|
|
Строка 5: |
Строка 5: |
| '''<br>'''<u>Карбонатна кислота</u> | | '''<br>'''<u>Карбонатна кислота</u> |
| | | |
- | Солетвірному оксиду карбону(IV) С0<sub>2</sub> відповідає карбонатна кислота Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub>.<br> | + | Солетвірному оксиду карбону(IV) С0<sub>2</sub> відповідає карбонатна кислота Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub>.<br> |
| | | |
- | Карбонатна кислота Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub> — нестійка сполука. Вона існує лише у водному розчині. Під час намагання виділити її з розчину вона легко розкладається на воду і оксид карбону(IV). У водному розчині має місце рівновага:<br> | + | Карбонатна кислота Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub> — нестійка сполука. Вона існує лише у водному розчині. Під час намагання виділити її з розчину вона легко розкладається на воду і оксид карбону(IV). У водному розчині має місце рівновага:<br> |
| | | |
- | CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O ⇔Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub> ⇔Н<sup>+</sup> + НСОз<sup>-</sup>⇔2Н<sup>+</sup>+ СО<sup>2-</sup><sub>3</sub><br>Цим пояснюються кислотні властивості карбонатної кислоти Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub>. Карбонатна кислота належить до слабких кислот, тобто дисоціює на йони незначною мірою. Як двохосновна, вона утворює два ряди солей: середні — карбонати і кислі — гідрокарбонати. | + | CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O ⇔Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub> ⇔Н<sup>+</sup> + НСОз<sup>-</sup>⇔2Н<sup>+</sup>+ СО<sup>2-</sup><sub>3</sub><br>Цим пояснюються кислотні властивості карбонатної кислоти Н<sub>2</sub>С0<sub>3</sub>. Карбонатна кислота належить до слабких кислот, тобто дисоціює на йони незначною мірою. Як двохосновна, вона утворює два ряди солей: середні — карбонати і кислі — гідрокарбонати. |
| | | |
- | Наприклад: Na<sub>2</sub>СО<sub>3</sub> — карбонат натрію, NaНС0<sub>3</sub> — гідрокарбонат натрію; СаС0<sub>3</sub> — карбонат кальцію і Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> — гідрокарбонат кальцію. | + | Наприклад: Na<sub>2</sub>СО<sub>3</sub> — карбонат натрію, NaНС0<sub>3</sub> — гідрокарбонат натрію; СаС0<sub>3</sub> — карбонат кальцію і Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> — гідрокарбонат кальцію. |
| | | |
- | Карбонати — кристалічні речовини. У воді не розчиняються, за винятком карбонатів лужних металів та амонію. | + | Карбонати — кристалічні речовини. У воді не розчиняються, за винятком карбонатів лужних металів та амонію. |
| | | |
- | Унаслідок дії кислот на сухі карбонати або їхні водні розчини виділяється оксид карбону(IV), що викликає спінювання: | + | Унаслідок дії кислот на сухі карбонати або їхні водні розчини виділяється оксид карбону(IV), що викликає спінювання: |
| | | |
- | СаС0<sub>3</sub> + 2НСl = СаСІ<sub>2</sub> + С0<sub>2 </sub>↑ + Н<sub>2</sub>0 | + | СаС0<sub>3</sub> + 2НСl = СаСІ<sub>2</sub> + С0<sub>2 </sub>↑ + Н<sub>2</sub>0 |
| | | |
- | • Наведене рівняння запишіть у йонній формі, а також складіть два рівняння реакцій, шо ілюструють дію інших кислот на карбонати та їхні розчини. | + | • Наведене рівняння запишіть у йонній формі, а також складіть два рівняння реакцій, шо ілюструють дію інших кислот на карбонати та їхні розчини. |
| | | |
- | ''Лабораторна робота 7''<br><u>Якісна реакція на карбонат-іони</u><br>У дві пробірки всипте потроху (аби тільки вкрилось дно) карбонату магнію і карбонату натрію. В обидві пробірки додайте по 1 мл розбавленої хлоридної кислоти й одразу ж закрийте кожну пробірку пробкою з відведеною трубкою, кінець якої опустіть у пробірку з вапняною водою (розчин Са(ОН)2).<br>Що спостерігається? Напишіть рівняння реакцій у молеку¬лярній, повній та скороченій йонних формах. Зробіть висновок, що є реактивом на карбонат-іони СО,-.<br>Отже, для розпізнавання карбонатів (і гідрокарбонатів) використовують сильні кислоти. Під час їх дії відбувається характерне «закипання» внаслідок бурхливого виділення вуглекислого газу С02. Реакція виражається таким йонним рівнянням:<br>СО\~ + 2Н+ - С02 + Н20<br>• Поясніть, чому карбонатами, як і основами, можна користува¬тися для нейтралізації кислот.<br>Практичне значення. Із солей карбонатної кислоти важливе значення має карбонат кальцію СаС03. Він зустрі¬чається в природі у вигляді мармуру, вапняку, крейди. Мармур використовують як оздоблювальний матеріал у будівництві та скульптурі, вапняк —для добування вапна, яке також застосовується у будівництві, а крім того, вноситься у Грунт для зниження кислотності і поліпшення його структури. Крейду застосовують для побілки, а також у скляній, гумовій та інших галузях промисловості.<br>Карбонат кальцію СаС03 у воді не розчиняється. Тому вапняна вода (розчин гідроксиду кальцпо) внаслідок про¬пускання крізь неї оксиду карбону(ІУ) стає каламутною:<br>Са(ОН)2 + С02 = СаС03 і + Н20<br>Проте, якщо пропускати С02 довго, то каламуть із часом зникає. Цс пояснюється утворенням розчинної кислої со¬лі — гідрокарбонату кальцію:<br>СаС03 + С02 + Н20 = Са(НС03)2 Гідрокарбонат кальцію Са(НС03)2—речовина нестійка.<br>Під час кип'ятіння розчину або тривалого стояння на повь рі гідрокарбонат розкладається з виділенням С02 й утворей ням середньої солі:<br>Са(НС03)2 - СаС031 + C021 + Н20<br>Гідрокарбонати лужноземельних металів, на відміну jj. їх карбонатів, добре розчиняються у воді. Розчинністю гЬ. рокарбонатів у воді пояснюється постійне пересування кар. бонатів у природі. Ґрунтові води, що містять С02, проходя¬чи крізь ґрунт і особливо крізь шари вапняку, розчиняють карбонат кальцію й виносять його з собою у вигляді гідро. карбонату в струмки, річки й море. Звідти він потрапляє в організм морських тварин і йде на побудову їхніх кістяків або, виділяючи вуглекислий газ, знову перетворюється на карбонат кальцію і відкладається у вигляді вапняку і т. д.<br>Карбонат натрію Na2C03 (кальцинована сода) і його кристалогідрат Na2C03 • 10Н2О (кристалічна сода) викорис¬товуються у виробництві скла, мила, мийних засобів, барвників тощо. У великій кількості їх потребують целюлоз¬но-паперова, текстильна, нафтова та інші галузі промисло¬вості.<br>Гідрокарбонат натрію NaHC03 (питна сода) широко ви¬користовується під час випікання хліба, у харчовій промис¬ловості, медицині, побуті. Питна сода входить до складу наповнювачів для вогнегасників.<br>Карбонат калію К2С03 (поташ) застосовують для виго¬товлення мила, тугоплавкого скла, у фотосправі.<br>Твердість води. Вода, що біжить вапнистими гірськими породами, взаємодіє з оксидом карбону(іУ) і перетворює карбонати кальцію й магнію на розчинні кислі солі — гідрокарбонати.<br>• Напишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній та йон-<br>ній формах.<br>Перетворення нерозчинних карбонатів на розчинні гід¬рокарбонати призводить до вимивання карбонатів із земної кори, внаслідок чого утворюються порожнини —печери. А вода, що насичується розчинними гідрокарбонатами каль¬цію і магнію та іншими солями, стає твердою.<br>Твердість води, зумовлена наявністю йонів кальцію Са2+ і йонів магнію Mg2+, називається загальною твердістю води.<br>Чим вищий вміст у воді цих йонів, тим більша твердість<br>Загальна твердість води складається з карбонатної (тим-сової) і некарбонатної (постійної). Карбонатна твердість спричинюється наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію і магнію. Вона усувається кип'ятінням. Некарбонатна твер¬дість обумовлюється наявністю у воді сульфатів, хлоридів, нітратів тощо кальцію і магнію.<br>Ми розглядатимемо карбонатну, або тимчасову, твер¬дість води.<br>Тверда вода непридатна для промислових і господар¬ських потреб. У ній погано намилюється мило, дуже важко вимити волосся, прати білизну; погано розварюються овочі, а якщо використовувати таку воду у парових котлах, то утворюється накип. Він має погану теплопровідність, тому спричинює місцеве перегрівання стінок. Випадкове відлу¬щення частини накипу від розпеченої стінки може призвес-ти до швидкого випаровування води і вибуху котла.<br>З таких причин тверду воду перед використанням треба пом'якшувати, тобто видаляти з неї гідрокарбонати кальцію і магнію, переводячи їх у нерозчинні. Цього досягають на¬самперед кип'ятінням води. При цьому гідрокарбонати кальцію та магнію розкладаються:<br>Са(НС03)2 = СаС031 + C021 + Н20 Mg(HC03)2 = MgCC>3 і + С02 Т + Н20 Mg(HC03)2 = Mg(OH)2 І + 2C021 Карбонати кальцію та магнію, а також гідроксид магнію випадають в осад, і вода втрачає твердість.<br>У домашніх умовах (під час прання, наприклад) для по¬м'якшення води можна додавати соду Na2C03, у промисло¬вих умовах—частіше додають гашене вапно Са(ОН)2 та Щщі речовини:<br>Са(НС03)2 + Na2C03 = СаС031 + 2NaHC03 Са(НС03)2 + Са(ОН)2 - 2СаС03 і + 2Н20 * Напишіть наведені рівняння реакцій у йонній формі.<br><br>Завдання для самоконтролю<br>1. У першу порцелянову чашку насипали карбонат кальцій в другу — нітрат калію, в третю — хлорид натрію і почали про^.' рювати, забувши позначити вміст чашок. Як можна, спостерігаю" чи процес прожарювання і випробовуючи продукти реакції розпізнати взяті солі?<br>2. Як здійснити такі перетворення:<br>а) Са -> Са(ОН)2 -> СаС03 -> СаО -► Са(ОН)2 -> СаС12;<br>б) MgCl2 -> MgC03 -» Mg(HC03)2 -> MgC03 -> C02 -> -» Na2C03?<br>Напишіть відповідні рівняння реакцій.<br>3. Як, маючи у розпорядженні тільки хлоридну кислоту розпізнати карбонат барію, сульфат барію, сульфіт барію? Віддої відь проілюструйте рівняннями реакцій.<br>4. Як позбутися тимчасової твердості води? Відповідь про¬ілюструйте рівняннями реакцій у молекулярній та йонній формах.<br>5. Крізь розчин їдкого натру пропустили 5,6 л (н. у.) оксиду карбону(іУ). Маса утвореного гідрокарбонату натрію становить<br>(а) 21 г; (б) 42 г; (в) 84 г; (г) 168 г.<br>6. Внаслідок термічного розкладу 1 моль гідрокарбонату натрію, масова частка домішок в якому становить 2 %, утворюєть¬ся вуглекислий газ об'ємом (н. у.)<br>(а) 5,5 л; (б) 11 л; (в) 22 л; (г) 22,4 л.<br>7. Для аналізу вапняку на вміст карбонату кальцію взяли наважку 5 г. На розчинення карбонату, який міститься у цій пробі, витрачено 100 мл 0,9 М розчину хлороводню. Яка масова частка карбонату кальцію у вапняку?<br>8. Суміш карбонату і гідрокарбонату натрію масою 146 г нагрівали доти, поки не припинилось зменшення маси. Маса за¬лишку, що утворився після нагрівання, становить 137 г. Обчисліть масову частку карбонату натрію у цій суміші.
| + | ''Лабораторна робота 7''<br><u>Якісна реакція на карбонат-іони</u><br>''У дві пробірки всипте потроху (аби тільки вкрилось дно) карбонату магнію і карбонату натрію. В обидві пробірки додайте по 1 мл розбавленої хлоридної кислоти й одразу ж закрийте кожну пробірку пробкою з відведеною трубкою, кінець якої опустіть у пробірку з вапняною водою (розчин Са(ОН)<sub>2</sub>).<br>'' |
| + | |
| + | ''Що спостерігається? Напишіть рівняння реакцій у молекулярній, повній та скороченій йонних формах. Зробіть висновок, що є реактивом на карбонат-іони СО<sup>2-</sup><sub>3</sub>.''<br> |
| + | |
| + | Отже, для розпізнавання карбонатів (і гідрокарбонатів) використовують сильні кислоти. Під час їх дії відбувається характерне «закипання» внаслідок бурхливого виділення вуглекислого газу С0<sub>2</sub>. Реакція виражається таким йонним рівнянням:<br> |
| + | |
| + | СО<sup>2-</sup><sub>3</sub>+ 2Н<sup>+</sup> = С0<sub>2</sub> + Н<sub>2</sub>0<br> |
| + | |
| + | • Поясніть, чому карбонатами, як і основами, можна користуватися для нейтралізації кислот.<br> |
| + | |
| + | <u>Практичне значення</u><br> |
| + | |
| + | Із солей карбонатної кислоти важливе значення має карбонат кальцію СаС0<sub>3</sub>. Він зустрічається в природі у вигляді мармуру, вапняку, крейди. Мармур використовують як оздоблювальний матеріал у будівництві та скульптурі, вапняк — для добування вапна, яке також застосовується у будівництві, а крім того, вноситься у грунт для зниження кислотності і поліпшення його структури. Крейду застосовують для побілки, а також у скляній, гумовій та інших галузях промисловості.<br> |
| + | |
| + | Карбонат кальцію СаС0<sub>3</sub> у воді не розчиняється. Тому вапняна вода (розчин гідроксиду кальцію) внаслідок пропускання крізь неї оксиду карбону(IV) стає каламутною:<br> |
| + | |
| + | Са(ОН)<sub>2</sub> + С0<sub>2</sub> = СаС0<sub>3</sub> і + Н<sub>2</sub>0<br> |
| + | |
| + | Проте, якщо пропускати С0<sub>2 </sub>довго, то каламуть із часом зникає. Це пояснюється утворенням розчинної кислої солі — гідрокарбонату кальцію:<br> |
| + | |
| + | СаС0<sub>3</sub> + С0<sub>2</sub> + Н<sub>2</sub>0 = Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> <br> |
| + | |
| + | Гідрокарбонат кальцію Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> — речовина нестійка.<br> |
| + | |
| + | Під час кип'ятіння розчину або тривалого стояння на повітрі гідрокарбонат розкладається з виділенням С0<sub>2</sub> й утворенням середньої солі:<br> |
| + | |
| + | Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> = СаС0<sub>3</sub>↓ + C0<sub>2</sub>↑ + Н<sub>2</sub>0<br> |
| + | |
| + | Гідрокарбонати лужноземельних металів, на відміну їх карбонатів, добре розчиняються у воді. Розчинністю гідрокарбонатів у воді пояснюється постійне пересування карбонатів у природі. Ґрунтові води, що містять С0<sub>2</sub>, проходячи крізь ґрунт і особливо крізь шари вапняку, розчиняють карбонат кальцію й виносять його з собою у вигляді гідрокарбонату в струмки, річки й море. <br> |
| + | |
| + | Звідти він потрапляє в організм морських тварин і йде на побудову їхніх кістяків або, виділяючи вуглекислий газ, знову перетворюється на карбонат кальцію і відкладається у вигляді вапняку і т. д.<br> |
| + | |
| + | Карбонат натрію Na<sub>2</sub>C0<sub>3 </sub>(кальцинована сода) і його кристалогідрат Na<sub>2</sub>C0<sub>3</sub> • 10Н<sub>2</sub>О (кристалічна сода) використовуються у виробництві скла, мила, мийних засобів, барвників тощо. У великій кількості їх потребують целюлозно-паперова, текстильна, нафтова та інші галузі промисловості.<br> |
| + | |
| + | Гідрокарбонат натрію NaHC0<sub>3 </sub>(питна сода) широко використовується під час випікання хліба, у харчовій промисловості, медицині, побуті. Питна сода входить до складу наповнювачів для вогнегасників.<br> |
| + | |
| + | Карбонат калію К<sub>2</sub>С0<sub>3</sub> (поташ) застосовують для виготовлення мила, тугоплавкого скла, у фотосправі.<br> |
| + | |
| + | <u>Твердість води</u><br> |
| + | |
| + | Вода, що біжить вапнистими гірськими породами, взаємодіє з оксидом карбону(IV) і перетворює карбонати кальцію й магнію на розчинні кислі солі — гідрокарбонати.<br> |
| + | |
| + | ''• Напишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній та йонній формах.''<br> |
| + | |
| + | Перетворення нерозчинних карбонатів на розчинні гідрокарбонати призводить до вимивання карбонатів із земної кори, внаслідок чого утворюються порожнини — печери. А вода, що насичується розчинними гідрокарбонатами кальцію і магнію та іншими солями, стає твердою.<br> |
| + | |
| + | Твердість води, зумовлена наявністю йонів кальцію Са<sup>2+</sup> і йонів магнію Mg<sup>2+</sup>, називається загальною твердістю води.<br> |
| + | |
| + | Чим вищий вміст у воді цих йонів, тим більша твердість води.<br> |
| + | |
| + | Загальна твердість води складається з карбонатної (тимчасової) і некарбонатної (постійної). Карбонатна твердість спричинюється наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію і магнію. Вона усувається кип'ятінням. Некарбонатна твердість обумовлюється наявністю у воді сульфатів, хлоридів, нітратів тощо кальцію і магнію.<br> |
| + | |
| + | Ми розглядатимемо карбонатну, або тимчасову, твердість води.<br> |
| + | |
| + | Тверда вода непридатна для промислових і господарських потреб. У ній погано намилюється мило, дуже важко вимити волосся, прати білизну; погано розварюються овочі, а якщо використовувати таку воду у парових котлах, то утворюється накип. Він має погану теплопровідність, тому спричинює місцеве перегрівання стінок. Випадкове відлущення частини накипу від розпеченої стінки може призвести до швидкого випаровування води і вибуху котла.<br> |
| + | |
| + | З таких причин тверду воду перед використанням треба пом'якшувати, тобто видаляти з неї гідрокарбонати кальцію і магнію, переводячи їх у нерозчинні. Цього досягають насамперед кип'ятінням води. При цьому гідрокарбонати кальцію та магнію розкладаються:<br> |
| + | |
| + | Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> = СаС0<sub>3</sub>↓ + C0<sub>2</sub>↑ + Н<sub>2</sub>0 |
| + | |
| + | Mg(HC0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> = MgCО<sub>3</sub>↓ + С0<sub>2</sub>↑ + Н<sub>2</sub>0 |
| + | |
| + | Mg(HC0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> = Mg(OH)<sub>2</sub>↓ + 2C0<sub>2</sub>↑ |
| + | |
| + | Карбонати кальцію та магнію, а також гідроксид магнію випадають в осад, і вода втрачає твердість. |
| + | |
| + | У домашніх умовах (під час прання, наприклад) для пом'якшення води можна додавати соду Na<sub>2</sub>C0<sub>3</sub>, у промислових умовах — частіше додають гашене вапно Са(ОН)<sub>2</sub> та інші речовини: |
| + | |
| + | Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2 </sub>+ Na<sub>2</sub>C0<sub>3</sub> = СаС0<sub>3</sub>↓ + 2NaHC0<sub>3</sub> |
| + | |
| + | Са(НС0<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + Са(ОН)<sub>2</sub> = 2СаС0<sub>3</sub>↓ + 2Н<sub>2</sub>0 |
| + | |
| + | ''• ''''Напишіть наведені рівняння реакцій у йонній формі.''<br><br><u>ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ</u><br>1. У першу порцелянову чашку насипали карбонат кальцій в другу — нітрат калію, в третю — хлорид натрію і почали про^.' рювати, забувши позначити вміст чашок. Як можна, спостерігаю" чи процес прожарювання і випробовуючи продукти реакції розпізнати взяті солі?<br>2. Як здійснити такі перетворення:<br>а) Са -> Са(ОН)2 -> СаС03 -> СаО -► Са(ОН)2 -> СаС12;<br>б) MgCl2 -> MgC03 -» Mg(HC03)2 -> MgC03 -> C02 -> -» Na2C03?<br>Напишіть відповідні рівняння реакцій.<br>3. Як, маючи у розпорядженні тільки хлоридну кислоту розпізнати карбонат барію, сульфат барію, сульфіт барію? Віддої відь проілюструйте рівняннями реакцій.<br>4. Як позбутися тимчасової твердості води? Відповідь про¬ілюструйте рівняннями реакцій у молекулярній та йонній формах.<br>5. Крізь розчин їдкого натру пропустили 5,6 л (н. у.) оксиду карбону(іУ). Маса утвореного гідрокарбонату натрію становить<br>(а) 21 г; (б) 42 г; (в) 84 г; (г) 168 г.<br>6. Внаслідок термічного розкладу 1 моль гідрокарбонату натрію, масова частка домішок в якому становить 2 %, утворюєть¬ся вуглекислий газ об'ємом (н. у.)<br>(а) 5,5 л; (б) 11 л; (в) 22 л; (г) 22,4 л.<br>7. Для аналізу вапняку на вміст карбонату кальцію взяли наважку 5 г. На розчинення карбонату, який міститься у цій пробі, витрачено 100 мл 0,9 М розчину хлороводню. Яка масова частка карбонату кальцію у вапняку?<br>8. Суміш карбонату і гідрокарбонату натрію масою 146 г нагрівали доти, поки не припинилось зменшення маси. Маса за¬лишку, що утворився після нагрівання, становить 137 г. Обчисліть масову частку карбонату натрію у цій суміші. |
| | | |
| <br> ''Н.М. Буринська, Л.П. Величко, Хімія, 10 клас<br>Вислано читачами з інтернет-сайтів '''''<br>'''<br> <sub>Матеріали [[Хімія|з хімії]], [[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|завдання]] та відповіді по класам, плани конспектів уроків [[Хімія 10 клас|з хімії для 10 класу]]</sub> <br> | | <br> ''Н.М. Буринська, Л.П. Величко, Хімія, 10 клас<br>Вислано читачами з інтернет-сайтів '''''<br>'''<br> <sub>Матеріали [[Хімія|з хімії]], [[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|завдання]] та відповіді по класам, плани конспектів уроків [[Хімія 10 клас|з хімії для 10 класу]]</sub> <br> |
Версия 13:51, 3 декабря 2009
Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 10 клас>> Хімія: Карбонатна кислота. Солі карбонатної кислоти, їх поширення в природі та застосування
КАРБОНАТНА КИСЛОТА. СОЛІ КАРБОНАТНОЇ КИСЛОТИ, ЇХ ПОШИРЕННЯ В ПРИРОДІ ТА ЗАСТОСУВАННЯ
Карбонатна кислота
Солетвірному оксиду карбону(IV) С02 відповідає карбонатна кислота Н2С03.
Карбонатна кислота Н2С03 — нестійка сполука. Вона існує лише у водному розчині. Під час намагання виділити її з розчину вона легко розкладається на воду і оксид карбону(IV). У водному розчині має місце рівновага:
CO2 + H2O ⇔Н2С03 ⇔Н+ + НСОз-⇔2Н++ СО2-3 Цим пояснюються кислотні властивості карбонатної кислоти Н2С03. Карбонатна кислота належить до слабких кислот, тобто дисоціює на йони незначною мірою. Як двохосновна, вона утворює два ряди солей: середні — карбонати і кислі — гідрокарбонати.
Наприклад: Na2СО3 — карбонат натрію, NaНС03 — гідрокарбонат натрію; СаС03 — карбонат кальцію і Са(НС03)2 — гідрокарбонат кальцію.
Карбонати — кристалічні речовини. У воді не розчиняються, за винятком карбонатів лужних металів та амонію.
Унаслідок дії кислот на сухі карбонати або їхні водні розчини виділяється оксид карбону(IV), що викликає спінювання:
СаС03 + 2НСl = СаСІ2 + С02 ↑ + Н20
• Наведене рівняння запишіть у йонній формі, а також складіть два рівняння реакцій, шо ілюструють дію інших кислот на карбонати та їхні розчини.
Лабораторна робота 7 Якісна реакція на карбонат-іони У дві пробірки всипте потроху (аби тільки вкрилось дно) карбонату магнію і карбонату натрію. В обидві пробірки додайте по 1 мл розбавленої хлоридної кислоти й одразу ж закрийте кожну пробірку пробкою з відведеною трубкою, кінець якої опустіть у пробірку з вапняною водою (розчин Са(ОН)2).
Що спостерігається? Напишіть рівняння реакцій у молекулярній, повній та скороченій йонних формах. Зробіть висновок, що є реактивом на карбонат-іони СО2-3.
Отже, для розпізнавання карбонатів (і гідрокарбонатів) використовують сильні кислоти. Під час їх дії відбувається характерне «закипання» внаслідок бурхливого виділення вуглекислого газу С02. Реакція виражається таким йонним рівнянням:
СО2-3+ 2Н+ = С02 + Н20
• Поясніть, чому карбонатами, як і основами, можна користуватися для нейтралізації кислот.
Практичне значення
Із солей карбонатної кислоти важливе значення має карбонат кальцію СаС03. Він зустрічається в природі у вигляді мармуру, вапняку, крейди. Мармур використовують як оздоблювальний матеріал у будівництві та скульптурі, вапняк — для добування вапна, яке також застосовується у будівництві, а крім того, вноситься у грунт для зниження кислотності і поліпшення його структури. Крейду застосовують для побілки, а також у скляній, гумовій та інших галузях промисловості.
Карбонат кальцію СаС03 у воді не розчиняється. Тому вапняна вода (розчин гідроксиду кальцію) внаслідок пропускання крізь неї оксиду карбону(IV) стає каламутною:
Са(ОН)2 + С02 = СаС03 і + Н20
Проте, якщо пропускати С02 довго, то каламуть із часом зникає. Це пояснюється утворенням розчинної кислої солі — гідрокарбонату кальцію:
СаС03 + С02 + Н20 = Са(НС03)2
Гідрокарбонат кальцію Са(НС03)2 — речовина нестійка.
Під час кип'ятіння розчину або тривалого стояння на повітрі гідрокарбонат розкладається з виділенням С02 й утворенням середньої солі:
Са(НС03)2 = СаС03↓ + C02↑ + Н20
Гідрокарбонати лужноземельних металів, на відміну їх карбонатів, добре розчиняються у воді. Розчинністю гідрокарбонатів у воді пояснюється постійне пересування карбонатів у природі. Ґрунтові води, що містять С02, проходячи крізь ґрунт і особливо крізь шари вапняку, розчиняють карбонат кальцію й виносять його з собою у вигляді гідрокарбонату в струмки, річки й море.
Звідти він потрапляє в організм морських тварин і йде на побудову їхніх кістяків або, виділяючи вуглекислий газ, знову перетворюється на карбонат кальцію і відкладається у вигляді вапняку і т. д.
Карбонат натрію Na2C03 (кальцинована сода) і його кристалогідрат Na2C03 • 10Н2О (кристалічна сода) використовуються у виробництві скла, мила, мийних засобів, барвників тощо. У великій кількості їх потребують целюлозно-паперова, текстильна, нафтова та інші галузі промисловості.
Гідрокарбонат натрію NaHC03 (питна сода) широко використовується під час випікання хліба, у харчовій промисловості, медицині, побуті. Питна сода входить до складу наповнювачів для вогнегасників.
Карбонат калію К2С03 (поташ) застосовують для виготовлення мила, тугоплавкого скла, у фотосправі.
Твердість води
Вода, що біжить вапнистими гірськими породами, взаємодіє з оксидом карбону(IV) і перетворює карбонати кальцію й магнію на розчинні кислі солі — гідрокарбонати.
• Напишіть відповідні рівняння реакцій у молекулярній та йонній формах.
Перетворення нерозчинних карбонатів на розчинні гідрокарбонати призводить до вимивання карбонатів із земної кори, внаслідок чого утворюються порожнини — печери. А вода, що насичується розчинними гідрокарбонатами кальцію і магнію та іншими солями, стає твердою.
Твердість води, зумовлена наявністю йонів кальцію Са2+ і йонів магнію Mg2+, називається загальною твердістю води.
Чим вищий вміст у воді цих йонів, тим більша твердість води.
Загальна твердість води складається з карбонатної (тимчасової) і некарбонатної (постійної). Карбонатна твердість спричинюється наявністю у воді гідрокарбонатів кальцію і магнію. Вона усувається кип'ятінням. Некарбонатна твердість обумовлюється наявністю у воді сульфатів, хлоридів, нітратів тощо кальцію і магнію.
Ми розглядатимемо карбонатну, або тимчасову, твердість води.
Тверда вода непридатна для промислових і господарських потреб. У ній погано намилюється мило, дуже важко вимити волосся, прати білизну; погано розварюються овочі, а якщо використовувати таку воду у парових котлах, то утворюється накип. Він має погану теплопровідність, тому спричинює місцеве перегрівання стінок. Випадкове відлущення частини накипу від розпеченої стінки може призвести до швидкого випаровування води і вибуху котла.
З таких причин тверду воду перед використанням треба пом'якшувати, тобто видаляти з неї гідрокарбонати кальцію і магнію, переводячи їх у нерозчинні. Цього досягають насамперед кип'ятінням води. При цьому гідрокарбонати кальцію та магнію розкладаються:
Са(НС03)2 = СаС03↓ + C02↑ + Н20
Mg(HC03)2 = MgCО3↓ + С02↑ + Н20
Mg(HC03)2 = Mg(OH)2↓ + 2C02↑
Карбонати кальцію та магнію, а також гідроксид магнію випадають в осад, і вода втрачає твердість.
У домашніх умовах (під час прання, наприклад) для пом'якшення води можна додавати соду Na2C03, у промислових умовах — частіше додають гашене вапно Са(ОН)2 та інші речовини:
Са(НС03)2 + Na2C03 = СаС03↓ + 2NaHC03
Са(НС03)2 + Са(ОН)2 = 2СаС03↓ + 2Н20
• 'Напишіть наведені рівняння реакцій у йонній формі.
ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ 1. У першу порцелянову чашку насипали карбонат кальцій в другу — нітрат калію, в третю — хлорид натрію і почали про^.' рювати, забувши позначити вміст чашок. Як можна, спостерігаю" чи процес прожарювання і випробовуючи продукти реакції розпізнати взяті солі? 2. Як здійснити такі перетворення: а) Са -> Са(ОН)2 -> СаС03 -> СаО -► Са(ОН)2 -> СаС12; б) MgCl2 -> MgC03 -» Mg(HC03)2 -> MgC03 -> C02 -> -» Na2C03? Напишіть відповідні рівняння реакцій. 3. Як, маючи у розпорядженні тільки хлоридну кислоту розпізнати карбонат барію, сульфат барію, сульфіт барію? Віддої відь проілюструйте рівняннями реакцій. 4. Як позбутися тимчасової твердості води? Відповідь про¬ілюструйте рівняннями реакцій у молекулярній та йонній формах. 5. Крізь розчин їдкого натру пропустили 5,6 л (н. у.) оксиду карбону(іУ). Маса утвореного гідрокарбонату натрію становить (а) 21 г; (б) 42 г; (в) 84 г; (г) 168 г. 6. Внаслідок термічного розкладу 1 моль гідрокарбонату натрію, масова частка домішок в якому становить 2 %, утворюєть¬ся вуглекислий газ об'ємом (н. у.) (а) 5,5 л; (б) 11 л; (в) 22 л; (г) 22,4 л. 7. Для аналізу вапняку на вміст карбонату кальцію взяли наважку 5 г. На розчинення карбонату, який міститься у цій пробі, витрачено 100 мл 0,9 М розчину хлороводню. Яка масова частка карбонату кальцію у вапняку? 8. Суміш карбонату і гідрокарбонату натрію масою 146 г нагрівали доти, поки не припинилось зменшення маси. Маса за¬лишку, що утворився після нагрівання, становить 137 г. Обчисліть масову частку карбонату натрію у цій суміші.
Н.М. Буринська, Л.П. Величко, Хімія, 10 клас Вислано читачами з інтернет-сайтів
Матеріали з хімії, завдання та відповіді по класам, плани конспектів уроків з хімії для 10 класу
Зміст уроку
конспект уроку і опорний каркас
презентація уроку
акселеративні методи та інтерактивні технології
закриті вправи (тільки для використання вчителями)
оцінювання
Практика
задачі та вправи,самоперевірка
практикуми, лабораторні, кейси
рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
домашнє завдання
Ілюстрації
ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
реферати
фішки для допитливих
шпаргалки
гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати
Доповнення
зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
підручники основні і допоміжні
тематичні свята, девізи
статті
національні особливості
словник термінів
інше
Тільки для вчителів
ідеальні уроки
календарний план на рік
методичні рекомендації
програми
обговорення
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.
|