Основният въпрос, на който човек трябва да знае отговора, за да разбере правилно картината на света, е какво е веществото в химията. Тази концепция се формира в училищна възраст и насочва детето в по-нататъшното му развитие. Когато започнете да изучавате химия, е важно да намерите допирни точки с нея на ежедневно ниво; това ви позволява ясно и ясно да обясните определени процеси, дефиниции, свойства и др.

За съжаление, поради несъвършенството на образователната система, много хора пропускат някои основни основи. Понятието „вещество в химията“ е един вид крайъгълен камък; навременното овладяване на това определение дава на човек правилния старт в последващото развитие в областта на естествените науки.

Формиране на концепцията

Преди да преминем към понятието вещество, е необходимо да определим какво е предметът на химията. Веществата са това, което химията директно изучава, техните взаимни трансформации, структура и свойства. В общото разбиране материята е това, от което са изградени физическите тела.

И така, по химия? Нека формираме дефиниция, като преминем от обща концепция към чисто химическа. Веществото е нещо, което задължително има маса, която може да бъде измерена. Тази характеристика отличава материята от друг вид материя - поле, което няма маса (електрическо, магнитно, биополе и др.). Материята от своя страна е това, от което сме направени ние и всичко, което ни заобикаля.

Една малко по-различна характеристика на материята, която определя от какво точно се състои, вече е предмет на химията. Веществата се образуват от атоми и молекули (някои от йони), което означава, че всяко вещество, състоящо се от тези формулни единици, е вещество.

Прости и сложни вещества

След като усвоите основното определение, можете да преминете към усложняването му. Веществата се предлагат на различни нива на организация, тоест прости и сложни (или съединения) - това е първото разделение на класове вещества; химията има много последващи разделения, подробни и по-сложни. Тази класификация, за разлика от много други, има строго определени граници; всяко съединение може ясно да бъде причислено към един от видовете, които се изключват взаимно.

Просто вещество в химията е съединение, състоящо се от атоми само на един елемент от периодичната таблица. По правило това са бинарни молекули, тоест състоящи се от две частици, свързани чрез ковалентна неполярна връзка - образуването на обща несподелена двойка електрони. По този начин атомите на един и същ химичен елемент имат идентична електроотрицателност, тоест способността да поддържат обща електронна плътност, така че не е предубедена към нито един от участниците в връзката. Примери за прости вещества (неметали) са водород и кислород, хлор, йод, флуор, азот, сяра и др. Молекулата на вещество като озон се състои от три атома, а всички благородни газове (аргон, ксенон, хелий и др.) са направени от един. Металите (магнезий, калций, мед и др.) Имат свой собствен тип връзка - метална, която възниква поради социализацията на свободните електрони вътре в метала и не се наблюдава образуването на молекули като такива. Когато пишете метално вещество, просто посочете символа на химичния елемент без никакви индекси.

Едно просто вещество в химията, чиито примери бяха дадени по-горе, се различава от сложното вещество по своя качествен състав. Химичните съединения се образуват от атоми на различни елементи, от два или повече. В такива вещества се осъществява ковалентен полярен или йонен тип свързване. Тъй като различните атоми имат различна електроотрицателност, когато се образува обща електронна двойка, тя се измества към по-електроотрицателен елемент, което води до обща поляризация на молекулата. Йонният тип е краен случай на полярния тип, когато двойка електрони се прехвърля напълно към един от участниците в свързването, след което атомите (или техните групи) се превръщат в йони. Няма ясна граница между тези видове; йонната връзка може да се тълкува като силно полярна ковалентна връзка. Примери за сложни вещества са вода, пясък, стъкло, соли, оксиди и др.

Модификации на веществата

Веществата, наречени прости, всъщност имат уникална характеристика, която не е присъща на сложните. Някои химични елементи могат да образуват няколко форми на просто вещество. Основата все още е един елемент, но количественият състав, структурата и свойствата радикално разграничават такива образувания. Тази характеристика се нарича алотропия.

Кислородът, сярата, въглеродът и други елементи имат няколко За кислород - това са O 2 и O 3, въглеродът дава четири вида вещества - карбин, диамант, графит и фулерени, молекулата на сярата може да бъде орторомбична, моноклинна и пластична модификация. Такова просто вещество в химията, чиито примери не се ограничават до изброените по-горе, е от голямо значение. По-специално, фулерените се използват като полупроводници в технологиите, фоторезистори, добавки за растеж на диамантени филми и за други цели, а в медицината те са мощни антиоксиданти.

Какво се случва с веществата?

Всяка секунда има трансформация на вещества вътре и наоколо. Химията изследва и обяснява онези процеси, които включват качествена и/или количествена промяна в състава на реагиращите молекули. Паралелно, често взаимосвързани, възникват физически трансформации, които се характеризират само с промяна във формата, цвета на веществата или агрегатното състояние и някои други характеристики.

Химичните явления са реакции на взаимодействие от различни типове, например комбинация, заместване, обмен, разлагане, обратими, екзотермични, окислително-редукционни и т.н., в зависимост от промяната в интересуващия ни параметър. Те включват: изпарение, кондензация, сублимация, разтваряне, замръзване, електропроводимост и др. Те често се придружават взаимно, например светкавицата по време на гръмотевична буря е физически процес, а отделянето на озон под нейно влияние е химичен процес.

Физични свойства

В химията веществото е материя, която има определени физични свойства. Въз основа на тяхното присъствие, отсъствие, степен и интензитет може да се предвиди как дадено вещество ще се държи при определени условия, както и да се обяснят някои от химичните характеристики на съединенията. Например, високи температури на кипене на органични съединения, които съдържат водород и електроотрицателен хетероатом (азот, кислород и т.н.), показват, че веществото проявява химичен тип взаимодействие като водородна връзка. Благодарение на знанието кои вещества имат най-добрата способност да провеждат електрически ток, кабелите и електрическите проводници са направени от определени метали.

Химични свойства

Химията участва в установяването, изследването и изучаването на другата страна на монетата със свойствата. от нейна гледна точка това е тяхната реактивност за взаимодействие. Някои вещества са изключително активни в този смисъл, например метали или всякакви окислители, докато други, благородни (инертни) газове, практически не реагират при нормални условия. Химическите свойства могат да бъдат активирани или пасивирани според нуждите, понякога без особени затруднения, а в други случаи не е лесно. Учените прекарват много часове в лаборатории, използвайки опити и грешки, за да постигнат целите си, и понякога не успяват да ги постигнат. Чрез промяна на параметрите на околната среда (температура, налягане и т.н.) или използване на специални съединения - катализатори или инхибитори - можете да повлияете на химичните свойства на веществата и следователно на хода на реакцията.

Класификация на химикалите

Всички класификации се основават на разделянето на съединенията на органични и неорганични. Основният елемент на органичните вещества е въглеродът, комбинирайки се един с друг и водород, въглеродните атоми образуват въглеводороден скелет, който след това се запълва с други атоми (кислород, азот, фосфор, сяра, халогени, метали и други), затваря се в цикли или разклонения , като по този начин оправдава голямо разнообразие от органични съединения. Днес науката познава 20 милиона такива вещества. Докато има само половин милион минерални съединения.

Всяко съединение е индивидуално, но има и много прилики с други по свойства, структура и състав, на тази основа те се групират в класове вещества. Химията има високо ниво на систематизация и организация, тя е точна наука.

Неорганични вещества

1. Оксиди - бинарни съединения с кислород:

а) киселинни - при взаимодействие с водата дават киселина;

б) основни - при взаимодействие с водата дават основа.

2. Киселините са вещества, състоящи се от един или повече водородни протони и киселинен остатък.

3. Основи (алкали) - състоят се от една или повече хидроксилни групи и метален атом:

а) амфотерни хидроксиди - проявяват свойства както на киселини, така и на основи.

4. Соли - резултатът между киселина и основа (разтворима основа), се състои от метален атом и един или повече киселинни остатъци:

а) киселинни соли - анионът на киселинния остатък съдържа протон, резултат от непълна дисоциация на киселината;

б) основни соли - с метала се свързва хидроксилна група, резултат от непълна дисоциация на основата.

Органични съединения

Има много класове вещества в органичната материя; такъв обем информация е трудно да се запомни наведнъж. Основното нещо е да знаете основните деления на алифатни и циклични съединения, карбоциклични и хетероциклични, наситени и ненаситени. Въглеводородите също имат много производни, в които водородният атом е заменен с халоген, кислород, азот и други атоми, както и функционални групи.

В химията субстанцията е основата на съществуването. Благодарение на органичния синтез днес хората разполагат с огромно количество изкуствени вещества, които заместват естествените, а също така нямат аналози по своите характеристики в природата.

Решаване на проблеми с качеството
по органична химия

Избираема дисциплина 11 клас

Продължение. Виж бр. 23/2006, 7/2007.

Раздел 2.
Установяване структурата на веществата
въз основа на данни от физични и химични методи
и химични свойства (продължение)

Урок 6. Изчислителни задачи
за установяване на структурата на материята

Мишена. Научете учениците да решават изчислителни задачи, за да установят структурата на материята.

Упражнение 1.Установете структурата на въглеводород, при изгарянето на един обем от който се получават шест обема въглероден диоксид, а при хлориране на светлина - само две монохлорни производни.

Решение

Схема на задачата:

Всъщност има две улики за решаване на проблема: освобождаването на шест обема CO 2 (което означава, че има 6 въглеродни атома в молекулата) и фактът, че хлорирането се случва на светлина (което означава, че е алкан).

Въглеводородната формула е C6H14.

Ние установяваме структурата. Тъй като този въглеводород има само две монохлорни производни, неговата въглеродна верига е както следва:

Това е 2,3-диметилбутан. Рамките на хлорвъглеродите са както следва:

Задача 2.За изгаряне на част от алкан, съдържаща 1 10 23 молекули, е необходима част от кислород, съдържаща 1,6 10 24 атома. Установете състава и възможната структура (всички изомери) на алкана.

Решение

Когато анализирате решението, трябва да обърнете внимание на подреждането на коефициентите в обща форма (през н), защото Без това проблемът не може да бъде решен:

СЪС н H 2 н+2 + (1,5н+ 0,5)O 2 = н CO 2 + ( н+ 1) H 2 O.

(алкан) = 1 10 23 / (6,02 10 23) = 0,166 mol,

(O 2) = 1,6 10 24 / (6,02 10 23 2) = 1,33 mol.

Да направим пропорция:

1 mol алкан – 1,5 н+ 0,5 кислород,

0,166 mol алкан – 1,33 mol кислород.

Оттук н = 5.

Това е пентан C 5 H 12, за него са възможни три изомера:

Задача 3.Смес от алкан и кислород, чието обемно съотношение съответства на стехиометричното, след изгаряне, кондензация на парите и редукция до първоначалните условия, се намалява наполовина по обем. Установете структурата на алкана, който е част от сместа.

Решение

Когато анализирате решението, трябва да обърнете внимание на подреждането на коефициентите в обща форма през н, защото Без това проблемът не може да бъде решен:

СЪС н H 2 н+2 + (1,5н+ 0,5)O 2 = н CO 2 + ( н+ 1) H 2 O.

Преди реакцията общият обем на газовете беше:

(1 + 1,5н+ 0,5) л.

След реакцията вземаме предвид само обема на CO 2 - н l (водата H 2 O при 20 ° C е течна).

Съставяме уравнението: 1 + 1,5 н + 0,5 = 2н.

Оттук н = 3.

Отговор. Пропан C3H8.

Задача 4.Смес от алкан и кислород, чието обемно съотношение съответства на стехиометричното, след изгаряне, кондензация на водни пари и редукция до нормални условия. намалява обема си с 1,8 пъти. Определете формулата на алкана, който е част от сместа, ако е известно, че неговата молекула има четири основни въглеродни атома.

Отговор. Неопентан (CH 3) 3 CCH 3.

Задача 5.Когато смес от цис- и транс изомери на алкен преминава през излишен разтвор на калиев перманганат, масата на образуваната утайка се оказва по-голяма от масата на първоначалния алкен. Определете структурата на алкена.

Решение

Нека напишем уравнението за реакцията на алкен с разтвор на калиев перманганат:

3C н H 2 н+ 2KMnO 4 + 4H 2 O = 3C н H 2 н(OH) 2 + 2MnO 2 + 2KOH.

Нека 1 mol алкен влезе в реакцията, след което се отделят 0,6667 mol манганов (IV) оксид.

Г-н(MnO 2) = 87, м(MnO 2) = 87 0,6667 = 58 g.

Следователно, като се вземе предвид условието на проблема, относителното молекулно тегло на алкена е по-малко от 58. Алкените C 2 H 4, C 3 H 6, C 4 H 8 отговарят на това условие.

Според условията на задачата алкенът има цис и транс изомери. Тогава етена и пропена определено не са подходящи. Бутен-2 остава: само той има цис и транс изомери.

Отговор. Бутен-2.

Задача 6.Чрез нитриране на един от бензеновите хомолози с тегло 31,8 g се получава само едно мононитропроизводно с тегло 45,3 g. Установете структурата на изходния продукт на реакционния продукт.

Решение

Според условията на задачата (C 6 H 5 R) = (C 6 H 4 RNO 2). Използвайки формулата = м/М, получаваме:

31,8/(77 + R) = 45,3/(77 – 1 + 46 + R).

Следователно R = 29.

Тъй като R = C н H 2 н+1, съотношението е правилно:

12н + 2н + 1 = 29.

Ето защо н= 2, радикал R е С2Н5.

Но според условията на задачата се получава само едно нитропроизводно. Следователно изходният материал не може да бъде етилбензен, тъй като тогава ще се образуват орто- и паранитро производни. Това означава, че бензеновият хомолог не съдържа етилов радикал, а два метилови радикала. Те са разположени симетрично ( двойка-ксилен). При тази подредба на заместителите се получава само едно нитропроизводно.

Уравнение на реакцията:

Задача 7.Чрез нагряване на смес от два наситени първични алкохола с разклонен скелет в присъствието на сярна киселина се получава смес от три органични вещества, принадлежащи към един и същи клас съединения. Веществата се получават в равни моларни пропорции с обща маса 21,6 g, докато се отделя вода с маса 2,7 g. Установете всички възможни формули за изходните съединения и изчислете масата на изходната смес.

Решение

Нека анализираме условията на задачата за записване на уравнението. В присъствието на сярна киселина е възможна вътрешномолекулна или междумолекулна дехидратация или комбинация от двете. Ако дехидратацията е вътрешномолекулна, тогава се получават само два ненаситени въглеводорода; ако дехидратацията е междумолекулна, тогава се получава смес от три естера. Няма смисъл да се обмисля комбиниран вариант, т.к според условието се получават вещества от същия клас. Уравнение на реакцията:

Нека изчислим количеството водно вещество:

(H2O) = м/М= 2,7/18 = 0,15 mol.

Тъй като реакционните продукти са получени в равни моларни пропорции, това означава, че всеки етер е получен: 0,15/3 = 0,05 mol.

Нека създадем уравнение на материалния баланс:

0,05 (М(R) + ( М(R") + 16) + 0,05 (2 М(R) + 16) + 0,05 (2 М(R") + 16) = 21,6

Оттук ( М(R)+ М(R") = 128. И двата радикала R и R" са ограничаващи, така че тяхната обща моларна маса може да бъде записана по следния начин:

М(СЪС н H 2 н+1) = 128.

Замествайки стойностите на атомните маси, намираме:

12н + 2н+ 1 = 128, н = 9.

Двете алкохолни молекули съдържат 9 въглеродни атома.

Според условията на задачата алкохолите са първични и имат разклонен въглероден скелет. Това означава, че един алкохол съдържа 4 въглеродни атома, а другият съдържа 5.

Опции за формула:

Маса на изходната смес: 21,6 + 2,7 = 24,3 g.

Раздел 3.
Идентификация на органични вещества
(качествени реакции към различни класове съединения)

Урок 7. Разпознаване на органични вещества
използване на качествени реакции

цели. Научете се да решавате задачи за идентифициране на вещества, консолидирайте знанията за качествените реакции на органични съединения от различни класове.

Упражнение 1.Четири епруветки съдържат следните вещества: хексан, 2-метилпентен-1,
пентин-2, пентин-1. Какви химични реакции могат да се използват за разграничаване на тези вещества?

Решение

Този проблем представя три класа съединения: алкани, алкени и алкини. За алканите няма специални качествени реакции; за алкените това е обезцветяването на бромна вода и разтвор на калиев перманганат. Алкините също се характеризират с обезцветяване на бромна вода и калиев перманганат, но реакцията протича по-бавно (Таблица 1). Предложените два алкина се различават по позицията на тройната връзка. Алкините, които имат тройна връзка на ръба, реагират с амонячен разтвор на сребърен оксид и меден (I) оксид.

маса 1

Първо се провежда реакция за откриване на пентин-1:

CH 3 CH 2 CH 2 СCH + OH CH 3 CH 2 CH 2 СCAg + 2NH 3 + H 2 O.

След това, въз основа на липсата на реакция с бромна вода, се открива хексан:

CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 + Br 2 (H 2 O) ... .

Пентин-2 обезцветява бромната вода бавно, а 2-метилпентен-2 бързо:

Реакцията с калиев перманганат може да се пропусне.

Задача 2.Три немаркирани епруветки съдържат течности: н-пропанол, 1-хлорбутан и глицерин. Разграничете тези вещества.

Решение

Епруветките съдържат вещества от три класа: алкохол, поливалентен алкохол и халогенни производни на алкани. Глицеринът има вискозитет, така че вече можем да познаем в каква епруветка се намира. Качествена реакция към многовалентните алкохоли е взаимодействието с меден (II) хидроксид до посиняване. Алкохолът може да се разграничи от халоалкана по реакцията му с натрий без нагряване. В епруветка с алкохол ще се наблюдава отделяне на мехурчета водороден газ (Таблица 2).

таблица 2

Реакционни уравнения:

Задача 3.В три епруветки се наливат следните течности: бензен, стирен, фенилацетилен. Определете кое вещество кое е.

Решение

Всички вещества съдържат ароматен пръстен:

Реакционни уравнения:

Да направим таблица (Таблица 3).

Таблица 3

Задача 4.Три немаркирани епруветки съдържат следните вещества: 1-бутанол, етилен гликол и разтвор на фенол в бензен. По какви реакции могат да се разграничат тези вещества?

Решение

Нека направим таблица (Таблица 4).

Таблица 4

Реакционни уравнения:

ЗАДАЧА ЗА САМ РЕШЕНИЕ

Упражнение 1.Четири бутилки без етикет съдържат следните органични вещества: етанол, ацеталдехид, етилен гликол и воден разтвор на фенол. Предложете начин за разграничаване на тези вещества.

Да направим таблица - схема на решение (Таблица 5).

Таблица 5

Задача 2.Четири епруветки съдържат следните вещества: мравчена киселина, пропионова киселина, метанол, ацеталдехид. Какви реакции могат да се използват за разграничаване на тези вещества? Напишете уравнения за тези реакции.

Да направим таблица - диаграма на решение (Таблица 6).

Таблица 6

Задача 3.Напишете уравнения на реакцията, които могат да се използват за разграничаване на следните твърди органични вещества: глюкоза, захароза, натриев ацетат, нишесте и фенол.

Нека направим таблица - схема на решение (Таблица 7).

Таблица 7

Реакцията с разтвор на бромна вода за определяне на фенол не е необходимо да се провежда. Две вещества останаха неидентифицирани: натриев ацетат и фенол. Освен това натриевият ацетат е силно разтворим в студена вода, докато фенолът е слабо разтворим. По този начин те могат да бъдат разграничени.

Задача 4.Как да различим органичните вещества: фениламониев хлорид, натриев ацетат, глюкоза, аминооцетна киселина? Напишете уравненията на реакциите, които трябва да се изпълнят, за да се разпознаят веществата.

Да направим таблица - схема на решение (Таблица 8).

Таблица 8

Следва продължение

Молекулните вещества са вещества, чиито най-малки структурни частици са молекули

Молекулите са най-малките частици от молекулярно вещество, които могат да съществуват независимо и да запазят своите химични свойства.

Молекулните вещества имат ниски точки на топене и кипене и съществуват при стандартни условия в твърдо, течно или газообразно състояние.

Например: Вода H 2 O - течност, t pl = 0°C; t кипене = 100°C; Кислород O 2 - газ, t pl = -219°C; t на кипене = -183°C; Азотен оксид (V) N 2 O 5 - твърд, t pl = 30,3°C; t кипене = 45°C;

Молекулните вещества включват:

най-простите неметални вещества: O 2, S 8, P 4, H 2, N 2, Cl 2, F 2, Br 2, I 2;

съединения на неметали помежду си (бинарни и многоелементни): NH3, CO2, H2SO4.

Немолекулни вещества

Немолекулните вещества са вещества, чиито най-малки структурни частици са атоми или йони.

Йонът е атом или група от атоми, които имат положителен или отрицателен заряд.

Например: Na + , Cl - .

Немолекулните вещества са в твърдо състояние на агрегат при стандартни условия и имат високи точки на топене и кипене.

Например: натриев хлорид NaCl - твърд, точка на топене = 801°C; t на кипене = 1465°C; мед Cu - твърдо вещество, t pl = 1083°C; t на кипене = 2573°C; силиций Si - твърд, точка на топене = 1420°C; t на кипене = 3250°C;

Немолекулните вещества включват:

прости вещества (метали): Na, Cu, Fe, ...;

сплави и съединения на метали с неметали: NaH, Na 2 SO 4, CuCl 2, Fe 2 O 3;

неметали: бор, силиций, въглерод (диамант), фосфор (черен и червен);

някои бинарни съединения на неметали: SiC, SiO 2.

Решаването на качествени проблеми за идентифициране на вещества, открити в бутилки без етикети, включва извършването на редица операции, резултатите от които могат да се използват, за да се определи кое вещество е в конкретна бутилка.

Първият етап от решението е мисловен експеримент, който представлява план за действие и очакваните резултати от него. За записване на мисловен експеримент се използва специална таблица-матрица, в която формулите на веществата, които се определят, са посочени хоризонтално и вертикално. На местата, където се пресичат формулите на взаимодействащи вещества, се записват очакваните резултати от наблюденията: - отделяне на газ, - утаяване, промени в цвета, мирис или липса на видими промени. Ако според условията на проблема е възможно да се използват допълнителни реактиви, тогава е по-добре да се запишат резултатите от тяхното използване, преди да се състави таблицата - по този начин броят на веществата, които трябва да се определят в таблицата, може да бъде намален.
Следователно решението на проблема ще се състои от следните стъпки:
- предварително обсъждане на индивидуалните реакции и външни характеристики на веществата;
- записване на формули и очаквани резултати от реакции по двойки в таблица,
- провеждане на експеримент в съответствие с таблицата (при експериментална задача);
- анализ на резултатите от реакцията и съотнасянето им с конкретни вещества;
- формулиране на отговора на проблема.

Трябва да се подчертае, че мисловният експеримент и реалността не винаги напълно съвпадат, тъй като реалните реакции протичат при определени концентрации, температури и осветление (например при електрическа светлина AgCl и AgBr са идентични). Един мисловен експеримент често пропуска много малки детайли. Например, Br 2 /aq е идеално обезцветен с разтвори на Na 2 CO 3, Na 2 SiO 3, CH 3 COONa; образуването на утайка Ag 3 PO 4 не се случва в силно кисела среда, тъй като самата киселина не дава тази реакция; глицеролът образува комплекс с Cu (OH) 2, но не образува с (CuOH) 2 SO 4, ако няма излишък от алкали и т.н. Реалната ситуация не винаги е в съответствие с теоретичната прогноза и в тази глава има „идеалните“ матрични таблици и „реалностите“ понякога ще бъдат различни. И за да разберете какво наистина се случва, потърсете всяка възможност да работите с ръцете си експериментално в урок или избираем (помнете изискванията за безопасност).

Пример 1.Номерираните бутилки съдържат разтвори на следните вещества: сребърен нитрат, солна киселина, сребърен сулфат, оловен нитрат, амоняк и натриев хидроксид. Без да използвате други реактиви, определете коя бутилка съдържа разтвора на кое вещество.

Решение.За да решим задачата, ще съставим матрична таблица, в която ще впишем в съответните квадратчета под диагонала, който я пресича, данните от наблюдението на резултатите от сливането на вещества от една епруветка с друга.

Наблюдение на резултатите от последователното изливане на съдържанието на някои номерирани епруветки във всички останали:

1 + 2 - образува се бяла утайка; ;
1 + 3 - не се наблюдават видими промени;

1 + 4 - в зависимост от реда, в който се източват разтворите, може да се образува утайка;
1 + 5 - образува се кафява утайка;
2+3 - образува се бяла утайка;
2+4 - не се наблюдават видими промени;
2+5 - не се наблюдават видими промени;
3+4 - наблюдава се облачност;
3+5 - образува се бяла утайка;
4+5 - не се наблюдават видими промени.

Нека допълнително запишем уравненията на протичащите реакции в случаите, когато се наблюдават промени в реакционната система (емисия на газ, утайка, промяна на цвета) и въведем формулата на наблюдаваното вещество и съответния квадрат на матричната таблица над диагонала който го пресича:

(когато оловен нитрат се добави към излишната основа, утайката може незабавно да се разтвори).
Така на базата на пет експеримента различаваме веществата в номерираните епруветки.

Пример 2. Осем номерирани епруветки (от 1 до 8) без надписи съдържат сухи вещества: сребърен нитрат (1), алуминиев хлорид (2), натриев сулфид (3), бариев хлорид (4), калиев нитрат (5), фосфат калий (6), както и разтвори на сярна (7) и солна (8) киселини. Как, без никакви допълнителни реагенти, различни от вода, можете да различите тези вещества?

Решение. Първо, нека разтворим твърдите вещества във вода и да отбележим епруветките къде са се озовали. Нека създадем матрична таблица (както в предишния пример), в която ще въведем данни от наблюдения на резултатите от сливането на вещества от една епруветка с друга под и над диагонала, който я пресича. От дясната страна на таблицата ще въведем допълнителна колона „Общ резултат от наблюдението“, която ще попълним след завършване на всички експерименти и сумиране на резултатите от наблюденията хоризонтално отляво надясно (вижте например стр. 178). ).

Видими промени не настъпват само при калиев нитрат.

Въз основа на броя пъти, в които се образува утайка и се отделя газ, всички реагенти се идентифицират уникално. В допълнение, BaCl 2 и K 3 PO 4 се отличават с цвета на утайката с AgNO 3: AgCl е бял, а Ag 3 PO 4 е жълт. В този проблем решението може да е по-просто - всеки от киселинните разтвори ви позволява незабавно да изолирате натриев сулфид, който определя сребърен нитрат и алуминиев хлорид. Сред останалите три твърди вещества бариевият хлорид и калиевият фосфат се определят от сребърен нитрат; солната и сярната киселина се отличават от бариевия хлорид.

Пример 3. Четири немаркирани епруветки съдържат бензен, хлорхексан, хексан и хексен. Като използвате минималните количества и брой реактиви, предложете метод за определяне на всяко от посочените вещества.

Решение. Определяните вещества не реагират помежду си, няма смисъл да се съставя таблица с реакции по двойки.
Има няколко метода за определяне на тези вещества, един от тях е даден по-долу.
Само хексенът веднага обезцветява бромната вода:

C 6 H 12 + Br 2 = C 6 H 12 Br 2.

Хлорхексанът може да се разграничи от хексана чрез преминаване на техните продукти от горенето през разтвор на сребърен нитрат (в случая на хлорхексан се утаява бяла утайка от сребърен хлорид, неразтворима в азотна киселина, за разлика от сребърния карбонат):

2C 6 H 14 + 19O 2 = 12CO 2 + 14H 2 O;
C 6 H 13 Cl + 9O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O + HC1;
HCl + AgNO 3 = AgCl + HNO 3.

Бензенът се различава от хексана при замръзване в ледена вода (C 6 H има 6 точка на топене = +5,5 ° C, а C 6 H има 14 точка на топене = -95,3 ° C).

1. Равни обеми се изсипват в две еднакви чаши: едната с вода, другата с разреден разтвор на сярна киселина. Как можете да различите тези течности, без да имате химически реактиви под ръка (не можете да вкусите разтворите)?

2. Четири епруветки съдържат прахове от меден (II) оксид, железен (III) оксид, сребро и желязо. Как да разпознаете тези вещества, като използвате само един химичен реагент? Разпознаването по външен вид е изключено.

3. Четири номерирани епруветки съдържат сух меден (II) оксид, сажди, натриев хлорид и бариев хлорид. Как, използвайки минимално количество реактиви, можете да определите коя епруветка какво вещество съдържа? Обосновете отговора си и го потвърдете с уравненията на съответните химични реакции.

4. Шест немаркирани епруветки съдържат безводни съединения: фосфорен (V) оксид, натриев хлорид, меден сулфат, алуминиев хлорид, алуминиев сулфид, амониев хлорид. Как можете да определите съдържанието на всяка епруветка, ако всичко, което имате, е набор от празни епруветки, вода и горелка? Предложете план за анализ.

5 . Четири немаркирани епруветки съдържат водни разтвори на натриев хидроксид, солна киселина, поташ и алуминиев сулфат. Предложете начин за определяне на съдържанието на всяка епруветка без използване на допълнителни реактиви.

6 . Номерираните епруветки съдържат разтвори на натриев хидроксид, сярна киселина, натриев сулфат и фенолфталеин. Как да различим тези разтвори, без да използваме допълнителни реактиви?

7. Неетикетираните буркани съдържат следните отделни вещества: прахове от желязо, цинк, калциев карбонат, калиев карбонат, натриев сулфат, натриев хлорид, натриев нитрат, както и разтвори на натриев хидроксид и бариев хидроксид. Нямате други химически реактиви на ваше разположение, включително вода. Направете план за определяне на съдържанието на всеки буркан.

8 . Четири номерирани буркана без етикети съдържат твърд фосфорен (V) оксид (1), калциев оксид (2), оловен нитрат (3), калциев хлорид (4). Определете кой буркан съдържа всеки отот посочените съединения, ако е известно, че веществата (1) и (2) реагират бурно с вода, а веществата (3) и (4) се разтварят във вода и получените разтвори (1) и (3) могат да реагират с всички други разтвори с образуване на утайка.

9 . Пет епруветки без етикети съдържат разтвори на хидроксид, сулфид, хлорид, натриев йодид и амоняк. Как да определим тези вещества с помощта на един допълнителен реактив? Дайте уравнения за химичните реакции.

10. Как да разпознаете разтворите на натриев хлорид, амониев хлорид, бариев хидроксид, натриев хидроксид, съдържащи се в съдове без етикети, като използвате само тези разтвори?

11. . Осем номерирани епруветки съдържат водни разтвори на солна киселина, натриев хидроксид, натриев сулфат, натриев карбонат, амониев хлорид, оловен нитрат, бариев хлорид и сребърен нитрат. С помощта на индикаторна хартия и извършване на всякакви реакции между разтвори в епруветки, определете какво вещество се съдържа във всяка от тях.

12. Две епруветки съдържат разтвори на натриев хидроксид и алуминиев сулфат. Как да ги различим, ако е възможно, без използването на допълнителни вещества, само с една празна епруветка или дори без нея?

13. Пет номерирани епруветки съдържат разтвори на калиев перманганат, натриев сулфид, бромна вода, толуен и бензен. Как можете да ги различите, като използвате само посочените реактиви? Използвайте техните характерни черти, за да откриете всяко от петте вещества (посочете ги); дайте план за анализа. Напишете диаграми на необходимите реакции.

14. Шест неназовани бутилки съдържат глицерин, воден разтвор на глюкоза, бутиралдехид (бутанал), 1-хексен, воден разтвор на натриев ацетат и 1,2-дихлороетан. Само с безводен натриев хидроксид и меден сулфат като допълнителни химикали, определете какво има във всяка бутилка.

1. За да определите вода и сярна киселина, можете да използвате разликата във физичните свойства: точки на кипене и замръзване, плътност, електрическа проводимост, индекс на пречупване и др. Най-силната разлика ще бъде в електрическата проводимост.

2. Добавете солна киселина към праховете в епруветките. Среброто няма да реагира. Когато желязото се разтвори, ще се отдели газ: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Железният (III) оксид и медният (II) оксид се разтварят без отделяне на газ, образувайки жълто-кафяви и синьо-зелени разтвори: Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O; CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O.

3. CuO и C са черни, NaCl и BaBr 2 са бели. Единственият реагент може да бъде например разредена сярна киселина H 2 SO 4:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (син разтвор); BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl (бяла утайка).
Разредената сярна киселина не взаимодейства със сажди и NaCl.

4 . Поставете малко количество от всяко вещество във вода:

Две вещества - натриев хлорид и амониев хлорид - се разтварят, без да реагират с вода; те могат да бъдат разграничени чрез нагряване на сухите соли (амониевият хлорид сублимира без остатък): NH 4 Cl NH 3 + HCl; или по цвета на пламъка с разтвори на тези соли (натриевите съединения оцветяват пламъка в жълто).

5. Нека направим таблица на двойните взаимодействия на посочените реагенти

3K 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O = 2 Al (OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4;

Въз основа на представената таблица всички вещества могат да бъдат определени по броя на валежите и отделянето на газ.

6. Всички разтвори се смесват по двойки.Чифт разтвори,които дават малинов цвят са NaOH и фенолфталеин.Малиновият разтвор се добавя в двете останали епруветки. Където цветът изчезва е сярна киселина, а в другото е натриев сулфат. Остава да се направи разлика между NaOH и фенолфталеин (епруветки 1 и 2).
A. От епруветка 1 добавете капка разтвор към голямо количество разтвор 2.
B. От епруветка 2 се добавя капка разтвор към голямо количество разтвор 1. И в двата случая цветът е пурпурен.
Добавете 2 капки разтвор на сярна киселина към разтвори А и Б. Там, където цветът изчезва, се съдържа капка NaOH. (Ако цветът изчезне в разтвор А, тогава NaOH - в епруветка 1).

8 . Реагират бурно с вода: P 2 O 5 и CaO с образуването съответно на H 3 PO 4 и Ca (OH) 2:

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4, CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.
Веществата (3) и (4) - Pb(NO 3) 2 и CaCl 2 - се разтварят във вода. Разтворите могат да реагират един с друг, както следва:

Така разтвор 1 (H 3 PO 4) образува утайки с всички други разтвори при взаимодействие. Разтвор 3 - Pb(NO 3) 2 също образува утайки с всички други разтвори. Вещества: I -P 2 O 5, II -CaO, III -Pb(NO 3) 2, IV-CaCl 2.
Като цяло, появата на повечето утайки ще зависи от реда, в който разтворите се оттичат и излишъка на един от тях (в голям излишък на H 3 PO 4, оловните и калциевите фосфати са разтворими).

9. Проблемът има няколко решения, две от които са дадени по-долу.
А.Добавете разтвор на меден сулфат към всички епруветки:
2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 (синя утайка);
Na 2 S + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + CuS (черна утайка);
NaCl + CuSO 4 (без промени в разреден разтвор);
4NaI+2CuSO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2CuI+I 2 (кафява утайка);
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4 (син разтвор или синя утайка, разтворима в излишък от разтвор на амоняк).

b.Добавете разтвор на сребърен нитрат към всички епруветки:
2NaOH + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + H 2 O + Ag 2 O (кафява утайка);
Na 2 S + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Ag 2 S (черна утайка);
NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl (бяла утайка);
NaI + AgNO 3 = NaNO 3 + AgI (жълта утайка);
2NH3 + 2AgNO3 + H2O = 2NH4NO3 + Ag2O (кафява утайка).
Ag 2 O се разтваря в излишък от разтвор на амоняк: Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.

10 . За да се разпознаят тези вещества, всички разтвори трябва да реагират един с друг:

NaOH и Ba(OH) 2 могат да бъдат разграничени по различните си цветове на пламъка (Na+ е жълт, а Ba 2+ е зелен).

11. Определете киселинността на разтворите с помощта на индикаторна хартия:
1) кисела среда -HCl, NH 4 C1, Pb(NO 3) 2;
2) неутрална среда - Na 2 SO 4, BaCl 2, AgNO 3;
3) алкална среда - Na 2 CO 3, NaOH. Да направим маса.

Тела, вещества, частици

Всеки предмет, всяко живо същество може да се нарече тяло. Камък, бучка захар, дърво, птица, тел – това са тела. Невъзможно е да се изброят всички тела, те са безброй. Слънцето, планетите и луната също са тела. Те се наричат ​​небесни тела.

Телата могат да бъдат разделени на две групи.

Телата, създадени от самата природа, се наричат естествени тела.
Телата, създадени от човешка ръка, се наричат изкуствени тела.

Погледни картинките. Под естествени тела запълнете кръговете със зелено, под изкуствени тела - кафяво.

Телата са изградени от вещества. Парче захар е тяло, а самата захар е вещество. Алуминиевата тел е тялото, алуминият е веществото. Има тела, които са образувани не от едно, а от няколко или много вещества.

вещества- от това са направени телата.

Разграничаване на твърди, течни и газообразни вещества.
Захарта, алуминият са примери за твърди вещества. Водата е течно вещество. Въздухът се състои от няколко газообразни вещества (газове).

Напишете от какво вещество е изградено тялото.

Кое тяло има определена форма?
Отговор: Твърдите тела имат постоянна форма.

Попълнете таблицата

Алуминий, сребро, тетрадка, дърво, телевизор, чайник, вода, трион, гардероб, нишесте.

Веществата и следователно телата се състоят от частици.
Всяко вещество се състои от специални частици, които се различават по размер и форма от частиците на други вещества.
Учените са открили, че има празнини между частиците. В твърдите тела тези празнини са много малки, в течностите са по-големи, а в газовете са още по-големи. Във всяко вещество всички частици се движат.
Частиците могат да бъдат представени с помощта на модели, като например топки.