Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość”

Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii

dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego

Inżynieria Środowiska

w ramach projektu „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość”

opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

1. Klasyfikacja związków nieorganicznych.

1) tlenki, o wzorze ogólnym E₂^aO_a^II 2) wodorotlenki -Mⁿ(OH)_n^I 3) kwasy - H_m^IR^m

4) sole -M_mⁿR_n^m

5) wodorki: E^bH_b^I lub H_b^IE^b

6) inne: węgliki, azotki,

gdzie:

a – wartościowość niemetalu lub metalu w tlenku, b – wartościowość metalu lub niemetalu w wodorku, m – wartościowość reszty kwasowej w kwasie, n – wartościowość metalu w wodorotlenku.

2. Podział tlenków ze względu na zachowanie wobec wody:

1) tlenki metali reagujące z wodą np. Na₂O, MgO, CaO, powstają wodorotlenki 2) tlenki metali lub niemetali niereagujące z wodą Al₂O₃, SiO₂, CO

3) tlenki niemetali reagujące z wodą np. CO2, SO2, N2O5, powstają kwasy

3. Podział tlenków ze względu na charakter chemiczny:

1) zasadowe – tlenki metali, które reagują z kwasami dając sole np. K2O, BaO, Bi2O3

2) kwasowe – tlenki niemetali lub metali bloku d, które reagują z zasadami dając sole np.

CO2, SO2, SO3,

3) amfoteryczne – tlenki metali lub niemetali, które reagują zarówno z kwasami jak i zasadami, dając sole np. Al2O3, ZnO, MnO2

4) obojętne – tlenki niemetali, które nie reagują ani z kwasami ani z zasadami np. CO, NO, N₂O

4. Podział kwasów:

 ze względu na budowę reszty kwasowej:

- tlenowe, ich reszty kwasowe zawierają atomy tlenu np. H2SO4, HNO2, HClO4

- beztlenowe, których reszty kwasowe nie zawierają atomu tlenu np. HBr, H₂S, HI

 ze względu na przebieg dysocjacji:

- mocne – prawie całkowicie zdysocjowane np. HCl(aq), H2SO4, HClO4, HNO3

- słabe – zdysocjowane w niewielkim stopniu np. H2S, HClO, HNO2, H2SO3

 ze względu na właściwości:

- utleniające np. H₂SO_{4 (st),} HNO_3(st), HNO_3(roz) - nieutleniające – pozostałe kwasy

Moc kwasu tlenowego:

 rośnie ze wzrostem elektroujemności atomu centralnego reszty kwasowej tak w obrębie okresu jak i grupy

H₃PO₄ < H₂SO₄ < HClO₄ HIO < HBrO < HClO

 rośnie (najczęściej) ze wzrostem liczby atomów tlenu HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

Moc kwasu beztlenowego:

 rośnie ze wzrostem elektroujemności w obrębie okresu H2S < HCl

 maleje ze wzrostem elektroujemności w obrębie grupy HI > HBr > HCl

5. Podział wodorotlenków

 ze względu na przebieg reakcji z kwasami i zasadami:

- zasadowe, które w reakcji z kwasami dają sole np. KOH, Ca(OH)₂

- amfoteryczne, które reagują z kwasami i zasadami dając sole np. Zn(OH)₂, Cr(OH)₃

 ze względu na rozpuszczalność w wodzie:

- dobrze rozpuszczalne – wodorotlenki litowców np. NaOH - trudno rozpuszczalne - pozostałe wodorotlenki

6. Podział soli

- obojętne – powstają przez zastąpienie w cząsteczce kwasu, wszystkich kwasowych atomów wodoru, atomami metalu np. Na2SO4, K3PO4

- hydroksosole – powstają w wyniku niecałkowitego podstawienia grup wodorotlenowych

w cząsteczce wodorotlenku wielohydroksylowego resztami kwasowymi np. CaOHCl, Al(OH)2Cl

- wodorosole – produkty podstawienia tylko części kwasowych atomów wodoru w cząsteczce kwasu wieloprotonowego atomami metalu np. NaHCO3, NaH2PO4

7. Metody otrzymywania soli.

 Reakcja metalu z kwasem np. Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂

 Reakcja wodorotlenku z kwasem np. NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O

 Reakcja wodorotlenku z tlenkiem kwasowym

np. Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

 Reakcja tlenku zasadowego lub amfoterycznego z kwasem np. Na₂O + 2HCl = 2NaCl + H₂O

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

 Reakcja tlenku zasadowego z tlenkiem kwasowym np. MgO + SO2 = MgSO3

 Reakcja metalu z niemetalem np. 2Al + 3S = Al₂S₃

 Reakcja pomiędzy roztworami wodnymi dwóch soli, w wyniku której powstają dwie inne sole, przy czym jedna z nich jest trudno rozpuszczalna

np. BaCl2 + K2SO4 = BaSO4 + KCl

 Reakcja soli z kwasem, w wyniku której powstaje inna sól i inny kwas (jeden z produktów reakcji strąca się w formie osadu, jest słabym elektrolitem lub jest lotny) np. Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2HNO₃

 Reakcja pomiędzy roztworem wodnym soli a mocną zasadą, w wyniku której powstaje inna sól i inny wodorotlenek, przy czym jeden z produktów reakcji strąca się w formie osadu bądź jest słabym elektrolitem

np. Na₂CO₃ + Ca(OH)₂ = CaCO₃ + 2NaOH

 Reakcja metalu bardziej aktywnego z roztworem soli metalu mniej aktywnego, w wyniku której powstaje inna sól i inny metal

np. Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

Zadania

1. Tlenki o podanych wzorach sumarycznych podziel na tlenki o wiązaniu jonowym i tlenki o wiązaniu kowalencyjnym spolaryzowanym:

Na₂O, SO₃, N₂O, H₂O, Al₂O₃, N₂O₅, Cs₂O

2. Tlenki o podanych wzorach: MgO, N₂O₅, K₂O, Cl₂O, SO₃, BaO, CO₂, podziel na grupy, w których znajdują się:

a) tlenki, które w reakcji z wodą będą tworzyły kwasy, b) tlenki, które w reakcji z wodą będą tworzyły zasady.

3. Określ charakter chemiczny następujących tlenków i zapisz równaniami reakcji chemicznych ich właściwości chemiczne: N₂O₅, Al₂O₃, Na₂O

4. Wyjaśnij różnicę pomiędzy zasadą a wodorotlenkiem.

5. Na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków wchodzących w skład związku chemicznego określ rodzaj wiązania chemicznego i charakter chemiczny następujących wodorotlenków. Zapisz, jeśli to możliwe, reakcje tych związków z wodorotlenkiem sodu.

KOH, Zn(OH)₂, Al(OH)₃, Ca(OH)_2, Cr(OH)₃

6. Podane wodorotlenki uszereguj wg zwiększającej się ich mocy zasadowej. Wyjaśnij przyczynę zachodzących zmian tych właściwości.

KOH, LiOH, RbOH, NaOH,

7. Uzupełnij poniższy chemograf dla reakcji, którym poddano potas. Określ jakie związki kryją się pod A, B, C, D.

K ^{+ O2} B

A B ^{+ AgNO3} C

H₂

D ^{+ H2O}

+ H₂O + H₂O

B

8. Wodorotlenek glinu jest amfoteryczny. Napisz równania reakcji tego wodorotlenku z HCl/NaOH w postaci cząsteczkowej i jonowej.

10. Podaj nazwy systematyczne następujących soli:

K3PO4, Al(NO2)3, MgS, CaSO3, NaF, KBr, KClO4, CaCO3, LiCl, AgNO3, Na2S