A. TLENKI
A.1 – Podział związków chemicznych.
Związki chemiczne dzielimy na ORGANICZNE i NIEORGANICZNE. W uproszczeniu: organiczne to wszystkie związki węgla, prócz jego tlenków, kwasu węglowego, soli węgla (węglanów, węglików) i innych (których wymieniać tu nie warto). Nieorganiczne – to wszystkie inne oraz te, które wymieniłem przed chwilą jako wyjątki przy definicji związków organicznych.
A.1.1 – Podział związków nieorganicznych. Związki nieorganiczne to: tlenki, wodorki, wodorotlenki, kwasy, sole.
A.2 – Wzory i nomenklatura tlenków. TLENKI to związki pierwiastków z tlenem o wzorze ogólnym:
x II E2Ox
CO TU TRZEBA ROZUMIEĆ? E – to dowolny pierwiastek tworzący tlenek. O to oczywiście tlen, w tlenkach ZAWSZE DWUWARTOŚCIOWY. Jako „x” oznaczyłem wartościowość dowolnego pierwiastka. Rzymskie II oznacza oczywiście wartościowość tlenu. Wzór sumaryczny tlenku tworzymy metodą krzyżową, przenosząc z indeksu górnego wartościowość jednego pierwiastka do indeksu dolnego drugiego pierwiastka, gdzie funkcjonuje ona już jako ilość atomów danego pierwiastka. Jeżeli „x” jest parzyste, skracamy je z dwójką. Oczywiście, niektóre wzory tworzy się poza schematem, np. tlenek fosforu (V), tworzący cząsteczki (układy) dimeryczne – ale to już wyższa szkoła jazdy.
Ćwiczenie: Utwórz wzory sumaryczne tlenków: potasu, magnezu, glinu, sodu (IV), krzemu (IV), chloru (VII), osmu (VIII), ksenonu (VIII), argonu (VIII). Uwaga! Nie wszystkie z tych tlenków można utworzyć. Jeżeli stwierdzisz, że w którymś przykładzie rzeczywiście tak jest, uzasadnij przyczynę.
A.2.1 – Metody otrzymywania tlenków. a) bezpośrednia synteza z pierwiastków. 4B + 3O2 = 2B2O3 b) reakcje utleniania... NO + ½O2 = NO2 Dlaczego ½O2? Ponieważ tlen występuje przeważnie w cząsteczkach dwuatomowych (my zakładamy, że praktycznie zawsze), a do NO2 potrzebujemy jedynie jednego dodatkowego atomu tlenu (jeden zawarty jest już w tlenku NO). 2:2=1, a więc 1/2*2=1. Tą postać równania z ułamkiem możemy nieco uprościć, mnożąc obie jego strony przez 2 (to logiczne): NO + ½O2 = NO2 | *2 2NO + O2 = 2NO2
... i redukcji 2CuO + H2 = Cu2O + H2O c) analiza termiczna soli, wodorotlenków, kwasów i tlenków CaCO3 –T--> CaO + CO2 - soli N2O –T--> NO + NO2 - tlenków Cu(OH)2 –T--> CuO + H2O – wodorotlenków H2CO3 –T--> CO2 + H2O – kwasów Analiza – rozkład. Termiczna – pod wpływem temperatury. (proste, logiczne)
Ćwiczenie: Otrzymaj z dowolnych związków tlenki, wykorzystując siedem poznanych sposobów (po jednym przykładzie do każdego).
A.2.2 – Inne związki pierwiastków z tlenem, które nie są tlenkami. a) nadtlenki np. H2O2 – woda utleniona (nadtlenek wodoru) BaO2 – nadtlenek baru b) ponadtlenki np. KO2 – ponadtlenek potasu RbO2 – ponadtlenek rubidu c) fluorki tlenu OF2 – fluorek tlenu (II) O2F2 – fluorek tlenu (I) [i tu macie dowód na to, że tlen jest nie zawsze dwuwartościowy]
A.2.3 – Podział TLENKÓW a) Tlenki: - metali - niemetali [ze względu na charakter pierwiastków tworzących tlenki] b) Tlenki: - stałe (żelaza (II), glinu, chromu (VI)) - ciekłe (woda, azotu (V), chloru (VII)) - gazowe (tlenki węgla, azotu, SO2) [ze względu na stan skupienia] c) [Podział ze względu na charakter chemiczny] - TLENKI ZASADOWE Doświadczenie skojarzone: otrzymywanie i badanie charakteru chemicznego tlenku magnezu. (wniosek: po prostu tlenek powstaje w reakcji bezpośredniej syntezy z pierwiastków) Wykazanie charakteru chemicznego: ogrzanie mieszaniny tlenku magnezu z wodą i dodanie feneloftaleiny – roztwór barwi się na malinowo (wniosek: tlenek ma charakter zasadowy). Tlenki zasadowe to tlenki I i II grupy układu okresowego, oprócz wody i BeO. TLENKI ZASADOWE NIE REAGUJĄ Z ZASADAMI, REAGUJĄ ZAŚ Z KWASAMI (tworząc sole) i WODĄ (tworząc roztwory zasadowe). - TLENKI AMFOTERYCZNE Doświadczenie skojarzone: badanie char. chem. tlenku cynku – przereagowanie z wodą, kwasem i zasadą. Wniosek: TLENKI AMFOTERYCZNE REAGUJĄ Z KWASAMI I ZASADAMI, A NIE REAGUJĄ Z WODĄ. Reakcje tlenków amfoterycznych: patrz – punkt A.2.4 Tlenki amfoteryczne to: BeO, Al2O3, Cr2O3, MnO2, Fe2O3, Cu2O, CuO, ZnO, SnO, SnO2, PbO, PbO2. Tlenki amfoteryczne w reakcji z kwasami tworzą sole, a z zasadami – związki koordynacyjne (zaliczane również do typu soli; p. punkt A.2.4) - TLENKI KWASOWE Doświadczenie skojarzone: otrzymywanie i badanie charakteru chemicznego tlenku siarki (IV). Wniosek: Siarka spalana w powietrzu tworzy tlenek siarki. Charakter chemiczny tlenku siarki jest kwasowy, ponieważ zachodzi reakcja z wodą (tworzy się kwas siarkowy (IV)). Reakcje z: wodą, dając kwasy (reakcja syntezy), zasadami, dając sole. Tlenki kwasowe: B2O3, CO2, N2O3, NO2, N2O5, SiO2, P4O10, SO2, SO3, Cl2O7, CrO3, Mn2O7. - TLENKI OBOJĘTNE To takie, które nie reagują ani z kwasami, ani z zasadami, ani z wodą. Między innymi: CO, N2O, NO, SiO. - TLENKI, DLA KTÓRYCH NIE JESTEŚMY W STANIE OKREŚLIĆ CHAR. CHEM. Np. woda, tlenek platyny, tlenek polonu. Wykazują specyficzne właściwości dla każdego typu reakcji.
PODSUMOWANIE PODZIAŁU TLENKÓW ZE WZGLĘDU NA CHARAKTER CHEMICZNY: Tlenek zasadowy –reaguje-> woda +, kwas + Tlenek kwasowy –reaguje-> woda+, zasada+ Tlenek amfoteryczny –reaguje-> kwas+, zasada+ Tlenek obojętny – nie reaguje z kwasami, zasadami i wodą -> ...
Wraz ze wzrostem numeru grypy, charakter chemiczny tlenków zmienia się od zasadowego, poprzez amfoteryczny, do kwasowego.
A.2.4 – REAKCJE TLENKÓW AMFOTERYCZNYCH. 1. z kwasami ZnO + 2HCl -> ZnCl2 + H2O 2. z zasadami WERSJA PROSTA reakcja tlenku cynku z zasadą sodową ZnO + NaOH Sugerujmy się najpierw informacją, że z takiej reakcji ma powstać SÓL. Aby powstała sól, potrzebujemy pierwiastka metalicznego, którego rolę spełniał będzie sód znajdujący się w wodorotlenku sodu, a także _reszty kwasowej_. Tejże cudownej reszty BRAK. A więc musimy ją sobie zastąpić czym innym. Robimy to tak: Budujemy wzór wodorotlenku cynku. To tak, jakbyśmy zamienili dwa reagujące związki końcówkami i wsadzili do cynku grupę hydroksylową. Będzie to oczywiście: Zn(OH)2 [bo cynk jest dwuwartościowy – grupę bierzemy dwa razy] Stąd już droga prosta. Wychrzaniamy z nawiasu wodór i walimy go na przód wzoru: H2ZnO2 (dwa atomy wodoru, bo pamiętajmy, że nawias był wzięty dwa razy: możemy przekonstruowywać, ale zmieniać nie; zresztą, i tak robimy to na marginesie). Bardzo wydumany i sztuczny wzór H2ZnO2 przypomina swoją konstrukcją wzór kwasu. Gdybyśmy założyli, że H2ZnO2 faktycznie jest kwasem, jego resztą byłoby: ZnO2. I tak właśnie ten zbitek traktujemy. Sól, która powstaje w reakcji tlenku cynku z zasadą sodową, będzie to sól sodu, zawierająca resztę ZnO2. W sumie: Na2ZnO2. ZnO + 2NaOH -> Na2ZnO2 + H2O Utworzona sól to cynkan sodu.
żartowałem :P
|