Cobre y sus compuestos naturales, síntesis de malaquita. Tipos de reacciones químicas XVII. Ácido clorhídrico y ácido sulfúrico.

octavo grado

Tipo de lección. Adquirir nuevos conocimientos.

Objetivos. Educativo – explicar la esencia de las reacciones metabólicas; Enseñe a los estudiantes a escribir ecuaciones de reacciones de intercambio.

De desarrollo desarrollar la capacidad de plantear problemas sencillos, formular hipótesis y comprobarlas experimentalmente, basándose en conocimientos de química; mejorar las habilidades para trabajar con equipos y reactivos de laboratorio, documentando los resultados de experimentos educativos;

formar habilidades para un adecuado control propio y mutuo. Educativo

– continuar la formación de la cosmovisión científica de los estudiantes; cultivar una cultura de la comunicación a través del trabajo en parejas alumno-alumno, docente-alumno;

cultivar cualidades de personalidad como la observación, la curiosidad, la iniciativa y el deseo de búsqueda independiente. Métodos y técnicas metodológicas.

Encuesta frontal; trabajo independiente con tarjetas, verificación mutua de los resultados del trabajo independiente por parejas, calificación; realizar trabajos de laboratorio en parejas, completando de forma independiente un informe sobre el trabajo de laboratorio; trabajar con ayudas visuales (tabla periódica de elementos químicos de D.I. Mendeleev, tabla de solubilidad de sustancias, tarjetas).

Equipos y reactivos.

Un retroproyector, una mesa para redactar un informe para el trabajo de laboratorio "Reacciones de intercambio", tarjetas con tareas para el trabajo independiente sobre el tema "Tipos de reacciones químicas", un soporte de laboratorio con tubos de ensayo, un cristalizador, una lámpara de alcohol, un soporte para tubos de ensayo, cerillas; óxido de cobre(II), soluciones de hidróxidos de sodio y potasio, ácidos clorhídrico y sulfúrico, cloruro de hierro(III), fenolftaleína.

PROGRESO DE LA LECCIÓN Actualizando conocimientos

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Maestro.

PROGRESO DE LA LECCIÓN Estamos estudiando el capítulo “Cambios que se producen en las sustancias”. Estos cambios pueden ser físicos o químicos. ¿Cuál es la diferencia entre un fenómeno químico y uno físico?(Cada persona que responde debe nombrar solo un signo de una reacción química).

Estudiantes. Cambio de color, liberación de gas, precipitación o disolución de sedimento, aparición de olor, liberación de luz, liberación de calor.

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Cómo se llama una ecuación química?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Una ecuación química es una representación convencional de una reacción química utilizando fórmulas químicas y símbolos matemáticos.

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Qué tipos de reacciones químicas conoces?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Conocemos tres tipos de reacciones químicas: combinación, descomposición, sustitución.

PROGRESO DE LA LECCIÓN Defina una reacción compuesta y dé un ejemplo de dicha reacción química..

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Una reacción compuesta es una reacción en la que dos o más sustancias simples o complejas se combinan para formar una sustancia compleja.

Por ejemplo, cuando dos sustancias simples, oxígeno e hidrógeno, se combinan, se forma la sustancia compleja agua:

PROGRESO DE LA LECCIÓN 2H2 + O2 = 2H2O.

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. ¿Qué reacción se llama reacción de descomposición? Dé un ejemplo de una reacción de descomposición.

Una reacción de descomposición es una reacción en la que a partir de una sustancia compleja se obtienen varias sustancias simples o complejas. Por ejemplo, cuando la sustancia compleja malaquita se descompone, se forman tres nuevas sustancias complejas: óxido de cobre (II), agua y dióxido de carbono:

PROGRESO DE LA LECCIÓN (CuOH) 2 CO 3 2CuO + H 2 O + CO 2 ..

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. ¿Qué reacción se llama reacción de sustitución? Dé un ejemplo de tal reacción.

Una reacción de sustitución es una reacción en la que una sustancia simple reemplaza un tipo de átomo en una sustancia compleja. Por ejemplo, si sumerges un clavo de hierro en una solución de sulfato de cobre (II), el hierro desplazará el cobre de la solución salina:

PROGRESO DE LA LECCIÓN Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu.

Ha aprendido bien el material sobre los tipos de reacciones químicas. Intente aplicar sus conocimientos teóricos en la práctica. Determine los tipos de reacciones químicas, cuyos esquemas se dan en las tarjetas para trabajo independiente. Además, es necesario ordenar los coeficientes en las ecuaciones de reacción.

Trabajo independiente (7–8 min) Ejercicio

. Ordena los coeficientes en las ecuaciones de reacción e indica el tipo de cada reacción.

Opción 1

CO + O 2 CO 2, NaNO 3 NaNO 2 + O 2,

CuO + Al Al 2 O 3 + Cu,

AgNO 3 + Cu Cu(NO 3) 2 + Ag,

HBr H 2 + Br 2, Ca + O 2 CaO.

Opción 2

Fe + O 2 Fe 3 O 4, KClO 3 KCl + O 2,

Al + HCl AlCl 3 + H 2, Al + O 2 Al 2 O 3,

Fe + HCl FeCl 2 + H 2, KNO 3 KNO 2 + O 2.

Criterios de evaluación

Puede obtener un máximo de 6 puntos (0,5 puntos por los coeficientes colocados correctamente en cada ecuación y 0,5 puntos por el tipo de reacción indicado correctamente).

En “5” – 6–5,5 puntos,

para “4” – 5–4,5 puntos,

Después de completar las tareas, los estudiantes sentados en el mismo escritorio intercambian su trabajo. El trabajo se revisa mutuamente mediante un retroproyector y las calificaciones se otorgan de acuerdo con los criterios anteriores.

PROGRESO DE LA LECCIÓN Chicos, levanten la mano quién hizo el trabajo con una "A". ¿Quién lo hizo con un 4? Entonces, para resumir el trabajo independiente de hoy, puedo decir que usted conoce muy bien tres tipos de reacciones químicas: reacciones de combinación, descomposición y sustitución. Nos enfrentamos a la tarea de estudiar otro tipo de reacciones químicas: las reacciones de intercambio..

Aprendiendo nuevo material

(usando chips)

PROGRESO DE LA LECCIÓN Según el nombre del tipo de reacción, adivina cuál es la esencia de la reacción de intercambio.

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. La esencia de tal reacción es que las sustancias intercambian sus componentes.

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Qué sustancias, simples o complejas, pueden intercambiar sus partes constituyentes?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Ambas sustancias deben ser complejas..

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Cómo es el esquema general de una reacción cambiaria?

El alumno escribe en la pizarra el esquema general de la reacción de intercambio:

AB + CD = AD + CB.

Los estudiantes regresan a la tabla resumen (Tabla 1) para los tipos de reacciones químicas realizadas en las dos lecciones anteriores y, bajo la guía del maestro, completan la última línea de esta tabla.

Tabla 1

Clasificación de reacciones según
Cantidad y composición de sustancias reaccionantes.

Tipo de reacción Ecuaciones de reacción en forma general.
reacción compuesta La combinación de dos (varias) sustancias simples en una sustancia compleja:

A + B = AB.

La combinación de dos sustancias binarias en una sustancia compleja de tres elementos:

AB + CB = DIÁMETRO 2

Reacción de descomposición Descomposición de una sustancia compleja en dos (varias) sustancias simples:

Descomposición de una sustancia compleja de tres elementos en dos sustancias binarias:

DIA 2 = AB + BC

Reacción de sustitución La interacción de una sustancia simple con una compleja, como resultado de lo cual se forman otras sustancias, simples y complejas:

AB + C = A + CB

Reacción de intercambio La interacción de dos sustancias complejas para formar otras dos sustancias complejas:

AB + CD = AD + CB

Maestro. Una reacción de intercambio es una reacción entre dos sustancias complejas que intercambian sus partes constituyentes.

Examinamos la esencia de la reacción cambiaria desde un punto de vista teórico. Para comprobar prácticamente si realmente se producen reacciones de intercambio entre sustancias complejas, realizaremos trabajos de laboratorio. (Los estudiantes reciben tarjetas con una tabla (Tabla 2) para elaborar un informe sobre el trabajo de laboratorio “Reacciones de intercambio”). La tabla contiene una columna que da una idea de lo que se debe hacer. Completarás las otras dos columnas después de completar los experimentos.

Tabla 2

Trabajo de laboratorio “Reacciones de intercambio”

Experiencia no. Progreso del trabajo (lo que hay que hacer) Observaciones (lo que vimos) Ecuaciones de reacciones químicas, conclusiones.
1 Vierta una solución de hidróxido de sodio en un tubo de ensayo, agregue una gota de solución de fenolftaleína y luego agregue una solución de ácido clorhídrico. Ha ocurrido una reacción química:

NaOH + HCl = NaCl + H2O.

2 Vierta una solución de hidróxido de potasio en un tubo de ensayo, agregue una gota de solución de fenolftaleína y luego agregue una solución de ácido sulfúrico. El indicador en la solución alcalina se volvió carmesí y cuando se agregó ácido se decoloró. Ha ocurrido una reacción química:

2KOH + H 2 SO 4 =
= K 2 SO 4 + 2H 2 O.

Esta es una reacción de intercambio, porque El álcali y el ácido intercambian sus partes constituyentes.

3 a) Añadir gota a gota una solución de hidróxido de sodio a una solución de cloruro de hierro (III). Cayó un precipitado marrón Ha ocurrido una reacción química:

FeCl3 + 3NaOH =
= Fe(OH)3 + 3NaCl.

Esta es una reacción de intercambio, porque La sal y el álcali intercambiaron sus constituyentes.

b) Añadir una solución de ácido sulfúrico al precipitado resultante. El precipitado marrón se disolvió Ha ocurrido una reacción química:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 =
= Fe 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O.

Esta es una reacción de intercambio, porque La base insoluble y el ácido intercambian sus constituyentes.

4 Vierta polvo de óxido de cobre (II) en un tubo de ensayo, agregue ácido sulfúrico y caliente en la llama superior de una lámpara de alcohol. El polvo negro se disolvió para formar una solución azul. Ha ocurrido una reacción química:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O.

Esta es una reacción de intercambio, porque El óxido y el ácido intercambian sus partes constituyentes.

Antes de comenzar a realizar experimentos, recuerde que debe trabajar con soluciones de ácidos y álcalis con cuidado, porque son peligrosos.

Trabaje con soluciones según el principio de "no derramar" y con sólidos, según el principio de "no derramar".

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Calentar el tubo de ensayo con sustancias en la parte superior de la llama de una lámpara de alcohol, calentando primero todo el tubo de ensayo y luego su fondo.

¿Quién puede decir cuáles son las reglas para usar una lámpara de alcohol?

Primero debes revisar el tanque de la lámpara de alcohol, ajustar la mecha y luego encenderla. Después de calentar, apague la llama de la lámpara de alcohol con la tapa.

Maestro. Se están llevando a cabo los experimentos No. 1 y 2.

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. CONVERSACIÓN FRONTAL.

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Por qué utilizamos fenolftaleína durante los experimentos? La fenolftaleína se utiliza para poder ver cómo el entorno de la solución cambia de alcalino a neutro. Dado que los materiales de partida y los productos de reacción son incoloros, un cambio en el color del indicador será un signo de una reacción química. Verifique la exactitud de escribir las ecuaciones de reacción para el primer y segundo experimento.

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. La reacción entre un álcali y un ácido es una reacción de intercambio en la que dos sustancias complejas intercambian sus constituyentes.

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Por qué la reacción entre un álcali y un ácido se llama reacción de neutralización?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. En una reacción de neutralización, un ácido neutraliza un álcali para producir sal y agua.

Maestro. Investigamos la interacción entre álcali y ácido. Sin embargo, las bases no sólo son solubles sino también insolubles.

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. ¿Ocurrirá una reacción entre una base insoluble y un ácido? ¿Será esta reacción una reacción de intercambio y también una reacción de neutralización? ¿Alguien puede resolver este problema?.

PROGRESO DE LA LECCIÓN Es necesario realizar un experimento entre una base insoluble y un ácido.

Primero, al hacer reaccionar una sal de hierro (III) con un álcali de sodio, obtenemos una base insoluble. Para ello, realizaremos el experimento 3a. Luego veamos si una base insoluble puede interactuar con un ácido: experimento 3b.

PROGRESO DE LA LECCIÓN (discusión de resultados experimentales)

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. ¿Por qué signos se puede determinar que las reacciones han pasado?.

PROGRESO DE LA LECCIÓN En el primer caso, se formó un precipitado; en el segundo caso, el precipitado se disolvió y se obtuvo una solución marrón. Verifique la exactitud de las ecuaciones de reacción escritas. (Se propone escribir las ecuaciones de reacción en una cinta codificada).

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. ¿Estas reacciones se relacionan con reacciones de intercambio?

Maestro. Estas reacciones pertenecen a reacciones de intercambio, porque Se trata de sustancias complejas que intercambian componentes.

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Tenga en cuenta que en el experimento 3a, una sal y un álcali entran en la reacción de intercambio, y en el caso del experimento 3b, una base insoluble y un ácido..

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿La reacción entre una base insoluble y un ácido es una reacción de neutralización?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Si, porque Como resultado de esta reacción, se forman sal y agua.

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Entre qué sustancias se produce una reacción de neutralización?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. La reacción de neutralización se produce entre ácidos y bases, tanto solubles como insolubles..

PROGRESO DE LA LECCIÓN La reacción de neutralización es un caso especial de reacción de intercambio. ¿Sustancias de qué otras clases de compuestos pueden entrar en reacciones de intercambio?.

Los óxidos básicos también sufren reacciones de intercambio.

Para resolver este problema, realicemos el experimento 4. Durante el experimento, no se olvide de las reglas para calentar sustancias.

PROGRESO DE LA LECCIÓN CONVERSACIÓN FRONTAL

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. (discusión de resultados experimentales).

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Qué señales indican que la reacción ha pasado? El precipitado se disolvió, se formó una solución azul. ¿Cómo escribiste la ecuación de reacción?

(El estudiante escribe la ecuación de reacción en la pizarra).

Maestro. ¿Cuántos tipos de reacciones químicas conoces ahora?

Alumno. Conocemos cuatro tipos de reacciones químicas: reacciones de combinación, descomposición, sustitución y intercambio..

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Entre qué clases de sustancias pueden ocurrir reacciones de intercambio?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Pueden ocurrir reacciones de intercambio entre bases y ácidos, ácidos y óxidos básicos, sales y álcalis..

PROGRESO DE LA LECCIÓN ¿Qué reacción se llama reacción de neutralización?

La lección comienza con una conversación frontal sobre el material estudiado*. Durante la conversación, el profesor hace preguntas. Por cada respuesta correcta, se otorga una ficha. Al final de la lección, se otorgan calificaciones según la cantidad de fichas recolectadas. Criterios para convertir el número de fichas en una marca: en “5” debes anotar 5 fichas, en “4” – 4 fichas. Una reacción de neutralización es una reacción de intercambio entre una base y un ácido, que da como resultado la formación de sal y agua..

PROGRESO DE LA LECCIÓN Dos sales solubles también entran en una reacción de intercambio si como resultado se forma una sal insoluble. Por ejemplo:

AgNO 3 + NaCl = AgCl + NaNO 3,

BaCl 2 + MgSO 4 = BaSO 4 + MgCl 2.

El profesor da puntuaciones según la cantidad de fichas recogidas.

Tarea. Según el libro de texto de O.S Gabrielyan “Química-8” § 27, ej. 2b, 3a, pág. 100.

* Ver nº 7, 10/2006

Literatura

Gabrielyan O.S.. Química-8. M.: Avutarda, 2002, 208 págs.; Gabrielyan O.S., Voskoboynikova N.P., Yashukova A.V. Manual del profesor. 8vo grado. M.: Avutarda, 2002, 416 págs.; Gabrielyan O.S., Smirnova T.V.. Estudiamos química en octavo grado. Guía metodológica del libro de texto de O.S. Gabrielyan “Química-8” para estudiantes y profesores. M.: Blik y Co., 2001, 224 págs.; Kuznetsova N.E., Titova I.M., Gara N.N., Zhegin A.Yu.

. Química. 8vo grado. M.: Ventana-Graf, 2003, 224 p. reacción química

- se trata de la “transformación” de una o más sustancias en otra sustancia, con diferente estructura y composición química. La sustancia o sustancias resultantes se denominan "productos de reacción". Durante las reacciones químicas, los núcleos y los electrones forman nuevos compuestos (redistribuidos), pero su cantidad no cambia y la composición isotópica de los elementos químicos sigue siendo la misma.

Todas las reacciones químicas se dividen en simples y complejas.

Según el número y la composición de las sustancias iniciales y resultantes, las reacciones químicas simples se pueden dividir en varios tipos principales.

Las reacciones de descomposición son reacciones en las que a partir de una sustancia compleja se obtienen varias otras sustancias. Además, las sustancias formadas pueden ser tanto simples como complejas. Como regla general, para que se produzca una reacción de descomposición química, es necesario calentar (este es un proceso endotérmico, absorción de calor).

Por ejemplo, cuando se calienta polvo de malaquita, se forman tres nuevas sustancias: óxido de cobre, agua y dióxido de carbono:

Cu 2 CH 2 O 5 = 2CuO + H 2 O + CO 2

Si en la naturaleza sólo ocurrieran reacciones de descomposición, entonces todas las sustancias complejas que pueden descomponerse se descompondrían y los fenómenos químicos ya no podrían ocurrir. Pero hay otras reacciones.

En las reacciones compuestas, una sustancia compleja se obtiene a partir de varias sustancias simples o complejas. Resulta que las reacciones compuestas son inversas a las reacciones de descomposición.

Por ejemplo, cuando el cobre se calienta al aire, se cubre con una capa negra. El cobre se convierte en óxido de cobre:

2Cu + O 2 = 2CuO

cobre + oxígeno → óxido de cobre

Las reacciones químicas entre una sustancia simple y una compleja, en las que los átomos que componen la sustancia simple reemplazan a los átomos de uno de los elementos de la sustancia compleja, se denominan reacciones de sustitución.

Por ejemplo, si sumerges un clavo de hierro en una solución de cloruro de cobre (CuCl 2), este (el clavo) comenzará a cubrirse con el cobre que se libera en su superficie. Y al final de la reacción, la solución cambia de azul a verdoso: en lugar de cloruro de cobre, ahora contiene cloruro férrico:

Fe + CuCl 2 = Cu + FeCl 2

Hierro + cloruro de cobre → cobre + cloruro férrico

Los átomos de cobre del cloruro de cobre fueron reemplazados por átomos de hierro.

Una reacción de intercambio es una reacción en la que dos sustancias complejas intercambian sus partes constituyentes. Muy a menudo, estas reacciones ocurren en soluciones acuosas.

En las reacciones de los óxidos metálicos con ácidos, dos sustancias complejas, un óxido y un ácido, intercambian sus partes constituyentes: átomos de oxígeno por residuos ácidos y átomos de hidrógeno por átomos metálicos.

Por ejemplo, si se combina óxido de cobre (CuO) con ácido sulfúrico H 2 SO 4 y se calienta, se obtiene una solución de la que se puede aislar el sulfato de cobre:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O

óxido de cobre + ácido sulfúrico → sulfato de cobre + agua

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MALAQUITA– es un compuesto de cobre, la composición de la malaquita natural es simple: es carbonato básico de cobre (CuOH) 2 CO 3, o CuCO 3 ·Cu(OH) 2. Este compuesto es térmicamente inestable y se descompone fácilmente cuando se calienta, aunque no con mucha fuerza. Si calienta malaquita por encima de 200 o C, se volverá negra y se convertirá en un polvo negro de óxido de cobre, y al mismo tiempo se liberará vapor de agua y dióxido de carbono: (CuOH) 2 CO 3 = 2CuO + CO 2 + H 2 O. Sin embargo, recuperar malaquita es una tarea muy difícil: esto no se pudo lograr durante muchas décadas, incluso después de la exitosa síntesis del diamante.
Experimento en vídeo: "Descomposición de la malaquita".

No es fácil obtener ni siquiera un compuesto de la misma composición que la malaquita. Si fusiona soluciones de sulfato de cobre y carbonato de sodio, obtendrá un precipitado azul suelto y voluminoso, muy similar al hidróxido de cobre Cu(OH) 2; Al mismo tiempo, se liberará dióxido de carbono. Pero después de aproximadamente una semana, el sedimento azul suelto se volverá muy denso y adquirirá un color verde. Repetir el experimento con soluciones calientes de reactivos conducirá al hecho de que se producirán los mismos cambios en el sedimento dentro de una hora.

Muchos químicos de diferentes países estudiaron la reacción de las sales de cobre con carbonatos de metales alcalinos, pero los resultados del análisis de los precipitados resultantes variaron entre los diferentes investigadores, a veces de manera significativa. Si toma demasiado carbonato, no se formará ningún precipitado, pero obtendrá una hermosa solución azul que contiene cobre en forma de aniones complejos, por ejemplo, 2–. Si se toma menos carbonato, se cae un voluminoso precipitado gelatinoso de color azul claro, espumoso con burbujas de dióxido de carbono. Otras transformaciones dependen de la proporción de reactivos. Con un exceso de CuSO 4, aunque sea pequeño, el precipitado no cambia con el tiempo. Con un exceso de carbonato de sodio, después de 4 días, el precipitado azul disminuye bruscamente (6 veces) de volumen y se convierte en cristales verdes, que se pueden filtrar, secar y moler hasta obtener un polvo fino, de composición similar a la malaquita. Si aumenta la concentración de CuSO 4 de 0,067 a 1,073 mol/l (con un ligero exceso de Na 2 CO 3), el tiempo para la transición del precipitado azul a cristales verdes disminuye de 6 días a 18 horas. Evidentemente, en la gelatina azul, con el tiempo, se forman núcleos de la fase cristalina, que van creciendo paulatinamente. Y los cristales verdes están mucho más cerca de la malaquita que de la gelatina informe.

Así, para obtener un precipitado de cierta composición correspondiente a la malaquita, es necesario tomar un exceso del 10% de Na 2 CO 3, una alta concentración de reactivos (aproximadamente 1 mol/l) y mantener el precipitado azul debajo de la solución. hasta que se convierta en cristales verdes. Por cierto, la mezcla obtenida añadiendo soda al sulfato de cobre se ha utilizado durante mucho tiempo contra insectos dañinos en la agricultura con el nombre de "mezcla de Borgoña".

Se sabe que los compuestos solubles de cobre son venenosos. El carbonato de cobre básico es insoluble, pero en el estómago, bajo la influencia del ácido clorhídrico, se convierte fácilmente en cloruro soluble: (CuOH) 2 CO 3 + 2HCl = 2CuCl 2 + CO 2 + H 2 O. ¿Es peligrosa la malaquita en este caso? Alguna vez se consideró muy peligroso pincharse con un alfiler o una horquilla de cobre, cuya punta se volvía verde, lo que indica la formación de sales de cobre, principalmente carbonato básico, bajo la influencia del dióxido de carbono, el oxígeno y la humedad del aire. De hecho, la toxicidad del carbonato de cobre básico, incluido el que se forma como una pátina verde en la superficie de los productos de cobre y bronce, es algo exagerada. Como han demostrado estudios especiales, la dosis letal de carbonato básico de cobre para la mitad de las ratas analizadas es de 1,35 g por 1 kg de peso para los machos y de 1,5 g para las hembras. La dosis única máxima segura es de 0,67 g por 1 kg. Por supuesto, una persona no es una rata, pero la malaquita claramente no es cianuro de potasio.

Y es difícil imaginar que alguien pueda comer medio vaso de malaquita en polvo. Lo mismo puede decirse del acetato básico de cobre (su nombre histórico es cardenillo), que se obtiene tratando el carbonato básico con ácido acético y se utiliza, en particular, como pesticida. Mucho más peligroso es otro pesticida conocido como “verde de París”, que es una mezcla de acetato de cobre básico con su arseniato Cu(AsO 2) 2.

Los químicos han estado interesados ​​durante mucho tiempo en la cuestión de si existe un carbonato de cobre CuCO 3 no básico, sino simple. En la tabla de solubilidad de la sal hay un guión en lugar de CuCO 3, lo que significa una de dos cosas: o esta sustancia está completamente descompuesta por el agua o no existe en absoluto. De hecho, durante todo un siglo nadie logró obtener esta sustancia y todos los libros de texto escribieron que el carbonato de cobre no existe. Sin embargo, en 1959 se obtuvo esta sustancia, aunque en condiciones especiales: a 150 ° C en una atmósfera de dióxido de carbono y a una presión de 60 a 80 atm.

La malaquita natural siempre se forma donde hay depósitos de minerales de cobre, si estos minerales se encuentran en rocas carbonatadas: calizas, dolomitas, etc. A menudo se trata de minerales de sulfuro, de los cuales los más comunes son la calcocita (otro nombre es calcoquita) Cu 2 S, calcopirita CuFeS 2, bornita Cu 5 FeS 4 o 2Cu 2 S·CuS·FeS, covelita CuS. Cuando el mineral de cobre se erosiona bajo la influencia del agua subterránea, en la que se disuelven oxígeno y dióxido de carbono, el cobre se disuelve. Esta solución, que contiene iones de cobre, se filtra lentamente a través de la piedra caliza porosa y reacciona con ella para formar el carbonato de cobre básico, la malaquita. A veces, las gotas de solución, que se evaporan en los huecos, forman depósitos, algo así como estalactitas y estalagmitas, solo que no calcita, sino malaquita. Todas las etapas de formación de este mineral son claramente visibles en las paredes de una enorme cantera de cobre a una profundidad de 300 a 400 m en la provincia de Katanga (Zaire). El mineral de cobre del fondo de la cantera es muy rico: contiene hasta un 60% de cobre (principalmente en forma de calcocita). La calcocita es un mineral de plata oscura, pero en la parte superior de la capa de mineral todos sus cristales se volvieron verdes y los huecos entre ellos se llenaron con una masa verde sólida: la malaquita. Esto fue precisamente en aquellos lugares donde el agua superficial penetró a través de rocas que contenían muchos carbonatos. Cuando encontraron calcocita, oxidaron el azufre y el cobre en forma de carbonato básico se depositó allí mismo, junto al cristal de calcocita destruido. Si en la roca cercana había un vacío, la malaquita aparecía allí en forma de hermosos depósitos.

Entonces, para la formación de malaquita, es necesaria la proximidad de piedra caliza y mineral de cobre. ¿Es posible utilizar este proceso para obtener malaquita artificialmente en condiciones naturales? En teoría, esto no es imposible. Por ejemplo, se propuso utilizar esta técnica: verter piedra caliza barata en antiguas explotaciones subterráneas de mineral de cobre. Tampoco faltará el cobre, ya que incluso con la tecnología minera más avanzada es imposible evitar pérdidas. Para acelerar el proceso, se debe suministrar agua a la producción. ¿Cuánto tiempo puede durar un proceso así? Normalmente, la formación natural de minerales es un proceso extremadamente lento y lleva miles de años. Pero a veces los cristales minerales crecen rápidamente. Por ejemplo, los cristales de yeso en condiciones naturales pueden crecer a un ritmo de hasta 8 micrones por día, el cuarzo, hasta 300 micrones (0,3 mm), y el mineral de hierro hematita (piedra de sangre) puede crecer 5 cm en un día. Los estudios han demostrado que la malaquita puede crecer a un ritmo de hasta 10 micrones por día. A esta velocidad, en condiciones favorables, una corteza de diez centímetros de una magnífica gema crecerá en unos treinta años; esto no es mucho tiempo: incluso las plantaciones forestales están diseñadas para 50, o incluso 100 años o incluso más.

Sin embargo, hay casos en que los descubrimientos de malaquita en la naturaleza no agradan a nadie. Por ejemplo, como resultado de muchos años de tratamiento de suelos de viñedos con mezcla de Burdeos, a veces se forman verdaderos granos de malaquita debajo de la capa cultivable. Esta malaquita artificial se obtiene de la misma manera que la natural: la mezcla bordelesa (una mezcla de sulfato de cobre y lechada de cal) se filtra en el suelo y se encuentra con depósitos de cal debajo. Como resultado, el contenido de cobre en el suelo puede alcanzar el 0,05% y en las cenizas de las hojas de parra, ¡más del 1%!

La malaquita también se forma en productos de cobre y sus aleaciones: latón, bronce. Este proceso se produce con especial rapidez en las grandes ciudades, donde el aire contiene óxidos de azufre y nitrógeno. Estos agentes ácidos, junto con el oxígeno, el dióxido de carbono y la humedad, promueven la corrosión del cobre y sus aleaciones. En este caso, el color del carbonato de cobre principal formado en la superficie tiene un tinte terroso.

La malaquita en la naturaleza suele ir acompañada del mineral azul azurita, el azul cobrizo. También es carbonato de cobre básico, pero de diferente composición: 2CuCO 3 ·Cu(OH) 2.

La azurita y la malaquita suelen encontrarse juntas; sus intercrecimientos bandeados se llaman azuromalaquita. La azurita es menos estable y gradualmente se vuelve verde en el aire húmedo, convirtiéndose en malaquita. Por tanto, la malaquita no es nada rara en la naturaleza. Incluso cubre objetos antiguos de bronce que se encuentran durante las excavaciones arqueológicas. Además, la malaquita se utiliza a menudo como mineral de cobre: ​​contiene casi un 56% de cobre. Sin embargo, estos pequeños granos de malaquita no interesan a los buscadores de piedras. Muy raramente se encuentran cristales más o menos grandes de este mineral. Por lo general, los cristales de malaquita son muy delgados: de centésimas a décimas de milímetro y hasta 10 mm de longitud, y solo ocasionalmente, en condiciones favorables, pueden formarse enormes depósitos de varias toneladas de una sustancia densa que consiste en una masa aparentemente pegada. se forman cristales. Son estos depósitos los que forman la malaquita de joyería, que es muy rara. Así, en Katanga, para obtener 1 kg de malaquita para joyería, es necesario procesar unas 100 toneladas de mineral. En los Urales hubo una vez depósitos muy ricos de malaquita; Lamentablemente, en la actualidad están prácticamente agotados. La malaquita de los Urales se descubrió en 1635 y en el siglo XIX. Allí se extraían hasta 80 toneladas de malaquita de calidad insuperable al año, y a menudo se encontraba malaquita en forma de bloques bastante pesados. El mayor de ellos, que pesaba 250 toneladas, fue descubierto en 1835, y en 1913 se encontró un bloque que pesaba más de 100 toneladas para la decoración y se utilizaron granos individuales, los llamados terrosos, distribuidos en la roca. malaquita y pequeñas acumulaciones de malaquita pura se utilizaron para producir pintura verde de alta calidad, “verde malaquita” (esta pintura no debe confundirse con el “verde malaquita”, que es un tinte orgánico, y solo su color es similar a la malaquita) . Antes de la revolución en Ekaterimburgo y Nizhny Tagil, los tejados de muchas mansiones estaban pintados con malaquita de un hermoso color verde azulado. La malaquita también atrajo a las fundiciones de cobre de los Urales. Pero el cobre se extraía únicamente de un mineral que no interesaba a joyeros ni artistas. Se utilizaron piezas sólidas de malaquita densa sólo para decoración. Fuentes:

recursos de internet

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/MALAHIT.html Continuar la formación del concepto de sustancia, familiarizar a los estudiantes con sustancias complejas, métodos para demostrar su complejidad: análisis y síntesis.

Progreso de la lección

1. Encuesta frontal.

¿Qué sustancias se clasifican en simples: a) Diamante, b) Agua, c) Sal de mesa?

¿En qué dos grupos se dividen las sustancias simples si existe un límite claro entre ellas?

¿Qué propiedades y estructuras tienen los metales y los no metales?

¿Cómo expresar la composición de una sustancia simple (molecular y no molecular)?

Trabajo escrito.

Inventa fórmulas químicas de sustancias moleculares simples, cuyos modelos se muestran en el libro de texto.

Escribe las fórmulas de sustancias simples formadas por elementos del tercer periodo.

Estos ejercicios son de particular importancia, ya que les ayudan a conectar la estructura interna de una sustancia con su modelo icónico (fórmula).

2. Discusión de material nuevo.

Preguntas:

  1. Discusión de la composición elemental de sustancias utilizando ejemplos conocidos;
  2. Prueba experimental de la complejidad de la materia: síntesis de una sustancia compleja;
  3. Análisis de sustancias;
  4. Discusión de las estructuras de sustancias complejas.

Demostramos una serie de sustancias simples y complejas: óxido de cobre, grafito, cuarzo (o arena de río), carbonato básico de cobre (malaquita), azufre, hidrógeno, dióxido de carbono y agua. ¿Cuál de estas sustancias consta de un elemento y cuál de dos o más? Los estudiantes pueden nombrar el azufre y el hidrógeno como compuestos de un elemento y el agua, según la experiencia previa, como compuestos de dos elementos. Al mismo tiempo, podrán decir cómo demostrar que el agua se compone de dos elementos. Concluimos que es imposible reconocer sustancias simples y complejas por su apariencia. Necesitamos explorarlos.

¿Cómo llamamos a aquellas sustancias que constan de un elemento?

¿Cómo llamamos a las sustancias que constan de dos o más elementos?

Como regla general, los niños responden con precisión: sustancias complejas. Formulemos la definición. Los estudiantes deben involucrarse en esto.

¿Cómo realizar un experimento para demostrar si una sustancia es compleja o simple? Es necesario descomponer la sustancia.

¿Por qué signos sabemos que una sustancia es compleja? Si de él se obtienen nuevas sustancias, entonces es complejo.

Aquí es necesario explicar que determinar la composición de una sustancia mediante descomposición se llama análisis, y que la descomposición a menudo se lleva a cabo mediante calentamiento. Es muy útil que los estudiantes realicen los experimentos ellos mismos. En las mesas de los estudiantes se deben preparar dispositivos de descomposición (un tubo de ensayo con un tubo de salida de gas montado en un soporte). Echamos malaquita (en algunas mesas) y permanganato de potasio (en otras) en un tubo de ensayo. Les digo a los estudiantes los nombres de sustancias que no deben memorizar, aunque ya los recuerdan en las primeras lecciones. Los estudiantes tienen la tarea de demostrar que estas sustancias son complejas.

Antes de los experimentos, les presento a los chicos las reglas para trabajar con una lámpara de alcohol. Los estudiantes del grupo que estudia malaquita deben colocar un vaso de agua de cal debajo del tubo de salida de gas. Otro grupo que estudia el permanganato de potasio es un vaso de agua limpia.

¿Cuántas sustancias nuevas recibieron los estudiantes?

Cuando la malaquita se descompone, se ven claramente tres sustancias: gas, gotas de agua (en las paredes del tubo de ensayo) y una sustancia negra que queda en el tubo de ensayo. El dióxido de carbono se prueba mediante la turbidez del agua de cal. El profesor informa que la sustancia negra que queda en el tubo de ensayo es óxido de cobre.

Durante la descomposición del permanganato de potasio, las observaciones se complican por el enmascaramiento del óxido negro resultante y casi el mismo color del manganato, que exteriormente difieren poco del permanganato de potasio tomado. Como resultado del experimento, los estudiantes nombran dos sustancias: un gas y un sólido negro.

Los estudiantes prueban el gas liberado en un vaso vacío trayendo una astilla humeante que se ilumina intensamente.

Yo mismo examino la segunda sustancia aislada. Para ello, disuelvo la sustancia resultante de la descomposición y la sustancia de partida (permanganato de potasio) en dos vasos de agua. El permanganato de potasio da un color carmesí y la sustancia, como resultado de la descomposición, da un color verde.

Los estudiantes ven la diferencia entre las dos sustancias y concluyen que la descomposición del permanganato de potasio produce dos sustancias diferentes. A partir de la investigación en grupos, los estudiantes completan la tabla.

Llevo a los estudiantes a una conclusión general: aquellas sustancias que se descomponen en dos o más nuevos consisten en varios elementos y pertenecen a sustancias complejas, y las que no se pueden descomponer consisten en un elemento y pertenecen a sustancias simples.

A continuación paso al concepto de síntesis. Demuestro un experimento: caliento limaduras de hierro con polvo de azufre. ¿Qué sustancia se forma como resultado: estable o compleja? ¿De qué elementos se compone? Los estudiantes responden: hecho de azufre y hierro. Esto significa que concluimos que mediante la síntesis se pueden obtener sustancias complejas a partir de sustancias simples. A partir de la experiencia, los estudiantes dan el concepto de síntesis.

3. Consolidación.

Para reforzar esto, muestro un cartel con dibujos de las estructuras de sustancias complejas y simples. Donde los estudiantes aíslan sustancias complejas. A continuación, los estudiantes responden la pregunta: ¿qué son sustancias complejas y dan ejemplos? Con base en el material estudiado, concluimos: las sustancias complejas tienen estructuras moleculares (dióxido de carbono) y no moleculares (óxido de manganeso).

Tarea: Págs. 4-6, ejercicio 4.

13.1. Definiciones

Las clases más importantes de sustancias inorgánicas incluyen tradicionalmente sustancias simples (metales y no metales), óxidos (ácidos, básicos y anfóteros), hidróxidos (algunos ácidos, bases, hidróxidos anfóteros) y sales. Las sustancias que pertenecen a la misma clase tienen propiedades químicas similares. Pero ya sabes que a la hora de identificar estas clases se utilizan distintos criterios de clasificación.
En esta sección, finalmente formularemos las definiciones de todas las clases más importantes de sustancias químicas y entenderemos con qué criterios se distinguen estas clases.
Empecemos con sustancias simples (clasificación según el número de elementos que componen la sustancia). Generalmente se dividen en rieles Y no metales(Figura 13.1- A).
Ya conoces la definición de “metal”.

De esta definición se desprende claramente que la característica principal que nos permite dividir sustancias simples en metales y no metales es el tipo de enlace químico.

La mayoría de los no metales tienen enlaces covalentes. Pero también hay gases nobles (sustancias simples de elementos del grupo VIIIA), cuyos átomos en estado sólido y líquido están conectados únicamente por enlaces intermoleculares. De ahí la definición.

Según sus propiedades químicas, los metales se dividen en un grupo de los llamados metales anfóteros. Este nombre refleja la capacidad de estos metales para reaccionar tanto con ácidos como con álcalis (como óxidos o hidróxidos anfóteros) (Fig. 13.1- b).
Además, debido a la inercia química entre los metales, existen metales nobles. Estos incluyen oro, rutenio, rodio, paladio, osmio, iridio y platino. Según la tradición, la plata, un poco más reactiva, también se clasifica como metal noble, pero no se incluyen los metales inertes como el tantalio, el niobio y algunos otros. Existen otras clasificaciones de metales, por ejemplo, en metalurgia, todos los metales se dividen en negro y coloreado, refiriéndose a los metales ferrosos, el hierro y sus aleaciones.
De sustancias complejas son lo más importante, en primer lugar, óxidos(ver §2.5), pero dado que su clasificación tiene en cuenta las propiedades ácido-base de estos compuestos, primero recordamos qué ácidos Y jardines.

Así, distinguimos ácidos y bases de la masa total de compuestos utilizando dos características: composición y propiedades químicas.
Según su composición, los ácidos se dividen en que contiene oxígeno (oxoácidos) Y libre de oxígeno(Figura 13.2).

Cabe recordar que los ácidos que contienen oxígeno, por su estructura, son hidróxidos.

Nota. Tradicionalmente, para los ácidos libres de oxígeno, la palabra "ácido" se usa en los casos en que estamos hablando de una solución de la sustancia individual correspondiente, por ejemplo: la sustancia HCl se llama cloruro de hidrógeno y su solución acuosa se llama clorhídrico o clorhídrico. ácido.

Ahora volvamos a los óxidos. Asignamos óxidos al grupo. ácido o principal por cómo reaccionan con el agua (o por si están hechos de ácidos o bases). Pero no todos los óxidos reaccionan con el agua, pero la mayoría reacciona con ácidos o álcalis, por lo que es mejor clasificar los óxidos según esta propiedad.

Hay varios óxidos que en condiciones normales no reaccionan ni con ácidos ni con álcalis. Estos óxidos se llaman no formador de sal. Estos son, por ejemplo, CO, SiO, N 2 O, NO, MnO 2. Por el contrario, los óxidos restantes se llaman formador de sal(Figura 13.3).

Como sabes, la mayoría de los ácidos y bases pertenecen a hidróxidos. Según la capacidad de los hidróxidos para reaccionar tanto con ácidos como con álcalis, ellos (así como entre los óxidos) se dividen en hidróxidos anfóteros(Figura 13.4).

Ahora sólo nos falta definir sales. El término sal se utiliza desde hace mucho tiempo. A medida que la ciencia se desarrolló, su significado fue cambiado, ampliado y aclarado repetidamente. En el sentido moderno, la sal es un compuesto iónico, pero tradicionalmente las sales no incluyen óxidos iónicos (como se les llama óxidos básicos), hidróxidos iónicos (bases), así como hidruros, carburos, nitruros iónicos, etc. simplemente diga: ¿Qué

Se puede dar otra definición más precisa de sales.

Cuando se les da esta definición, las sales de oxonio generalmente se clasifican como sales y ácidos.
Las sales suelen dividirse según su composición en agrio, promedio Y básico(Figura 13.5).

Es decir, los aniones de las sales ácidas incluyen átomos de hidrógeno unidos por enlaces covalentes a otros átomos de los aniones y capaces de desprenderse bajo la acción de bases.

Las sales básicas suelen tener una composición muy compleja y suelen ser insolubles en agua. Un ejemplo típico de sal básica es el mineral malaquita Cu 2 (OH) 2 CO 3 .

Como puede ver, las clases más importantes de sustancias químicas se distinguen según diferentes criterios de clasificación. Pero no importa cómo distingamos una clase de sustancias, todas las sustancias de esta clase tienen propiedades químicas comunes.

En este capítulo conocerá las propiedades químicas más características de las sustancias que representan estas clases y los métodos más importantes para su preparación.

METALES, NO METALES, METALES ANFÓTEROS, ÁCIDOS, BASES, OXOÁCIDOS, ÁCIDOS LIBRES DE OXÍGENO, ÓXIDOS BÁSICOS, ÓXIDOS ÁCIDOS, ÓXIDOS ANFOTERICOS, HIDRÓXIDOS ANFOTERICOS, SALES, SALES ÁCIDAS, SALES BÁSICAS, SAL
1. ¿En qué parte del sistema natural de elementos se encuentran los elementos que forman metales y dónde se encuentran los elementos que forman no metales?
2.Escribe las fórmulas de cinco metales y cinco no metales.
3. Elaborar las fórmulas estructurales de los siguientes compuestos:
(H 3 O)Cl, (H 3 O) 2 SO 4, HCl, H 2 S, H 2 SO 4, H 3 PO 4, H 2 CO 3, Ba(OH) 2, RbOH.
4.Que óxidos corresponden a los siguientes hidróxidos:
¿H2SO4, Ca(OH)2, H3PO4, Al(OH)3, HNO3, LiOH?
¿Cuál es la naturaleza (ácida o básica) de cada uno de estos óxidos?
5. Encuentra sales entre las siguientes sustancias. Inventa sus fórmulas estructurales.
KNO 2, Al 2 O 3, Al 2 S 3, HCN, CS 2, H 2 S, K 2, SiCl 4, CaSO 4, AlPO 4
6. Elaborar las fórmulas estructurales de las siguientes sales ácidas:
NaHSO 4, KHSO 3, NaHCO 3, Ca(H 2 PO 4) 2, CaHPO 4.

13.2. Rieles

En los cristales metálicos y sus masas fundidas, los núcleos atómicos están conectados por una única nube de electrones de enlace metálico. Al igual que un átomo individual del elemento que forma un metal, un cristal metálico tiene la capacidad de donar electrones. La tendencia de un metal a ceder electrones depende de su estructura y, sobre todo, del tamaño de los átomos: cuanto mayores sean los núcleos atómicos (es decir, mayores los radios iónicos), más fácilmente el metal cede electrones.
Los metales son sustancias simples, por lo que el estado de oxidación de sus átomos es 0. Al entrar en reacciones, los metales casi siempre cambian el estado de oxidación de sus átomos. Los átomos de metal, al no tener tendencia a aceptar electrones, sólo pueden donarlos o compartirlos. La electronegatividad de estos átomos es baja, por lo tanto, incluso cuando forman enlaces covalentes, los átomos del metal adquieren un estado de oxidación positivo. En consecuencia, todos los metales presentan, en un grado u otro, propiedades restauradoras. Ellos reaccionan:
1) C no metales(pero no con todos ni con todos):
4Li + O 2 = 2Li 2 O,
3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (cuando se calienta),
Fe + S = FeS (cuando se calienta).
Los metales más activos reaccionan fácilmente con los halógenos y el oxígeno, y sólo el litio y el magnesio reaccionan con moléculas de nitrógeno muy fuertes.
Al reaccionar con el oxígeno, la mayoría de los metales forman óxidos y los más activos forman peróxidos (Na 2 O 2, BaO 2) y otros compuestos más complejos.
2) C óxidos metales menos activos:
2Ca + MnO 2 = 2CaO + Mn (cuando se calienta),
2Al + Fe 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2Fe (con precalentamiento).
La posibilidad de que ocurran estas reacciones está determinada por la regla general (las ORR proceden en la dirección de la formación de agentes oxidantes y reductores más débiles) y depende no solo de la actividad del metal (un metal más activo, es decir, un metal que cede más fácilmente sus electrones, reduce uno menos activo), pero también de la energía de la red cristalina de óxido (la reacción avanza en la dirección de la formación de un óxido más "fuerte").
3) C soluciones ácidas(§ 12.2):
Mg + 2H 3 O = Mg 2B + H 2 + 2H 2 O, Fe + 2H 3 O = Fe 2 + H 2 + 2H 2 O,
Mg + H 2 SO 4p = MgSO 4p + H 2, Fe + 2HCl p = FeCl 2p + H 2.
En este caso, la posibilidad de una reacción se determina fácilmente mediante una serie de voltajes (la reacción ocurre si el metal en la serie de voltajes está a la izquierda del hidrógeno).
4) C soluciones salinas(§ 12.2):

Fe + Cu 2 = Fe 2 + Cu, Cu + 2Ag = Cu 2 +2Ag,
Fe + CuSO 4p = Cu + FeSO 4p, Cu + 2AgNO 3p = 2Ag + Cu(NO 3) 2p.
Aquí también se utilizan varios voltajes para determinar si puede ocurrir una reacción.
5) Además, los metales más activos (alcalinos y alcalinotérreos) reaccionan con el agua (§ 11.4):
2Na + 2H 2 O = 2Na + H 2 + 2OH, Ca + 2H 2 O = Ca 2 + H 2 + 2OH,
2Na + 2H 2 O = 2NaOH p + H 2, Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2p + H 2.
En la segunda reacción es posible la formación de un precipitado de Ca(OH)2.
La mayoría de los metales en la industria. conseguir, reduciendo sus óxidos:
Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 (a alta temperatura),
MnO 2 + 2C = Mn + 2CO (a alta temperatura).
Para ello se suele utilizar hidrógeno en el laboratorio:

Los metales más activos, tanto en la industria como en el laboratorio, se obtienen por electrólisis (§ 9.9).
En el laboratorio, los metales menos activos se pueden reducir a partir de soluciones de sus sales mediante metales más activos (para restricciones, ver § 12.2).

1.¿Por qué los metales no tienden a presentar propiedades oxidantes?
2. ¿Qué determina principalmente la actividad química de los metales?
3. Realizar transformaciones
a) Li Li 2 O LiOH LiCl; b) NaCl Na Na 2 O 2;
c) FeO Fe FeS Fe 2 O 3; d) CuCl 2 Cu(OH) 2 CuO Cu CuBr 2.
4. Restaura los lados izquierdos de las ecuaciones:
a) ... = H2O + Cu;
b)... = 3CO + 2Fe;
c) ... = 2Cr + Al 2 O 3
. Propiedades químicas de los metales.

13.3. No metales

A diferencia de los metales, los no metales se diferencian mucho entre sí en sus propiedades, tanto físicas como químicas, e incluso en el tipo de estructura. Pero, sin contar los gases nobles, en todos los no metales el enlace entre átomos es covalente.
Los átomos que forman los no metales tienen tendencia a ganar electrones, pero al formar sustancias simples no pueden “satisfacer” esta tendencia. Por lo tanto, los no metales (en un grado u otro) tienen tendencia a agregar electrones, es decir, pueden exhibir propiedades oxidantes. La actividad oxidativa de los no metales depende, por un lado, del tamaño de los átomos (cuanto más pequeños son los átomos, más activa es la sustancia) y, por otro, de la fuerza de los enlaces covalentes en una sustancia simple (cuanto más fuertes son los enlaces, menos activa es la sustancia). Al formar compuestos iónicos, los átomos no metálicos en realidad agregan electrones "extra", y al formar compuestos con enlaces covalentes, solo desplazan los pares de electrones comunes en su dirección. En ambos casos, el estado de oxidación disminuye.
Los no metales pueden oxidarse:
1) rieles(sustancias más o menos propensas a donar electrones):
3F 2 + 2Al = 2AlF 3,
O 2 + 2Mg = 2MgO (con precalentamiento),
S + Fe = FeS (cuando se calienta),
2C + Ca = CaC 2 (cuando se calienta).
2) otros no metales(menos propenso a aceptar electrones):
2F 2 + C = CF 4 (cuando se calienta),
O 2 + S = SO 2 (con precalentamiento),
S + H 2 = H 2 S (cuando se calienta),
3) muchos complejo sustancias:
4F 2 + CH 4 = CF 4 + 4HF,
3O 2 + 4NH 3 = 2N 2 + 6H 2 O (cuando se calienta),
Cl2 + 2HBr = Br2 + 2HCl.
En este caso, la posibilidad de que se produzca una reacción está determinada principalmente por la fuerza de los enlaces en los reactivos y los productos de reacción y puede determinarse mediante cálculo. GRAMO.
El agente oxidante más fuerte es el flúor. El oxígeno y el cloro no son muy inferiores a él (preste atención a su posición en el sistema de elementos).
En mucha menor medida, el boro, el grafito (y el diamante), el silicio y otras sustancias simples formadas por elementos adyacentes al límite entre metales y no metales exhiben propiedades oxidantes. Es menos probable que los átomos de estos elementos ganen electrones. Son estas sustancias (especialmente el grafito y el hidrógeno) las que son capaces de exhibir propiedades restauradoras:
2C + MnO 2 = Mn + 2CO,
4H 2 + Fe 3 O 4 = 3Fe + 4H 2 O.
Estudiarás las propiedades químicas restantes de los no metales en las siguientes secciones a medida que te familiarices con la química de los elementos individuales (como fue el caso del oxígeno y el hidrógeno). Allí también aprenderás cómo obtener estas sustancias.

1. ¿Cuáles de las siguientes sustancias son no metales: Be, C, Ne, Pt, Si, Sn, Se, Cs, Sc, Ar, Ra?
2. Dé ejemplos de no metales que, en condiciones normales, son a) gases, b) líquidos, c) sólidos.
3. Dé ejemplos de a) sustancias simples moleculares yb) no moleculares.
4. Dé tres ejemplos de reacciones químicas en las que a) el cloro yb) el hidrógeno exhiban propiedades oxidantes.
5. Dé tres ejemplos de reacciones químicas que no estén en el texto del párrafo, en las que el hidrógeno exhiba propiedades reductoras.
6. Realizar transformaciones:
a) P4P4O10H3PO4; b) H2NaHH2; c) Cl 2 NaCl Cl 2 .
Propiedades químicas de los no metales.

13.4. Óxidos básicos

Ya sabes que todos los óxidos básicos son sólidos no moleculares con enlaces iónicos.
Los principales óxidos incluyen:
a) óxidos de elementos alcalinos y alcalinotérreos,
b) óxidos de algunos otros elementos que forman metales en estados de oxidación más bajos, por ejemplo: CrO, MnO, FeO, Ag 2 O, etc.

Contienen iones de óxido y carga simple, doble (muy raramente cationes con carga triple). lo mas caracteristico propiedades quimicas Los óxidos básicos se deben precisamente a la presencia en ellos de iones de óxido doblemente cargados (partículas base muy fuertes). La actividad química de los óxidos básicos depende principalmente de la fuerza de los enlaces iónicos en sus cristales.
1) Todos los óxidos básicos reaccionan con soluciones de ácidos fuertes (§ 12.5):
Li 2 O + 2H 3 O = 2Li + 3H 2 O, NiO + 2H 3 O = Ni 2 + 3H 2 O,
Li 2 O + 2HCl p = 2LiCl p + H 2 O, NiO + H 2 SO 4p = NiSO 4p + H 2 O.
En el primer caso, además de la reacción con iones oxonio, también se produce una reacción con agua, pero como su velocidad es mucho menor se puede descuidar, sobre todo porque al final se siguen obteniendo los mismos productos.
La posibilidad de reacción con una solución de un ácido débil está determinada tanto por la fuerza del ácido (cuanto más fuerte es el ácido, más activo es) como por la fuerza del enlace en el óxido (cuanto más débil es el enlace, más activo el óxido).
2) Los óxidos de metales alcalinos y alcalinotérreos reaccionan con el agua (§ 11.4):
Li 2 O + H 2 O = 2Li + 2OH BaO + H 2 O = Ba 2 + 2OH
Li 2 O + H 2 O = 2LiOH p, BaO + H 2 O = Ba(OH) 2p.
3) Además, los óxidos básicos reaccionan con los óxidos ácidos:
BaO + CO 2 = BaCO 3,
FeO + SO 3 = FeSO 4,
Na 2 O + N 2 O 5 = 2NaNO 3.
Dependiendo de la actividad química de estos y otros óxidos, las reacciones pueden ocurrir a temperaturas normales o cuando se calientan.
¿Cuál es el motivo de tales reacciones? Consideremos la reacción de formación de BaCO 3 a partir de BaO y CO 2. La reacción procede de forma espontánea y la entropía en esta reacción disminuye (a partir de dos sustancias, sólida y gaseosa, se forma una sustancia cristalina), por lo tanto, la reacción es exotérmica. En reacciones exotérmicas, la energía de los enlaces formados es mayor que la energía de los enlaces rotos, por lo tanto, la energía de los enlaces en BaCO 3 es mayor que en los BaO y CO 2 originales. Hay dos tipos de enlaces químicos tanto en los materiales de partida como en los productos de reacción: iónicos y covalentes. La energía del enlace iónico (energía reticular) en BaO es ligeramente mayor que en BaCO 3 (el tamaño del ion carbonato es mayor que el ion óxido), por lo tanto, la energía del sistema O 2 + CO 2 es mayor que la energía de CO 3 2.

+ q

En otras palabras, el ion CO 3 2 es más estable que el ion O 2 y la molécula de CO 2 tomados por separado. Y la mayor estabilidad del ion carbonato (su menor energía interna) está asociada a la distribución de carga de este ion (– 2 mi) por tres átomos de oxígeno del ion carbonato en lugar de uno en el ion óxido (ver también § 13.11).
4) Muchos óxidos básicos pueden reducirse a metal mediante un agente reductor metálico o no metálico más activo:
MnO + Ca = Mn + CaO (cuando se calienta),
FeO + H 2 = Fe + H 2 O (cuando se calienta).
La posibilidad de que ocurran tales reacciones depende no solo de la actividad del agente reductor, sino también de la fuerza de los enlaces en el óxido inicial y resultante.
General método de obtención Casi todos los óxidos básicos implican la oxidación del metal correspondiente con oxígeno. De esta forma, los óxidos de sodio, potasio y algunos otros metales muy activos (en estas condiciones forman peróxidos y compuestos más complejos), así como el oro, la plata, el platino y otros metales poco activos (estos metales no reaccionan con oxígeno) no se puede obtener. Los óxidos básicos se pueden obtener por descomposición térmica de los hidróxidos correspondientes, así como de algunas sales (por ejemplo, carbonatos). Así, el óxido de magnesio se puede obtener de tres formas:
2Mg + O 2 = 2MgO,
Mg(OH)2 = MgO + H2O,
MgCO 3 = MgO + CO 2.

1. Inventa ecuaciones de reacción:
a) Li 2 O + CO 2 b) Na 2 O + N 2 O 5 c) CaO + SO 3
d) Ag 2 O + HNO 3 e) MnO + HCl f) MgO + H 2 SO 4
2. Invente ecuaciones para las reacciones que ocurren durante las siguientes transformaciones:
a) Mg MgO MgSO 4 b) Na 2 O Na 2 SO 3 NaCl
c) CoO Co CoCl 2 d) Fe Fe 3 O 4 FeO
3. Se calcinó una porción de níquel que pesaba 8,85 g en una corriente de oxígeno para obtener óxido de níquel (II) y luego se trató con un exceso de ácido clorhídrico. A la solución resultante se le añadió una solución de sulfuro de sodio hasta que cesó la precipitación. Determine la masa de este sedimento.
Propiedades químicas de los óxidos básicos.

13.5. Óxidos ácidos

Todos los óxidos ácidos son sustancias con enlace covalente.
Los óxidos ácidos incluyen:
a) óxidos de elementos que forman no metales,
b) algunos óxidos de elementos que forman metales, si los metales en estos óxidos se encuentran en estados de oxidación superiores, por ejemplo, CrO 3, Mn 2 O 7.
Entre los óxidos ácidos se encuentran sustancias que son gases a temperatura ambiente (por ejemplo: CO 2, N 2 O 3, SO 2, SeO 2), líquidos (por ejemplo, Mn 2 O 7) y sólidos (por ejemplo: B 2 O 3, SiO 2, N 2 O 5, P 4 O 6, P 4 O 10, SO 3, I 2 O 5, CrO 3). La mayoría de los óxidos ácidos son sustancias moleculares (las excepciones son B 2 O 3, SiO 2, SO 3 sólido, CrO 3 y algunos otros; también existen modificaciones no moleculares de P 2 O 5). Pero los óxidos de ácidos no moleculares también se vuelven moleculares al pasar a un estado gaseoso.
Las siguientes son características de los óxidos ácidos: propiedades quimicas.
1) Todos los óxidos ácidos reaccionan con bases fuertes como con sólidos:
CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O
SiO 2 + 2KOH = K 2 SiO 3 + H 2 O (cuando se calienta),
y con soluciones alcalinas (§ 12.8):
SO 3 + 2OH = SO 4 2 + H 2 O, N 2 O 5 + 2OH = 2NO 3 + H 2 O,
SO 3 + 2NaOH р = Na 2 SO 4р + H 2 O, N 2 O 5 + 2KOH р = 2KNO 3р + H 2 O.
El motivo de las reacciones con hidróxidos sólidos es el mismo que con los óxidos (ver § 13.4).
Los óxidos ácidos más activos (SO 3, CrO 3, N 2 O 5, Cl 2 O 7) también pueden reaccionar con bases insolubles (débiles).
2) Los óxidos ácidos reaccionan con los óxidos básicos (§ 13.4):
CO 2 + CaO = CaCO 3
P 4 O 10 + 6FeO = 2Fe 3 (PO 4) 2 (cuando se calienta)
3) Muchos óxidos ácidos reaccionan con el agua (§11.4).
N 2 O 3 + H 2 O = 2HNO 2 SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 (escritura más correcta de la fórmula del ácido sulfuroso -SO 2. H 2 O
N 2 O 5 + H 2 O = 2HNO 3 SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
Muchos óxidos ácidos pueden ser recibió por oxidación con oxígeno (combustión en oxígeno o en aire) de las sustancias simples correspondientes (C gr, S 8, P 4, P cr, B, Se, pero no N 2 ni halógenos):
C + O 2 = CO 2,
S 8 + 8O 2 = 8SO 2,
o por descomposición de los ácidos correspondientes:
H 2 SO 4 = SO 3 + H 2 O (con fuerte calentamiento),
H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O (cuando se seca al aire),
H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O (a temperatura ambiente en solución),
H 2 SO 3 = SO 2 + H 2 O (a temperatura ambiente en solución).
La inestabilidad de los ácidos carbónico y sulfuroso permite obtener CO 2 y SO 2 por la acción de ácidos fuertes sobre los carbonatos Na 2 CO 3 + 2HCl p = 2NaCl p + CO 2 +H 2 O
(la reacción ocurre tanto en solución como con Na 2 CO 3 sólido) y sulfitos
K 2 SO 3tv + H 2 SO 4conc = K 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O (si hay mucha agua, el dióxido de azufre no se libera en forma de gas).