования органических оснований, не имеющих гидроксильных групп.
В соответствие с протонной теорией Бренстеда и Лоури, кислота представляет собой вещество, содержащее молекулы или ионы, отдающие протоны (доноры протонов), а основание - вещество, состоящее из молекул или ионов, принимающие протоны (акцепторы протонов). Отметим, что в водных растворах ионы водорода существуют в гидратированной форме, то есть в виде ионов гидроксония H 3 O + . Эта теория описывает реакции не только с водой и гидроксидными ионами, но и осуществляющиеся в отсутствие растворителя или с неводным растворителем.
Например, в реакции между аммиаком NH 3 (слабым основанием) и хлороводородом в газовой фазе образуется твердый хлорид аммония, причем в равновесной смеси двух веществ всегда присутствуют 4 частицы, две из которых - кислоты, а две другие - основания:
Эта равновесная смесь состоит из двух сопряженных пар кислот и оснований:
1) NH 4 + и NH 3
2) HCl и Сl ‑
Здесь в каждой сопряженной паре кислота и основание различаются на один протон. Каждая кислота имеет сопряженное с ней основание. Сильной кислоте соответствует слабое сопряженное основание, а слабой кислоте - сильное сопряженное основание.
Теория Бренстеда-Лоури позволяет объяснить уникальность роли воды для жизнедеятельности биосферы. Вода, в зависимости от взаимодействующего с ней вещества, может проявлять свойства или кислоты, или основания. Например, в реакциях с водными растворами уксусной кислоты вода является основанием, а с водными растворами аммиака - кислотой.
1) СН 3 СООН + Н 2 O ↔ Н 3 O + + СН 3 СОО ‑ . Здесь молекула уксусной кислоты донирует протон молекуле воды;
2) NH 3 + Н 2 O ↔ NH 4 + + ОН ‑ . Здесь молекула аммиака акцептирует протон от молекулы воды.
Таким образом, вода может образовывать две сопряженные пары:
1) Н 2 O (кислота) и ОН ‑ (сопряженное основание)
2) Н 3 О + (кислота) и Н 2 O (сопряженное основание).
В первом случае вода донирует протон, а во втором - акцептирует его.
Такое свойство называется амфипротонностью . Вещества, способные вступать в реакции в качестве и кислот, и оснований, называются амфотерными . В живой природе такие вещества встречаются часто. Например, аминокислоты способны образовывать соли и с кислотами, и с основаниями. Поэтому пептиды легко образуют координационные соединения с присутствующими ионами металлов.
Таким образом, характерное свойство ионной связи - полное перемещение нары связывающих электронов к одному из ядер. Это означает, что между ионами существует область, где электронная плотность почти нулевая.
Второй тип связи - ковалентная связь
Атомы могут образовывать устойчивые электронные конфигурации путем обобществления электронов.
Такая связь образуется, когда пара электронов обобществляется по одному от каждого атома. В таком случае обобществленные электроны связи распределены между атомами поровну. Примерами ковалентной связи можно назвать гомоядерные двухатомные молекулы Н 2 , N 2 , F 2 . Этот же тип связи имеется у аллотропов O 2 и озона O 3 и у многоатомной молекулы S 8 , а также у гетероядерных молекул хлороводорода НСl , углекислого газа СO 2 , метана СH 4 , этанола С 2 Н 5 ОН , гексафторида серы SF 6 , ацетилена С 2 Н 2 . У всех этих молекул электроны одинаково общие, а их связи насыщенные и направлены одинаково (рис. 4).
Для биологов важно, что у двойной и тройной связей ковалентные радиусы атомов по сравнению с одинарной связью уменьшены.
Рис. 4. Ковалентная связь в молекуле Сl 2 .
Ионный и ковалентный типы связей - это два предельных случая множества существующих типов химических связей, причем на практике большинство связей промежуточные.
Соединения двух элементов, расположенных в противоположных концах одного или разных периодов системы Менделеева, преимущественно образуют ионные связи. По мере сближения элементов в пределах периода ионный характер их соединений уменьшается, а ковалентный - увеличивается. Например, галогениды и оксиды элементов левой части периодической таблицы образуют преимущественно ионные связи (NaCl, AgBr, BaSO 4 , CaCO 3 , KNO 3 , CaO, NaOH ), а такие же соединения элементов правой части таблицы - ковалентные (Н 2 O, СO 2 , NH 3 , NO 2 , СН 4 , фенол C 6 H 5 OH , глюкоза С 6 H 12 О 6 , этанол С 2 Н 5 ОН ).
Ковалентная связь, в свою очередь, имеет еще одну модификацию.
У многоатомных ионов и в сложных биологических молекулах оба электрона могут происходить только из одного атома. Он называется донором электронной пары. Атом, обобществляющий с донором эту пару электронов, называется акцептором электронной пары. Такая разновидность ковалентной связи названа координационной (донорно-акцепторной , или дативной ) связью (рис. 5). Этот тип связи наиболее важен для биологии и медицины, поскольку химия наиболее важных для метаболизма d-элементов в значительной степени описывается координационными связями.
Pиc. 5.
Как правило, в комплексном соединении атом металла выступает акцептором электронной пары; наоборот, при ионных и ковалентных связях атом металла является донором электрона.
Суть ковалентной связи и ее разновидности - координационной связи - можно прояснить с помощью еще одной теории кислот и оснований, предложенной ГН. Льюисом. Он несколько расширил смысловое понятие терминов «кислота» и «основание» по теории Бренстеда-Лоури. Теория Льюиса объясняет природу образования комплексных ионов и участие веществ в реакциях нуклеофильного замещения, то есть в образовании КС.
Согласно Льюису, кислота - это вещество, способное образовывать ковалентную связь путем акцептирования электронной пары от основания. Льюисовым основанием названо вещество, обладающее неподеленной электронной парой, которое, донируя электроны, образует ковалентную связь с Льюисовой кислотой.
То есть теория Льюиса расширяет круг кислотно-основных реакций также на реакции, в которых протоны не участвуют вовсе. Причем сам протон, по этой теории, также является кислотой, поскольку способен акцептировать электронную пару.
Следовательно, согласно этой теории, катионы являются Льюисовыми кислотами, а анионы - Льюисовыми основаниями. Примером могут служить следующие реакции:
Выше отмечено, что подразделение веществ на ионные и ковалентные относительное, поскольку полного перехода электрона от атомов металла к акцепторным атомам в ковалентных молекулах не происходит. В соединениях с ионной связью каждый ион находится в электрическом поле ионов противоположного знака, поэтому они взаимно поляризуются, а их оболочки деформируются.
Поляризуемость определяется электронной структурой, зарядом и размерами иона; у анионов она выше, чем у катионов. Наибольшая поляризуемость среди катионов - у катионов большего заряда и меньшего размера, например, у Hg 2+ , Cd 2+ , Pb 2+ , Аl 3+ , Тl 3+ . Сильным поляризующим действием обладает Н + . Поскольку влияние поляризации ионов двустороннее, она значительно изменяет свойства образуемых ими соединений.
Третий тип связи - диполь-дипольная связь
Кроме перечисленных типов связи, различают еще диполь-дипольные межмолекулярные взаимодействия, называемые также вандерваалъсовыми .
Сила этих взаимодействий зависит от природы молекул.
Выделяют взаимодействия трех типов: постоянный диполь - постоянный диполь (диполь-дипольное притяжение); постоянный диполь - индуцированный диполь (индукционное притяжение); мгновенный диполь - индуцированный диполь (дисперсионное притяжение, или лондоновские силы; рис. 6).
Рис. 6.
Диполь-дипольным моментом обладают только молекулы с полярными ковалентными связями (HCl, NH 3 , SO 2 , Н 2 O, C 6 H 5 Cl ), причем сила связи составляет 1-2 дебая (1Д = 3,338 × 10 ‑30 кулон-метра - Кл × м).
В биохимии выделяют еще один тип связи - водородную связь, являющуюся предельным случаем диполь-дипольного притяжения. Эта связь образована притяжением между атомом водорода и электроотрицательным атомом небольшого размера, чаще всего - кислородом, фтором и азотом. С крупными атомами, обладающими аналогичной электроотрицательностью (например, с хлором и серой), водородная связь оказывается значительно более слабой. Атом водорода отличается одной существенной особенностью: при оттягивании связывающих электронов его ядро - протон - оголяется и перестает экранироваться электронами.
Поэтому атом превращается в крупный диполь.
Водородная связь, в отличие от вандерваальсовой, образуется не только при межмолекулярных взаимодействиях, но и внутри одной молекулы - внутримолекулярная водородная связь. Водородные связи играют в биохимии важную роль, например, для стабилизации структуры белков в виде а-спирали, или для образования двойной спирали ДНК (рис. 7).
Рис.7.
Водородная и вандерваальсовая связи значительно слабее, чем ионная, ковалентная и координационная. Энергия межмолекулярных связей указана в табл. 1.
Таблица 1. Энергия межмолекулярных сил
Примечание : Степень межмолекулярных взаимодействий отражают показатели энтальпии плавления и испарения (кипения). Ионным соединениям требуется для разделения ионов значительно больше энергии, чем для разделения молекул. Энтальпии плавления ионных соединений значительно выше, чем молекулярных соединений.
Четвертый тип связи - металлическая связь
Наконец, имеется еще один тип межмолекулярных связей - металлический : связь положительных ионов решетки металлов со свободными электронами. В биологических объектах этот тип связи не встречается.
Из краткого обзора типов связей выясняется одна деталь: важным параметром атома или иона металла - донора электронов, а также атома - акцептоpa электронов является его размер .
Не вдаваясь в детали, отметим, что ковалентные радиусы атомов, ионные радиусы металлов и вандерваальсовы радиусы взаимодействующих молекул увеличиваются по мере возрастания их порядкового номера в группах периодической системы. При этом значения радиусов ионов - наименьшие, а вандерваальсовых радиусов - наибольшие. Как правило, при движении вниз по группе радиусы всех элементов увеличиваются, причем как ковалентные, так и вандерваальсовы.
Наибольшее значение для биологов и медиков имеют координационные
(донорно-акцепторные
) связи, рассматриваемые координационной химией.
Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков
Задание №1
Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ионная химическая связь.
- 1. Ca(ClO 2) 2
- 2. HClO 3
- 3. NH 4 Cl
- 4. HClO 4
- 5. Cl 2 O 7
Ответ: 13
Определить наличие ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав его структурных единиц одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.
По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 1 - Ca(ClO 2) 2 , т.к. в его формуле можно увидеть атомы типичного металла кальция и атомы неметаллов - кислорода и хлора.
Однако, больше соединений, содержащих одновременно атомы металла и неметалла, в указанном списке нет.
Среди указанных в задании соединений есть хлорид аммония, в нем ионная связь реализуется между катионом аммония NH 4 + и хлорид-ионом Cl − .
Задание №2
Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых тип химической связи такой же, как в молекуле фтора.
1) кислород
2) оксид азота (II)
3) бромоводород
4) иодид натрия
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 15
Молекула фтора (F 2) состоит из двух атомов одного химического элемента неметалла, поэтому химическая связь в данной молекуле ковалентная неполярная.
Ковалентная неполярная связь может быть реализована только между атомами одного и того же химического элемента неметалла.
Из предложенных вариантов ковалентный неполярный тип связи имеют только кислород и алмаз. Молекула кислорода является двухатомной, состоит из атомов одного химического элемента неметалла. Алмаз имеет атомное строение и в его структуре каждый атом углерода, являющегося неметаллом, связан с 4-мя другими атомами углерода.
Оксид азота (II) - вещество состоящее из молекул, образованных атомами двух разных неметаллов. Поскольку электроотрицательности разных атомов всегда различны, общая электронная пара в молекуле смещена к более электроотрицательному элементу, в данном случае к кислороду. Таким образом, связь в молекуле NO является ковалентной полярной.
Бромоводород также состоит из двухатомных молекул, состоящих из атомов водорода и брома. Общая электронная пара, образующая связь H-Br, смещена к более электроотрицательному атому брома. Химическая связь в молекуле HBr также является ковалентной полярной.
Иодид натрия - вещество ионного строения, образованное катионом металла и иодид-анионом. Связь в молекуле NaI образована за счет перехода электрона с 3s -орбитали атома натрия (атом натрия превращается в катион) на недозаполненную 5p -орбиталь атома иода (атом иода превращается в анион). Такая химическая связь называется ионной.
Задание №3
Из предложенного перечня выберите два вещества, между молекулами которых образуются водородные связи.
- 1. C 2 H 6
- 2. C 2 H 5 OH
- 3. H 2 O
- 4. CH 3 OCH 3
- 5. CH 3 COCH 3
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 23
Пояснение:
Водородные связи имеют место в веществах молекулярного строения, в которых присутствуют ковалетные связи H-O, H-N, H-F. Т.е. ковалентные связи атома водорода с атомами трех химических элементов с наивысшей электроотрицательностью.
Таким образом, очевидно, водородные связи есть между молекулами:
2) спиртов
3) фенолов
4) карбоновых кислот
5) аммиака
6) первичных и вторичных аминов
7) плавиковой кислоты
Задание №4
Из предложенного перечня выберите два соединения с ионной химической связью.
- 1. PCl 3
- 2. CO 2
- 3. NaCl
- 4. H 2 S
- 5. MgO
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 35
Пояснение:
Сделать вывод о наличии ионного типа связи в соединении в подавляющем большинстве случаев можно по тому, что в состав структурных единиц вещества одновременно входят атомы типичного металла и атомы неметалла.
По этому признаку мы устанавливаем, что ионная связь имеется в соединении под номером 3 (NaCl) и 5 (MgO).
Примечание*
Помимо указанного выше признака, о наличии ионной связи в соединении можно говорить, если в составе его структурной единицы содержится катион аммония (NH 4 +) или его органические аналоги - катионы алкиламмония RNH 3 + , диалкиламония R 2 NH 2 + , триалкиламмония R 3 NH + или тетраалкиламмония R 4 N + , где R - некоторый углеводородный радикал. Например, ионный тип связи имеет место в соединении (CH 3) 4 NCl между катионом (CH 3) 4 + и хлорид-ионом Cl − .
Задание №5
Из предложенного перечня выберите два вещества с одинаковым типом строения.
4) поваренная соль
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 23
Задание №8
Из предложенного перечня выберите два вещества немолекулярного строения.
2) кислород
3) белый фосфор
5) кремний
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 45
Задание №11
Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых присутствует двойная связь между атомами углерода и кислорода.
3) формальдегид
4) уксусная кислота
5) глицерин
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 34
Задание №14
Из предложенного перечня выберите два вещества с ионной связью.
1) кислород
3) оксид углерода (IV)
4) хлорид натрия
5) оксид кальция
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 45
Задание №15
Из предложенного перечня выберите два вещества с таким же типом кристаллической решетки, как у алмаза.
1) кремнезем SiO 2
2) оксид натрия Na 2 O
3) угарный газ CO
4) белый фосфор P 4
5) кремний Si
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 15
Задание №20
Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть одна тройная связь.
- 1. HCOOH
- 2. HCOH
- 3. C 2 H 4
- 4. N 2
- 5. C 2 H 2
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ: 45
Пояснение:
Для того, чтобы найти правильный ответ, нарисуем структурные формулы соединений из представленного списка:
Таким образом, мы видим, что тройная связь имеется в молекулах азота и ацетилена. Т.е. правильные ответы 45
Задание №21
Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых есть ковалентная неполярная связь.
Хлористый аммоний (хлорид аммония, нашатырь) - неорганическое соединение, широко использующееся в самых разных областях. С химической точки зрения - соль аммония; формула NH 4 Cl.
Хлорид аммония был известен уже в Древней Греции и Древнем Египте. Одно из его названий, «нашатырь» происходит от египетского «нушадир» - вещества, которое жрецы собирали на стенках пещер, чтобы вдыхать его пары перед церемонией и настраиваться на общение с божественными силами. «Аммоний» ведет историю названия от имени египетского бога Солнца Амона. В Древней Греции вещество добывали из сажи, которая образовывалась на стенках дымоходов в результате горения верблюжьего навоза, служившего грекам топливом (хлористый аммоний получается при разложении выделений животных и человека).
Хлорид аммония встречается в природе в вулканических пещерах и около трещин в земной коре, в виде налета или корочек.
Свойства
NH 4 Cl - белый кристаллический порошок (реактив технической чистоты может быть желтоватым или розовым), слегка гигроскопичный, без запаха, солоноватый на вкус. Хорошо растворяется в воде и жидком аммиаке, с ростом температуры водорастворимость увеличивается. Вступает в реакцию со щелочами с образованием соли, воды и аммиака. В гораздо меньшей степени реактив растворяется в этиловом и метиловом спиртах. Горит с выделением густого белого дыма. Полностью разлагается при температуре свыше 338 °С, а также под действием электрического тока. Горящий хлорид аммония выделяет аммиак, который раздражает органы дыхания.
Водный раствор реактива - это нашатырный спирт, жидкость с резким запахом, который возбуждающе действует на нервную систему. Реактив используется как лекарство, но лечение нашатырным спиртом должно проводиться строго по рекомендации врача, так как передозировка может привести к остановке дыхания и коме (в качестве антидота вводят щелочные растворы, например, натрия гидрокарбонат). К тому же это лекарство имеет противопоказания.
В промышленности хлористый аммоний получают как побочный продукт при производстве соды. В лаборатории соединение можно синтезировать из хлора и аммиака, или пропусканием аммиака с хлорводородом через раствор поваренной соли.
Хлористый аммоний относится к веществам умеренно опасным (класс 3), работать с ним следует в средствах защиты : резиновых перчатках, защитных очках и респираторе, в помещении с приточно-вытяжной вентиляцией. Нужно следить, чтобы реактив не попал на кожу и слизистые оболочки. Хранить хим. реактив нужно в герметично закрытых многослойных мешках, в крытых помещениях без доступа влаги. Соединение опасно для окружающей среды.
Применение
В цветной металлургии для травления металлов.
- Как составная часть электролитов в гальванике.
- Для удаления оксидной пленки при пайке и лужении стали, для производства сухих батарей в электротехнике.
- В текстильной индустрии - для отверждения клеев и лаков.
- Для получения нашатырного спирта, которым приводят в чувство при потере сознания. Также хлорид аммония является компонентом сердечных противоотечных средств, средств против кашля. Его используют для усиления некоторых мочегонных лекарств.
- В пищепроме это пищевая добавка E510, разрешенная в России и европейских странах. Его применяют для улучшения свойств муки, как загуститель и эмульгатор, для изготовления плодовых и ягодных вин, лакричных конфет, как приправу к рыбе. В последнее время добавка Е 510 применяется все реже из-за подозрений в ее вреде.
- При изготовлении сигнальных дымовых шашек, как дымообразователь.
- В сельском хозяйстве, при выращивании некоторых культур в качестве азотного удобрения на нейтральных и щелочных почвах.
- В аналитической химии и биологии в качестве фиксанала.
- Как составная часть быстрого фиксажа при проявке фотографий.
- При изготовлении фитилей для свечей.
- В быту в разведенном виде - для очистки различных поверхностей и украшений, при стирке.
В магазине «ПраймКемикалсГрупп» вы можете купить
Запишите сначала номер задания (30, 31 и т. д.), затем подробное решение. Ответы записывайте чётко и разборчиво.
Используя метод электронного баланса, составьте уравнение реакции:
KIO 3 + KI + ... → I 2 + K 2 SO 4 + ...
Определите окислитель и восстановитель.
Показать ответ
Элементы ответа:
1) Составлен электронный баланс:
2) Указано, что иодид калия (за счет иода в степени окисления -1) является восстановителем, а иодат калия (за счет иода в степени окисления +5) - окислителем.
3) определены недостающие вещества, и расставлены коэффициенты в уравнении реакции:
KIO 3 + 5KI + 3H 2 SO 4 = 3I 2 + 3K 2 SO 4 + 3H 2 O
Цинк полностью растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Образовавшийся прозрачный раствор выпарили, а затем прокалили. Твердый остаток растворили в необходимом количестве соляной кислоты. К образовавшемуся прозрачному раствору добавили сульфид аммония и наблюдали образование белого осадка. Напишите уравнение четырех описанных реакций.
Показать ответ
Ответ включает в себя 4 уравнение возможных реакций, соответствующих описанным превращениям:
1) Zn+2KOH+2H_2O=K_2\lbrack Zn(OH)_4\rbrack+H_2\uparrow
2) K_2\lbrack Zn(OH)_4\rbrack\xrightarrow{t^\circ}K_2ZnO_2+2H_2O
3) K_2ZnO_2+4HCl=ZnCl_2+2KCl+2H_2O
4) ZnCl_2+(NH_4)_2)S=ZnS\downarrow+2H_4Cl
Напишите уравнение реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
бромэтан \begin{array}{l}\xrightarrow{NaOH,\;H_2O}X_1\rightarrow CH_3COOH\xrightarrow{NaOH}X_2\xrightarrow{NaOH,\;t^\circ}\\\rightarrow X_3\xrightarrow{1500^\circ C}X_4\end{array}
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
Показать ответ
Ответ включает в себя 5 уравнений реакций, соответствующих схеме превращений:
1) CH_3-CH_2-Br+NaOH\rightarrow CH_3-CH_2-OH+NaBr
2) 5CH_3CH_2OH+4KMnO_4+6H_2SO_4\xrightarrow{t^\circ} \rightarrow5CH_3COOH+4MnSO_4+2K_2SO_4+11H_2O
3) CH_3COOH+NaOH\rightarrow CH_3COONa+H_2O
4) CH_3COONa+NaOH\xrightarrow{t^\circ}CH_4+Na_2CO_3
5) 2CH_4\xrightarrow{t^\circ}CH\equiv CH+3H_2 (возможно образование С и H 2)
При сливании 160 г 10%-ного раствора нитрата бария и 50 г 11%-ного раствора хромата калия выпал осадок. Рассчитайте массовую долю нитрата бария в образовавшемся растворе.
Показать ответ
Элементы ответа:
1) Записано уравнение реакции:
Ba(NO 3) 2 + K 2 CrO 4 = BaCrO 4 ↓ + 2KNO 3
2) Рассчитаны количество вещества реагентов, и определено вещество, взятое в избытке:
n(Ba(NO 3) 2) = 160 x 0,1 / 261 = 0,061 моль
n(K 2 CrO 4) = 50 x 0,11 / 194 = 0,028 моль
Ba(NO 3) 2 - в избытке
3) Рассчитаны масса выпавшего осадка и масса образовавшегося при этом раствора:
n(BaCrO 4) = n(K 2 CrO 4) = 0,028 моль
m(BaCrO 4) = 0,028 моль х 253 г/моль = 7,08 г
m(раствора) = 160 + 50 - 7,08 = 202,92 г
4) Рассчитаны масса нитрата бария и его массовая доля в растворе:
n(Ba(NO 3) 2)изб = 0,061 - 0,028 = 0,033 моль
m(Ba(NO 3) 2) = 0,033 x 261 = 8,61 г
w(Ba(NO 3) 2) = m(Ba(NO 3) 2) / m(p-pa) = 8,61 / 202,92 = 0,042 или 4,2%
Некоторое органическое соединение содержит 40,0% углерода и 53,3% кислорода по массе. Известно, что это соединение реагирует с оксидом меди(II).
На основании данных условий задачи:
1. произведите вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества;
2. запишите молекулярную формулу органического вещества;
3. составьте структурную формулу исходного вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
4. напишите уравнение реакции этого вещества с оксидом меди(II).
Показать ответ
Элементы ответа:
Общая формула вещества - C x H y O z
1) Найдено соотношение атомов углерода, водорода и кислорода в соединении:
w(H) = 100 - 40,0 -53,3 = 6,7%
x: y: z = 40 / 12: 6,7 / 1: 53,3 / 16 = 3,33: 6,7: 3,33 = 1: 2: 1
2) Определена молекулярная формула вещества.
Простейшая формула вещества - CH 2 O. Учитывая то, что вещество реагирует с оксидом меди (II), молекулярная формула вещества - C 2 H 4 O 2
Загрузка...