--PAGE_BREAK--2.1.4 Соли
Со́ли — класс химических соединений, кристаллические вещества, имеющие ионную структуру. При диссоциации в водных растворах соли дают положительно заряженные ионы металлов и отрицательно заряженные ионы кислотных остатков (иногда также ионы водорода или гидроксогруппы). В зависимости от соотношения количеств кислоты и основания в реакциях нейтрализации могут образоваться различные по составу соли.
Типы солей
Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислот замещены на атомы металла. Пример: Na2CO3, K3PO4.
Кислые соли — атомы водорода в молекулах кислоты замещены атомами металла частично. Получаются они при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример: NaHCO3, K2HPO4.
Основные соли — гидроксогруппы основания (OH-) частично заменены кислотными остатками. Получаются при избытке основания. Пример: Mg(OH)Cl.
Двойные соли — образуются при замещении атомов водорода в кислоте атомами двух разных металлов. Пример:
CaCO3·MgCO3, Na2KPO4.
Смешанные соли — в их составе один катион и два аниона. Пример: Ca(OCl)Cl.
Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример:
CuSO4·5H2O.
Комплексные соли — особый класс солей. Это сложные вещества, в структуре которых выделяют координационную сферу, состоящую их комплексообразователя (центральной частицы) и окружающих его лигандов. Пример:
K2[Zn(OH)4], [Cr(H2O)6]Cl3, [Ni(NH3)6](NO3)2.
Особую группу составляют соли органических кислот, свойства которых значительно отличаются от свойств минеральных солей.
Нахождение в природе
Многие минералы — соли, образующие залежи (например, галит NaCl, сильвин KCl, флюорит CaF2).
Номенклатура
Названия солей образуются из двух слов: название аниона в именительном падеже и название катиона в родительном падеже: Na2SO4 — сульфат натрия. Для металлов с переменной степенью окисления её указывают в скобках: FeSO4 — сульфат железа (II), Fe2(SO4)3 — сульфат железа (III).
Названия кислых солей начинаются с приставки «гидро-» (если замещён один атом водорода) или «дигидро-» (если замещены два атома водорода). Например, NaHCO3 — гидрокарбонат натрия, NaH2PO4 — дигидрофосфат натрия.
Названия основных солей начинаются с приставки «гидроксо-» или «дигидроксо-». Например, Mg(OH)Cl — гидроксохлорид магния, Al(OH)2Cl — дигидроксохлорид алюминия.
В гидратных солях на наличие кристаллической воды указывает приставка «гидрат-». Степень гидратации отражают численной приставкой. Например, CaCl2·2H2O — дигидрат хлорида кальция.
На низшую степень окисления кислотообразующего элемента (если их больше двух) указывает приставка «гипо-». Приставка «пер-» указывает на высшую степень окисления (для солей кислот с окончаниями «-овая», «-евая», «-ная»). Например: NaOCl — гипохлорит натрия, NaClO2 — хлорит натрия, NaClO3 — хлорат натрия, NaClO4 — перхлорат натрия.
Названия комплексных солей составляются аналогично названиям обычных солей, только с указанием лигандов и степени окисления центрального иона. Пример: [Cr(H2O)6]Cl3 — хлорид гексааквахрома (III), K2[Zn(OH)4] — тетрагидроксоцинкат (II) калия.
Методы получения
Существуют различные методы получения солей:
Взаимодействие кислот с металлами, основными и амфотерными оксидами и гидроксидами.
H2SO4 + Mg → MgSO4 + H2↑;
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O;
HCl + Mg(OH)2(изб.) → Mg(OH)Cl + H2O;
NaOH + 2KOH + H3PO4 → K2NaPO4 + 3H2O.
Взаимодействие кислотных оксидов со щелочами, основными и амфотерными оксидами.
SiO2 + CaO → CaSiO3;
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O.
Взаимодействие солей с кислотами, щелочами, металлами, другими солями и нелетучими кислотными оксидами (если образуется выходящий из сферы реакции продукт).
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑;
CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu↓;
CuCl2 + Na2S → 2NaCl + CuS↓;
2Na2CO3 + 2MgCl2 + H2O → [Mg(OH)]2CO3 + CO2↑ + 4NaCl.
Взаимодействие металлов с неметаллами.
Fe + S → FeS.
Взаимодействие оснований с неметаллами.
Ca(OH)2 + Cl2 → Ca(OCl)Cl + H2O.
Химические свойства
Химические свойства определяются свойствами катионов и анионов, входящих в их состав.
Соли взаимодействуют с кислотами, оксидами и основаниями, если в результате реакции получается продукт, который выходит из сферы реакции (осадок, газ, мало диссоциирующие вещества, например, вода):
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl;
NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑;
Na2SiO3 + 2HCl → 2NaCl + H2SiO3↓.
Соли взаимодействуют с металлами, если свободный металл находится левее металла в составе соли в ряду напряжений:
Cu + HgCl2 → CuCl2 + Hg.
Соли взаимодействуют между собой, если продукт реакции выходит из сферы реакции; в том числе эти реакции могут проходить с изменением степеней окисления атомов реагентов:
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaCl;
AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3;
K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3Na2SO4 + K2SO4 + 4H2O.
Некоторые соли разлагаются при нагревании:
CuCO3 → CuO + CO2↑;
NH4NO3 → N2O↑ + 2H2O;
NH4NO2 → N2↑ + 2H2O.
Практическое занятие № 1
Тема. Определение качественного состава неорганических веществ.
Цель: сформировать у учащихся методический подход к качественному анализу неорганических веществ.
Ход работы
Задания для самостоятельной работы
В четырех пробирках находятся растворы следующих солей: сульфат меди (II), хлорид меди (II), иодид калия, хлорид бария. Как определить, в какой пробирке находится каждый из растворов, не используя дополнительные реактивы? Составьте схему исследования, напишите уравнения всех возможных реакций.
Напишите уравнения всех возможных реакций, которые будут протекать при смешивании реактивов.
Сделайте выводы по проделанной работе.
Лабораторный опыт «Распознование сульфат-ионов в растворе»
Учащимся предлагают с помощью раствора хлорида бария провести анализ пробы воды, взятой из сточных вод местного предприятия, или заранее приготовленного раствора соответствующего состава на присутствие сульфат-ионов. Для этого исследуемый раствор подкисляют разбавленной соляной кислотой и добавляют к нему по каплям реактив. При наличии сульфат-ионов выпадает белый осадок сульфата бария. По окончании исследования учащимся предлагают с помощью таблицы растворимости найти еще несколько реактивов на сульфат-ионы и самостоятельно провести исследования
Урок – практикум «Качественное определение карбонатов».
Цель: формирование умения у учащихся распознавать соли угольной кислоты –
карбонаты.
Задачи: 1) совершенствовать практические навыки при выполнении
лабораторного опыта, умение наблюдать, анализировать, делать выводы;
2) формировать положительное отношение к учебе, повышая самооценку
учащихся через индивидуализацию учебного процесса;
3) развитие творческих способностей учащихся через увеличение доли
самостоятельной работы при работе с модулем и проведении исследования.
Методы: стимулирования и мотивации учения; организации и осуществления учебно-познавательной деятельности (самостоятельная работа с модульной программой, практическая работа — исследование).
Оборудование и реактивы: модули для учащихся, растворы: карбоната натрия, соляной кислоты; порошок мела, мрамор, ракушки, яичная скорлупа, жемчуг, шприц, пробирки.
Ход урока:
I. Организация начала урока, подготовка учащихся к уроку.
II. Активизация, подготовка к учебно-познавательной деятельности:
Учитель: Что такое карбонаты? Как человек использует карбонаты в своей жизни?
Как видим, эти соединения играют важную роль в нашей жизни.
Тема нашего урока «Качественное определение карбонатов». Как вы считаете, ребята, чем мы будем заниматься сегодня на уроке?
Сегодня на уроке узнаем, какой реактив используется для распознавания карбонатов, каковы признаки данной реакции, исследуем ряд природных материалов и определим их состав.
Учитель: дает учащимся инструктаж по работе с модулем.
Учащиеся работают по модулю. Учитель оказывает помощь.
«Качественное определение карбонатов»
Изучив материал вы:
· научитесь качественно определять карбонаты;
· закрепите знания о химических свойствах карбонатов;
· узнаете о природных соединениях, содержащих карбонаты.
. Входной контроль. Цель: повторить учебный материал.
Задание: Выполните проверочную работу письменно в тетради:
1. Установите соответствие:
Формулы Вещества А. СаСО3 1. углекислый газ
Б. Н 2СО3 2. угарный газ
В. СО 3. карбонат кальция
Г. СН4 4. угольная кислота
Д. СО2
2. Назовите два типа солей, образуемых угольной кислотой. Приведите по одному
примеру на каждый случай и назовите соли.
Качественное определение карбонатов.
Цели: Изучив данный материал, вы познакомитесь с качественной реакцией на карбонаты.
Задание: 1.Изучите текст.
2. Запишите в тетрадь:
ü Реактив, который используют для определения карбонатов.
ü Признаки качественной реакции.
Угольная кислота образует два ряда солей: карбонаты и гидрокарбонаты. В отличие от самой угольной кислоты, ее соли довольно устойчивы. Качественной реакцией для определения ионов СО32- является взаимодействие карбонатов и гидрокарбонатов с растворами сильных кислот
Na2CO3 + 2НСI = 2NaC I + Н2О + СО2 ↑
2Н+ + СО32- → Н2О + СО2 ↑
При определении карбоната кальция лучше использовать соляную кислоту.
Чтобы убедиться в том, что выделяющийся газ — СО2, его пропускают через известковую воду, которая мутнеет вследствие образования осадка СаСО3:
СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О
Задание: Выполните лабораторный опыт «Качественная реакция на карбонаты»:
1. Внимательно прочитайте правилатехники безопасности:
ü Помните об осторожном обращении со стеклом!
ü При работе с кислотами надо соблюдать осторожность! При попадании кислоты на кожу или слизистые ткани надо промыть пораженное место большим количеством воды, затем обработать раствором питьевой соды.
2. Изучите порядок работы:
Опыт. 1)В чистую пробирку налейте немного раствора карбоната натрия, добавьте к нему раствор соляной кислоты. Наблюдения запишите в тетрадь.
2) В пробирку с мелом добавьте раствор соляной кислоты. Наблюдения запишите.
Задание. Запишите уравнение одной реакции (по выбору) в молекулярном и ионном виде. Сделайте вывод и запишите в тетрадь: какой реактив используется для определения карбонатов, назовите признак реакции.
Природные процессы и применение качественного определения карбонатов.
Цели: Изучив данныйматериал, вы узнаете о роли изучаемой реакции в природных процессах, о применении в быту, производстве.
Огромную роль в формировании облика нашей планеты играют процессы, которые можно описать следующими уравнениями:
СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3 + Н2О
СаСО3 + Н2О+ СО2 ↑= Са(НСО3)2
Одним из результатов данных процессов является образование карстовых пещер, в которых образуются сталактиты и сталагмиты.
В повседневной жизни нам часто приходится сталкиваться с солями угольной кислоты. Питьевая сода применяется в пищевой промышленности как разрыхлитель, в медицинских целях — для устранения изжоги. Для нейтрализации промышленных кислых сточных вод используют кристаллическую соду. В строительстве широко применяется известняк, мрамор, для отделочных работ и украшений – малахит. Известняки широко распространены по всей территории Якутии, их значительное количество наблюдается в Хангаласском улусе. Геологи в полевых условиях определяют карбонатные минералы, действуя на них кислотой.
Задание: Выполнителабораторный опыт «Исследование состава природных образцов»:
1. Помните о технике безопасности!
2. Изучите порядок работы:
В чистые пробирки поместите:
1) небольшой кусочек яичной скорлупы,
2) 1 жемчужину (арагонит),
3) небольшой кусочек мрамора (кальцит),
4) добавьте в каждую пробирку раствор соляной кислоты.
5) в углубление ракушки внесите 1-2 капли соляной кислоты с помощью шприца.
6) Свои наблюдения оформите в виде таблицы в тетради:
7)
Природные вещества
Наблюдения
Яичная скорлупа Жемчуг
Мрамор
Ракушка
Задание: Какое соединение кальция содержат природные вещества: яичная скорлупа, жемчуг, мрамор, ракушка?
Запишите в тетрадь:
1) формулу вещества;
2) химическое название вещества;
3) вывод.
Выходной контроль.
Цели: При выполнении данного вы определите уровень усвоения изученного материала.
Задание: 1.Выполните задание программы А.
2. Если вы испытаете затруднения при выполнении задания, обратитесь к записям в рабочей тетради, материалу учебника п.19, воспользуйтесь консультацией учителя.
3. Если вы не успеваете выполнить задания выходного контроля, можно доработать его после уроков или при выполнении домашнего задания.
Программа А
Раствор карбоната калия добавили к растворам: а) серной кислоты, б) нитрата калия. В каких случаях будет протекать химическая реакция? Запишите уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде.
Задание: 1. После выполнения программы А вы можете приступить к выполнению заданий программы В.
Программа В
Составьте два молекулярных уравнения реакций, соответствующих сокращенному ионному: 2Н+ + СО32- → Н2О + СО2 ↑. Для чего используются эти реакции?
Домашнее задание:
1. Проведите опыт «Взаимодействие питьевой соды с уксусной кислотой».
2. Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде, учитывая, что формула уксусной кислоты СН3СООН.
ГЛАВА III. МОИ УРОКИ
Урок-турнир
Что мы знаем, что мы умеем Основные классы неорганических соединений Оборудование и реактивы. магнитофон, кубики, ребусы, волшебные ящики, магнитная доска, необходимые реактивы для экспериментальных работ.
Введение в игру. В игре участвуют две команды. Из наиболее подготовленных учащихся 9-х классов создают творческую группу, которая вместе с учителем разрабатывает форму и правила проведения урока, выбирает систему оценок, изготавливает призы, помогает учителю в проведении игры. Один из учеников исполняет роль старика Хоттабыча.
А. Оживление схемы.
Б. Волшебные ящики.
В. Угадайте правильный ответ.
ХОД УРОКА
Хоттабыч. Здравствуйте! Мы открываем турнир, девиз которого: «Что мы знаем, что мы умеем». Как и всякая наука, химия требует к себе самого серьезного и ответственного отношения. Вы успели познакомиться с химией, мои юные друзья. Сегодня мы узнаем самого находчивого, сообразительного, внимательного ученика. В гостях у нас ваши родители. Каждое выполненное задание и правильный ответ оцениваются одним баллом. В честь начала нашего турнира зажигаю священный огонь (заранее готовят смесь веществ
KMnO4, H2SO4, C2H5OH).
Турнир открыт. У меня пожелание всем участникам: будьте честными, активными, не забывайте, что дружба помогает преодолевать испытания. Уважаемые родители, участвуйте в наших играх, радуйтесь вместе с детьми. Может быть, урок поможет вам вспомнить школьные годы.
продолжение
--PAGE_BREAK--