Himija-vasilevskaja-9kl-rus - Стор 8
Вугільна кислота та її солі
Мал. 67. Питна сода
Мал. 68. Станція Мінського метрополіте-
на, оброблена мармуром
Назва "кальцинована сода" вказує на спосіб отримання безводного карбонату натрію при прожарюванні NaНCO 3 (лат. кальцинація). Кристалічна сода утворюється при кристалізації солі з водних розчинів та містить воду у своєму складі.
Соду застосовують при виробництві мила, скла, для отримання неорганічних барвників, сполук натрію, у виробництві алюмінію та багатьох інших продуктів.
Кислу сіль – гідрокарбонат натрію NaHCO 3 – називають питною содою. Питна сода застосовується в побуті та харчовій промисловості. Якщо додати питну соду в тісто, при випіканні виробів вона розкладається з виділенням вуглекислого газу. Це призводить до розпушування тіста, і вироби з нього стають більш пористими.
Раніше карбонати – солі вугільної кислоти – називали вуглекислими. У цьому назвах кислих солей з'являлося два слова «кислий». Так, питну соду часто називають «кислим вуглекислим натрієм» або «двовуглекислим натрієм» (рис. 67).
Карбонат кальцію, що існує у природі у вигляді мармуру та вапняку, використовують у будівництві як облицювальні та архітектурно-будівельні матеріали. На малюнку 68 ви бачите одну зі станцій Мінського метрополітену, під час будівництва якої широко використовували оздоблення мармуром.
Слабка вугільна кислота H2CO3 утворюється при розчиненні вуглекислого газу у воді.
Вугільна кислота утворює два ряди солей: середні - карбонати - і кислі - гідрокарбонати. Карбонати та гідрокарбонати здатні до взаємоперетворень.
Освітній портал www.adu.by/ Національний інститут освіти
Карбонати як солі слабкої кислоти взаємодіють із усіма сильнішими кислотами з виділенням вуглекислого газу.
Солі вугільної кислоти, крім карбонатів більшості лужних металів, при нагріванні розкладаються із вуглекислого газу.
Запитання та завдання
1. Чим зумовлений кислий смак газованих та деяких мінеральних вод?
2. Складіть рівняння, що відповідають реакціям карбонату калію та карбонату магнію із соляною кислотою. Запишіть ці рівняння у скороченому іонному вигляді.
3. Складіть повні молекулярні рівняння реакцій, виражених такими молекулярно-іонними рівняннями:
4. З якими з цих речовин реагуватиме карбонат калію: соляна кислота, сульфат барію, нітрат кальцію, бромід натрію? Запишіть рівняння можливих реакцій.
5. При взаємодії з кислотою лугу, що тривалий час зберігалася у склянці з нещільно закритою кришкою, виділяються бульбашки газу. Що це за газ? Як ви можете пояснити процес, що спостерігається?
6. Як можна отримати карбонат натрію, маючи металевий натрій та інші необхідні для реакцій речовини? Запишіть рівняння реакцій.
7. Визначте масу карбонату натрію, необхідного для повної нейтралізації розчину сірчаної кислоти масою 200 г з масовою часткою H 2 SO 4 49 %.
8. Запишіть рівняння реакцій, що дозволяють здійснити такі перетворення:
CaO I Ca(OH) 2 I CaCO 3 I Ca(HCO 3 ) 2 I CaCO 3 I CO 2 .
9. Яка масова частка Na 2 CO 3 у кристалічній соді?
10. Визначте масу води, необхідної для приготування 10% розчину карбонату натрію з кристалічної соди масою 54 г.
§ 18. Кремнієва кислота та її солі
Оксид кремнію(IV) у воді не розчиняється і з нею не взаємодіє. Томукремнієву кислоту одержують, діючи сильнішими кислотами на розчини її солей. Вона виходить у вигляді драглистого осаду, що містить воду (рис. 69). Кремнієва кислота має складний склад із загальною формулою n SiO 2 m H 2 O. Однак умовно склад цієї кислоти описується найпростішою формулою H 2 SiO 3 :
Na 2 SiO 3 + 2HCl = H 2 SiO 3 Z + 2NaCl.
Освітній портал www.adu.by/ Національний інститут освіти
Кремнієва кислота та її солі
Мал. 69. Утворення кремнієвої
Мал. 70. Силікагель
Кремнієва кислота слабо розчиняється у воді. Вона є неміцною сполукою: при нагріванні або тривалому зберіганні поступово розкладається на воду та оксид кремнію(IV):
H 2 SiO 3 = Н 2 Про + SiO 2 .
Кремнієва кислота дуже слабка.
При повному зневодненні осаду кремнієвої кислоти утворюється аморфний пористий оксид кремнію(IV) — силікагель (рис. 70). Силікагель має розвинену поверхню, тому добре поглинає вологу. У хімічних лабораторіях силікагель використовують для осушення газів.
Солі кремнієвої кислоти
Солі кремнієвої кислоти називаються силікатами. Розчинні лише силікати лужних металів. Силікати калію і натрію називають розчинним склом, а їх концентровані водні розчини — рідким склом. Ви стикалися з рідким склом, використовуючи силікатний клей. Концентрований водний розчин силікату натрію використовується не тільки як клею, але і для просочування дерев'яних виробів, тканин з метою надання їм вогнетривких властивостей. Приготуємо дві однакові смужки паперу. Одну з них покриємо тонким шаром силікатного клею (рідкого скла) та висушимо на повітрі. Потім одночасно внесемо смужки у полум'я спиртування (рис. 71, 72). Що спостерігається при цьому?
Якщоу розведений розчин силікату натрію помістити кілька кристалів забарвлених солей, через деякий час у розчині з'являться довгі кольорові нитки у вигляді гілочок. Виходить силікатний сад (рис. 73). З особливостями перебігу цього процесу ви можете познайомитись, якщо прочитаєте додаткову літературу.
Освітній портал www.adu.by/ Національний інститут освіти
Мал. 71. Горінняпаперу, по-
Мал. 72. Горіння чисте
Мал. 73. «Силикатний
критою силікатним клеєм
У складі силікатів часто зустрічається третій за поширеністю у земній корі після кисню та кремнію елемент – алюміній. І тут вони називаються алюмосиликатами. Будова алюмосилікатів дуже складна. Тому їх склад часто записують над вигляді формули індивідуального хімічного речовини, а вигляді сполуки оксидів. Наприклад, склад калієвого польового шпату виражається формулою K 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 замість формули K 2 [Al 2 Si 6 O 16]. Склад каолініту - головної складової частини глин - відповідає формулі Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O. Природні кремнеземи, силікати та глина є сировиною для силікатної промисловості.
Кремнієву кислоту H 2 SiO 3 можна отримати, діючи сильнішими кислотами на розчини її солей.
Солі кремнієвої кислоти називаються силікатами.
Водні розчини силікатів калію та натрію називають рідким склом.
Запитання та завдання
1. Яка з природних сполук є чистим оксидом кремнію(IV)? Як виходячи з цієї сполуки, можна отримати кремнієву кислоту? Запишіть рівняння відповідних реакцій.
2. Розрахуйте масову частку кремнію у кремнієвій кислоті.
3. Дано три розтерті в порошок речовини: цукор, крейду та річковий пісок. Запропонуйте 1—2способи для того, щоб розрізнити ці речовини.
4. Розрахуйте масу води, яка виділиться при повному зневодненні кремнієвої кислоти, якщо при цьому утворюється оксид кремнію(IV) хімічною кількістю 1,25 моль.
Освітній портал www.adu.by/ Національний інститут освіти
Кремнієва кислота та її солі
5. Силікат натрію одержують при сплавленні оксиду кремнію(IV) з карбонатом натрію. Запишіть рівняння цієї реакції. Розрахуйте хімічну кількість оксиду кремнію(IV), який необхідно взяти для одержання силікату натрію масою 50 г.
6. Розрахуйте хімічну кількість силікату калію, який можна отримати з піску масою 100 г, масова частка SiO 2 у якому дорівнює 92 %.
7. Визначте масу розчину соляної кислоти з масовою часткою HCl, яка дорівнює 20 %, необхідної для взаємодії з силікатом натрію хімічною кількістю 0,05 моль.
8. Силікати яких металів називають розчинним склом?
9. Запишіть рівняння реакцій, що ілюструють такі перетворення:
Si I SiO 2 I Na 2 SiO 3 I H 2 SiO 3 I SiO 2 .
Домашній експеримент. Пакетики із силікагелем часто бувають вкладені у коробки із взуттям чи побутовими приладами. Якщо ви знайшли такий пакетик, то можете зробити з його вмістом кілька дослідів. Такі ж досліди можна зробити з наповнювачем для котячих туалетів, що містить силікагель. 1 . Налийте в пластикову склянку води та додайте туди трохи забарвленої рідини. Насипте в розчин силікагель, перемішайте та витримайте деякий час. Рідина знебарвиться. Як ви вважаєте, чому? 2 . Візьміть дві однакові банки із щільними кришками. У кожну помістіть трохи пахучої рідини (наприклад, одеколону). В одну із банок додайте кілька гранул силікагелю. Закрийте банки кришками.Через 4-5 год порівняйте запах обох банках.
Практична робота 2
Розв'язання експериментальних завдань на тему «Неметали»
Завдання 1. Доведіть досвідченим шляхом, що шкаралупа курячого яйця містить карбонат кальцію. Складіть рівняння хімічної реакції.
Задача 2. У двох пронумерованих пробірках знаходяться розчини натрію хлориду і силікату натрію. Визначте, в якій із пробірок є кожна сіль. Складіть рівняння хімічних реакцій у молекулярній та скороченій іонній формах.
Завдання 3. З водяного розчину силікату натрію (силікатний клей) отримайте кремнієву кислоту. Складіть рівняння хімічної реакції.
Задача 4. У двох пронумерованих пробірках знаходяться розчини натрію сульфату і карбонату натрію. Визначте, в якій із пробірок є кожна сіль. Складіть рівняння хімічних реакцій у молекулярній та скороченій іонній формах.