§ 33. Генетичні зв’язки між основними класами неорганічних сполук

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

знати, між якими речовинами існують генетичні зв’язки;
уміти складати схеми перетворень речовин і рівняння реакцій, які взято за основу схем;
пояснювати генетичні зв’язки між простими речовинами й речовинами, що утворюють основні класи неорганічних сполук.

Генетичні зв’язки між класами неорганічних сполук. Вивчаючи хімічні властивості основних класів неорганічних сполук, ви дізналися, що під час хімічних перетворень з речовин одного класу утворюються речовини інших класів. Це ще один доказ того, що між простими й складними речовинами та між основними класами неорганічних сполук існують взаємозв’язки. Їх називають генетичними (від грецьк. генезис — походження).

У хімії генетичні зв’язки зображають як ланцюжки перетворень. Розглянемо це на конкретному прикладі:

У наведеному ланцюжку перетворень є два ряди генетично пов’язаних речовин. Перший починається металом, другий — неметалом. З металу барію через кілька перетворень добувають барій сульфат. Однак цю сіль можна добути через низку перетворень, починаючи від неметалу сірки.

Можливі схеми генетичного зв’язку від складніших до простіших за складом речовин і знову до складніших. Наприклад:

Cu(OH)₂→ CuO → Cu → CuO → CuCl₂ → Cu(OH)₂.

Генетичні зв’язки між простими й складними речовинами та класами неорганічних речовин у загальному вигляді зображено схемою (рис. 86).

Рис. 86. Схема генетичних зв’язків між простими речовинами й основними класами неорганічних сполук

Розгляньте уважно подану схему по вертикалі та горизонталі. У горизонтальних рядках зображено перетворення металів (перший ряд) через основний оксид і гідроксид (основу) до солі. У другому ряду — перетворення неметалів через кислотний оксид і гідроксид (кислоту) до солі.

У вертикальних стовпцях зображено взаємоперетворення речовин, що утворюють основні класи неорганічних сполук.

Зазначимо, що знання про генетичні зв’язки між класами речовин, уміння здійснювати взаємоперетворення мають практичне значення в хімічній промисловості. Це створює певні умови для добування нових, невідомих сполук, які люди використовують у різних галузях господарської діяльності.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

• Між простими речовинами, простими й складними речовинами існують генетичні взаємозв’язки.

• Найчастіше генетичні ряди починають прості речовини (метали чи неметали). Через низку перетворень — оксиди (основні, кислотні, амфотерні), гідрати оксидів (основи, кислоти, амфотерні гідроксиди) — утворюють солі.

• Генетичні ряди відображають не тільки взаємоперетворення від простої до складних речовин, а й між складними речовинами.

• Знання про генетичні зв’язки між класами речовин, уміння здійснювати взаємоперетворення мають практичне значення під час виконання лабораторних дослідів.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Назвіть два генетичні ряди речовин.

2. Складіть рівняння реакцій за схемами:

а) Mg → MgO → MgCl₂ → Mg(OH)₂→ MgSO₄;
б) C → CO₂ → CaCO₃ → CO₂ → Na₂CO₃;
в) Al → Al₂O₃ → Al(NO₃)₃ → Al(OH)₃ → K₃[Al(OH)₆];
г) P → Р₂О₅→ Н₃РО₄ → Ca₃(PO₄)₂→ H₃PO₄ → Ag₃PO₄.

3. Сульфатну кислоту масою 19,6 г повністю нейтралізували розчином калій гідроксиду. Обчисліть маси продуктів реакції.

4. Складіть, використовуючи формули, схему генетичних зв’язків і рівняння відповідних реакцій:

а) натрій хлорид → хлоридна кислота → купрум(ІІ) хлорид → купрум(ІІ) гідроксид → купрум(ІІ) оксид → купрум(ІІ) нітрат;
б) ферум → ферум(ІІ) сульфат → ферум(ІІ) гідроксид → ферум(ІІ) оксид → ферум(ІІ) хлорид;
в) сірка → сульфур(IV) оксид → сульфур(VІ) оксид → сульфатна кислота → купрум(ІІ) сульфат (двома способами);
г) кальцій → кальцій оксид → кальцій гідроксид → кальцій карбонат → карбон(IV) оксид → натрій карбонат.

5. Доведіть експериментально, що до складу:

а) алюміній сульфату входять йон Алюмінію та кислотний залишок сульфатної кислоти (сульфат-аніон);
б) магній хлориду — йон Магнію та кислотний залишок хлоридної кислоти (хлорид-аніон).

6. Запропонуйте спосіб розпізнавання:

а) хлоридної та сульфатної кислот;
б) солей хлоридної та сульфатної кислот.

7. Проведіть уявний експеримент. Налийте в пробірку розчин барій хлориду й обережно долийте розчин сульфатної кислоти. Опишіть спостереження та поясніть, чи відбулася хімічна взаємодія між цими речовинами.

8. На суміш солей барій хлориду з натрій карбонатом масою 12,68 г подіяли надлишком сульфатної кислоти. Випав осад масою 2,33 г. Обчисліть маси й кількості речовин сполук, які прореагували.

НАВЧАЛЬНИЙ ПРОЄКТ

І. Оберіть самостійно або з учительською допомогою тему навчального проєкту з тих, що подані нижче.

1. Неорганічні речовини — представники основних класів у будівництві й побуті.

2. Хімічний склад і використання мінералів.

3. Вплив хімічних сполук на довкілля і здоров’я людини.

ІІ. Виконайте навчальний проєкт в обраній вами формі.

ІІІ. Проведіть презентацію проєкту.