ДЛЯ ВЧИТЕЛІВ СЕРЕДНІХ ШКІЛ,
СТУДЕНТІВ ПЕДАГОГІЧНИХ ВНЗ І ШКОЛЯРІВ 9-10 КЛАСІВ,
Вирішили присвятити СЕБЕ ХІМІЇ І природознавства
ПІДРУЧНИК задачник ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ НАУКОВІ РОЗПОВІДІ ДЛЯ ЧИТАННЯ
У найзагальнішому розумінні амфотерность - це подвійність в поведінці і властивості будь-якого досліджуваного об'єкта. Хоча ми і не говоримо «амфотерний» людина, але зараз ви зрозумієте, що ми часто саме так думаємо про деяких людей.
Ще з цього розділу ви дізнаєтеся про те, чому завжди при отриманні речовин слід строго дотримуватися тієї послідовності дій (змішання компонентів), яка викладена в приписі (рецепті).
Під терміном «амфотерность» в хімії розуміють здатність деяких речовин проявляти як кислотні, так і основні властивості. Такі речовини називають амфотерними електролітами (амфоліти).
Поняття амфотерности може бути поширене і на деякі прості речовини - алюміній, цинк і ін. Так, алюміній «розчиняється» в розчинах кислот і лугів:
2Al (кр.) + 6H + (р-р) = 2Аl 3+ (р-р) + 3Н2 (м),
2Аl (кр.) + 2OH - (р-р) + 2Н2 О = 2Al (р-р) + 3Н2 (м).
Типове амфотерное речовина - вода - дисоціює на іони водню (гидроксония) і гідроксид-іони:
Гідроксид алюмінію в водному розчині дисоціює за двома напрямками:
Аl (OH) 3 = HAlO2 + H2 O = Al + H + + H2 O.
Прояв амфотерности елементом залежить від його положення в періодичній таблиці елементів Д. І. Менделєєва.
Поняття «амфотерность» можна поширити також і на явище зміни складу іона в залежності від середовища розчину. При зміні середовища розчину складу деяких іонів змінюється - ускладнюється або спрощується. Так, хромат-іон стійкий в лужному середовищі, а Дихромат-іон існує в кислотному середовищі. Ці два іона перетворюються один в одного при зміні рН розчину:
Хромат-іон при дії кислоти (іонів водню) переходить в Дихромат-іон, Дихромат-іон перетворюється в хромат-іон при дії лугу (гідроксид-іонів).
Перепишіть ці рівняння в зворотному напрямку. Що ви отримали? Цікаво, яка ж середовище в розчинах хромата і дихромата калію?
Дихромат-іон можна перевести в трихромати-іон:
3 + 2H + = 2 + H2 O.
Зверніть увагу, що кожне таке перетворення іонів формально супроводжується приєднанням або віддачею однієї «молекули» оксиду хрому CrО3. Це корисно згадати, якщо ви забули формулу діхромат- або трихромати-іона.
При складанні рівнянь реакцій подібного типу можна користуватися наступними правилами (алгоритм діяльності).
1. Записати схему процесу:
.
2. Зрівняти число атомів металевого характеру (хрому) в обох частинах схеми:
3. У праву частину схеми вписати формулу молекули води, т. К. В правій частині число атомів кисню менше:
Вода, як слабкий електроліт, обумовлює проходження процесу.
4. Підрахувати число атомів кисню в обох частинах схеми (перед стрілкою і після неї). Якщо число атомів кисню в правій частині більше, ніж в лівій, внести в ліву частину схеми формулу гідроксид-іона. Якщо число атомів кисню справа і зліва однаково, в лівій частині схеми вказати іон водню:
5. Зрівняти число атомів водню в правій і лівій частинах схеми і записати рівняння, замінивши стрілку на знак рівності:
6. Для того щоб бути впевненим у правильності складеного рівняння, перевірити рівність чисел всіх атомів кисню (ще раз) і зарядів іонів в правій і лівій частинах рівняння. Якщо виявиться, що сума зарядів в правій частині рівняння не дорівнює сумі зарядів в лівій його частині, що розглядається процес не є кислотно-основним переходом, а відноситься до окисно-відновних реакцій.
Перепишіть отримане рівняння в протилежному напрямку. Яку реакцію відображає це рівняння?
Для складання рівняння зворотного переходу Дихромат-іона в хромат-іон можна просто переписати отримане вище рівняння в протилежному напрямку, оскільки це буде рівняння реакції гідролізу, яка у водному розчині проходить в незначній мірі. Рівняння переходу Дихромат-іона в хромат-іон складаємо в тій же послідовності.
1. Записуємо схему процесу:
.
2. зрівнює число атомів хрому в обох частинах схеми:
3. У правій частині схеми записуємо формулу молекули води:
Формула води як продукту подібних реакцій обов'язково присутній в рівнянні реакції, тому що завдяки воді (слабкого електроліту) реакції проходять в потрібному напрямку.
4. Підраховуємо число атомів кисню в правій і лівій частинах схеми. Якщо число атомів кисню в правій частині схеми більше, ніж в лівій, записуємо в лівій її частині формулу гідроксид-іона:
5. Підрахунок числа гідроксид-іонів полегшується, якщо використовувати правило: число гідроксид-іонів ОН - має в два рази перевищувати різницю чисел атомів кисню в формулах всіх аніонів і. Складаємо рівність:
6. Перевіряємо рівність чисел всіх атомів і зарядів іонів в правій і лівій частинах отриманого рівняння.
Цей спосіб складання рівнянь дозволяє передбачити середу розчину, в якій відбувається перехід іона (для цього обов'язково в правій частині рівняння записується формула молекули води, а в лівій - іонів водню або гідроксид-іонів).
Дуже часто учні не можуть написати формули складних іонів, таких, як Дихромат-іон. Але в дійсності зробити це вкрай просто. Напишіть формулу оксиду елемента (СrО3), найпростішу формулу відповідає йому кислоти, отриману формальним (алгебраїчним) додатком до формули оксиду молекули води (СrО3 + Н2 О = Н2 СrО4. Хромова кислота). До формули кислоти додайте одну «молекулу» оксиду, і вийде ді .... а кислота (Н2 СrО4 + СrО3 = Н2 Сr2 О7. дихромовая кислота з Дихромат-іоном). Додайте до формули ді .... ой кислоти ще одну «молекулу» оксиду, і ви отримаєте формулу три .... ой кислоти
(Н2 Сr2 О7 + СrО3 = Н2 Сr3 О10. Трихромовими кислота з трихромати-іоном).
Список нових і забутих понять і слів
Амфотерні електроліти (амфоліти);
амфотерні переходи;
діхромат- і хромат-іони.