Версия 11:45, 10 декабря 2009

Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 10 клас>> Хімія: Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном. Склад, фізичні властивості, добування в лабораторії аміаку і хлороводню

СПОЛУКИ НЕМЕТАЛІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ З ГІДРОГЕНОМ. СКЛАД, ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, ДОБУВАННЯ В ЛАБОРАТОРІЇ АМІАКУ І ХЛОРОВОДНЮ

Будова молекули.

Молекула аміаку NH₃ являє собою диполь: спільні електронні пари дуже зміщені до атома Нітрогену (чому?):

                                  _..                      ..

NH₃,                 H :N: H                N

                                      ^..                  /  ↑  \
                            N                H  H  H

• Зазначте електронні формули атомів Нітрогену і Гідрогену, покажіть графічно розміщення електронів по орбіталях і поясніть, якими електронами утворюється ковалентний зв'язок у молекулі аміаку і чому він полярний. Яка валентність і ступінь окиснення Нітрогену в аміаку?

Фізичні властивості.

Аміак NH₃ — безбарвний газ, з різким запахом, набагато легший за повітря, дуже добре розчиняється у воді (при 20⁰С в 1 об'ємі води — 700 об'ємів NH₃), при температурі, нижчій за — 33,4 °С переходить у рідкий стан. Дуже уражує слизові оболонки очей і дихальних шляхів.

Хімічні властивості.

Для аміаку характерні реакції окиснення і приєднання.

1.Окиснення   аміаку.   Аміак, маючи низький ступінь окиснення Нітрогену -3, поводить себе як відновник. Відновні властивості аміаку виявляються під час горіння його в кисні (мал. 5).

Мал. 5. Горіння аміаку

4NH₃ + 30₂ ⇔ 2N₂ + 6H₂0

За наявності каталізатора (Pt) реакція окиснення аміаку змінюється: замість вільного азоту утворюється оксид нітрогену (ІІ) N0:

4NH₃ + 50₂ = 4N0↑ + 6Н₂0          

• Складіть для наведених рівнянь електронний баланс, обґрунтуйте розстановку коефіцієнтів і доведіть, що аміак в обох випадках — відновник.

2. Взаємодія з водою. Аміак добре розчиняється у воді утворюючи аміачну воду (за нормальних умов у 100 г води розчиняється 87,5 г, або 115л, NH₃). Висока розчинність аміаку пояснюється тим, що він реагує з водою. Якщо суху колбу, заповнену аміаком і закриту пробкою із вставленою трубкою з відтягнутим кінцем, занурити у воду, до якої додано кілька крапель розчину фенолфталеїну, то з безбарвної рідини починає бити малиновий «фонтан».

Забарвлення аміачної води свідчить про те, що водний розчин аміаку має лужну реакцію.

Як це можна пояснити? У воді концентрації йонів Гідрогену Н⁺ і гідроксид-іонів ОН^- — однакові:

H2O ⇔ H⁺ + OH^- ,

тому середовище нейтральне, і фенолфталеїн безбарвний. З розчиненням аміаку NH₃ у воді концентрація гідроксид-іонів ОН^- збільшується, отже, утворюється лужне середовище, і фенолфталеїн стає малиновим.

Виникнення лужного середовища пояснюється тим, що в розчині молекули аміаку приєднують йони гідрогену, утворюючи йони амонію NH⁺₄.

NH₃ + H⁺ → NH₄

При цьому вивільнюються з води гідроксид-іони ОН^- , що й надає розчину лужної реакції.

Кожний йон амонію NH⁺₄ має чотири ковалентні зв'язки. Три з них юються за рахунок трьох неспарених електронів, які є на р-орбіталях зовнішнього електронного шару атома Нітрогену. Четвертий зв'язок утворюється за донорно-акцепторним механізмом між атомом Нітрогену аміаку (донор) та йоном гідрогену (акцептор):

         Н                       Н        +

          l                        І

  Н — N: + Н⁺ →  Н — N — Н

          І                        І
         Н                       Н

Усі чотири зв'язки нітроген-гідроген N — Н в йоні амонію рівноцінні, незважаючи на різні механізми їхнього утворення.

Взаємодія аміаку з водою відбувається за рівнянням:

NH₃ + Н₂0 ⇔ NH₃ • Н₂0⇔ NH⁺₄ + ОН^-

Але в розчині лише невелика частина молекул NH₃ перетворюється на йони амонію NH⁺₄. Тому аміачна вода пахне аміаком.

Аміачну воду позначають формулою NH₃ • Н₂0 і називають гідроксидом амонію, або нашатирним спиртом. Він належить до слабких і нестійких основ:

NH₃ • Н₂0 ⇔ NH⁺₄ + ОН^-

NH₃ • Н₂0⇔ NH₃↑ + Н₂0

3. Взаємодія з кислотами. Якщо змочити одну скляну паличку концентрованим розчином аміаку, а іншу — концентрованою хлоридною кислотою і піднести їх одну до одної, то з'являється білий дим — дрібні кристалики хлориду амонію (нашатирю):

NH₃ + НСl = NH₄Cl

Отже, аміак, взаємодіючи з кислотами, утворює солі амонію:

• Напишіть рівняння реакцій між аміаком і: а) нітратною, б) сульфатною кислотами. Які солі амонію при цьому утворюються?

Що спільного і відмінного між речовинами, назви яких «нашатир» і «нашатирний спирт»?

Добування. У лабораторії аміак добувають із суміші твея дих речовин — нашатирю NH₄Cl і гашеного вапна Са(ОH)₂ (мал. 7) за рівнянням:

2NH₄Cl + Са(ОН)₂ = CaCl₂+2NH₃↑ + 2Н₂0         .

• Чому для добування аміаку беруть сухі речовини, а не їхні розчини? Чому збирають аміак у пробірку, перевернену догори дном?

Застосування. Аміак — важливий продукт хімічної промисловості. Його використовують як добриво і для виробництва азотних добрив, а також нітратної кислоти, вибухових речовин, соди. Як холодоагент аміак застосовують у холодильниках.

У вигляді аміачної води він використовується у медицині під назвою «нашатирний спирт». Вдихання малих кількостей аміаку І стимулює роботу серця і нервової системи, тому нашатирний спирт дають нюхати при знепритомленні та отруєннях, наприклад чадним газом CO. Як слабкий луг аміачну воду широко застосовують у хімічних лабораторіях, а також у побуті: під час прання білизни, для виведення плям, чищення килимів і ювелірних виробів.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ
1. Які фізичні властивості аміаку? Як його добувають у лабораторних умовах? Напишіть відповідне рівняння реакції.
2. Чи можна зібрати аміак способом: а) витіснення повітря? б) витіснення води? Чому?
3. Зазначте електронні конфігурації атомів Нітрогену і Гідрогену та поясніть,  якими електронами утворюються ковалентні зв'язки в молекулі аміаку і чому вона полярна. Яка валентність і який ступінь окиснення Нітрогену в аміаку?
4. Які реакції аміаку з іншими речовинами ведуть до утворення йонів амонію?
5. В якому напрямі  (на. підставі  принципу Ле Шательє) зміститься рівновага реакції аміаку з водою під час: а) нагрівання; б) охолодження; в) додавання кислоти; г) додавання лугу?
6. На каталітичне окиснення аміаку кількістю речовини 2 моль витрачається кисень об'ємом (н. у.)
(а)  11,2 л;                       (в) 28 л;
(б)  22,4 л;                       (г) 56 л.
7. Під час взаємодії хлориду амонію з гашеним вапном масою 370 кг виділяється аміак об'ємом (н. у.)
(а)  11,2 м3:                     (в) 224 м3;
(б)  22,4 м3;                     (г) 448 м3.
8. Прокип'ятили 200 г розчину з масовою часткою аміаку в ньому 25 %. При цьому 20 г аміаку звітрилося. Якою стала масова частка аміаку в розчині? Яка маса хлороводню потрібна для його нейтралізації?

Н.М. Буринська, Л.П. Величко, Хімія, 10 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  

_{Онлайн бібліотека з підручниками і книгами з хімії, плани-конспекти уроків по всім предметам, завдання 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.