Хімія. 9 клас. Гранкіна

§ 19. УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ З НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

— Наступні параграфи підручника будуть присвячені органічній хімії.

— Ми що, уже вивчили всю неорганічну хімію?

— Ні, що ти! Ми будемо ще вивчати неорганічні сполуки у старших класах. Але ти побачиш, що дуже багато з того, що ми вивчали, буде потрібно й в органічній хімії. Там теж є й рівняння реакцій, і розчини, і розрахункові задачі... Тому не слід забувати вже знайомий нам матеріал.

— Так, непогано було б повторити все, що ми вивчали. Я вже забув дещо...

Стисло повторимо вивчений матеріал. Перша тема була присвячена розчинам.

Давайте повторимо цю тему, відповідаючи на питання й розв'язуючи задачі. Успішніше за все буде робота, якщо ви всі разом, усім класом будете обговорювати розв'язання й відповіді. Отже, мозковий штурм!

Задача 1. У літрову скляну банку налили до половини воду і поклали картоплю. Картопля опустилася на дно. Чому картопля потонула? Що будемо спостерігати, якщо замість води взяти насичений розчин кухонної солі? До насиченого розчину додали чистої води, і картопля... Опишіть стисло всі спостереження і поясніть їх. Згадайте, чим насичені розчини відрізняються від ненасичених? Опишіть покроково всі дії з одержання ненасичених і насичених розчинів.

Задача 2. Якщо у склянку з газованою водою вкинути трохи соди, відразу почне виділятися вуглекислий газ. Поясніть це явище. Чи можна додати іншу сіль? Збільшиться чи зменшиться виділення пухирців газу в разі додавання різних солей? Обґрунтуйте свою відповідь.

Задача 3. Фільтрувальний папірець був змочений у розчині, приготованому розчиненням темно-рожевих кристалів CoCl₂ · 6H₂O у воді. Після висушування папірця і подальшого його нагрівання над полум'ям сухого пального його колір змінився з рожевого на блакитний. Якщо цей папірець залишити на повітрі, через деякий час папірець знову стане рожевим. Дайте пояснення цим спостереженням. У разі перебігу хімічних реакцій запишіть відповідні рівняння реакцій.

Задача 4. На початку минулого століття німецький хімік Крістіан Шенбейн винайшов нове невидиме чорнило, що являло собою рожевий розчин манган(ІІ) сульфату. Після висихання текст, написаний ним на рожевому папері, стає зовсім невидимим. Гордий вигадкою, Шенбейн написав своїм чорнилом листа англійському фізикові й хімікові Майклу Фарадею. Історія замовчує, чи вдалося Фарадею прочитати послання свого німецького колеги. Подумайте, як можна було «виявити» написане.

Задача 5. Бавовняну нитку кілька разів змочували в насиченому розчині кухонної солі та щоразу висушували. Підготовлену таким чином нитку протягнули через кільце (воно має бути легким) і прив'язали обома кінцями до вогнетривкої опори так, щоб кільце повисло на натягнутій нитці приблизно посередині. Потім нитку підпалили з одного кінця. Вогник «пробіг» до іншого кінця нитки, але кільце продовжувало висіти. Поясніть, чому кільце не впало? Чому нитку потрібно було змочувати кілька разів у насиченому розчині солі й щоразу її висушувати?

Задача 6. Запропонуйте, у який спосіб можна довести експериментально, що під час розчинення речовини відбуваються хімічні процеси. Опишіть стисло хід запропонованого експерименту.

Задача 7. Хірурги в разі переломів накладають гіпсові пов'язки. Хоча насправді їх треба було б називати алебастрові. Саме алебастрові пов'язки застигають після додавання води, а природний гіпс не застигає. Алебастр CaSO₄ · 0,5H₂O добувають хіміки з природного гіпсу CaSO₄· 2H₂O, випалюючи з нього певну кількість води. Якщо видалити всю воду, можна отримати «мертвий» гіпс CaSO₄, який уже ніколи не застигне після додавання води. Поясніть, чому застигає алебастр, перетворюючись на гіпс? Чи можна з гіпсу знову одержати алебастр? Яким чином?

Задача 8. Говорять, одного разу відомий фізик і хімік Вуд поїхав кататися на санях зі своєю знайомою. На жаль, знайома Вуда забула рукавички, руки в неї змерзли й вона вирішила їхати додому. Вуд, навпаки, бажав продовжувати прогулянку. Із собою в нього був бутель, у якому містилося трохи концентрованої сульфатної кислоти, тож йому спало на думку... У результаті знайома Вуда могла гріти руки, тримаючи бутель, і прогулянка продовжилася.

Що придумав Вуд? Наскільки це безпечно? Дайте вашу оцінку діям ученого.

Задача 9. Два учні на занятті хімічного гуртка хочуть отримати блакитний осад купрум(ІІ) гідроксиду. Один для цього взяв розчин купрум(ІІ) сульфату і додав надлишок розчину натрій гідроксиду, другий — розчин купрум(ІІ) сульфату і додав надлишок розчину барій гідроксиду.

Чи обидва учні змогли отримати однаковий блакитний осад? А як би ви здобували цей осад? Запишіть рівняння реакцій у молекулярній і йонній формах.

Дослід «Малюємо невидимими чорнилами»

Таким називають чорнило, яке невидиме за певних умов. Ним можна писати таємні листи або робити невидимі малюнки. Таких рідин багато. Давайте спробуємо в цій якості розчини кристалогідратів.

Малюємо розчином мідного купоросу на блакитному папері, розчином кобальт(ІІ) хлориду на рожевому папері. І що? Нічого не видно. Нагріємо папір. Проявляється малюнок. Тепер подихайте на малюнки, і вони знову стануть невидимими. Протріть аркуші ваткою, змоченою в ацетоні. Як змінився колір? Чому відбуваються ці явища?

Наступні задачі ви можете розв'язати самостійно.

257. На деталі зі сталі утворилася іржа, яку вирішено було видалити з допомогою хлоридної кислоти. Яку масу 12 % розчину кислоти необхідно взяти для розчинення іржі масою 7 г? Прийміть, що склад іржі — ферум(ІІІ) оксид.

258. Для обприскування чагарників на садовій ділянці знадобився залізний купорос. У магазині продавався тільки мідний купорос. Запропонуйте спосіб перетворення мідного купоросу на залізний. Урахуйте, що цей процес можна провести в домашніх умовах. Обчисліть масу безводного купрум(ІІ) сульфату, необхідного для одержання 200 г ферум(ІІ) сульфату. Напишіть електронний баланс для цього рівняння, укажіть окисник і відновник.

259. Газ гідроген хлорид добре розчиняється у воді. В одному об'ємі води розчиняється 500 об'ємів цього газу (н. у.). Визначте масову частку HCl в отриманому розчині.

Підказка: прийміть 1 об'єм за 1 літр і не забудьте, що для визначення масової частки потрібна маса газу.

Згадаємо, що ми вивчали про хімічні реакції. Ваші знання знадобляться для розв'язування наступних задач.

260. Як одержати купрум(ІІ) гідроксид виходячи з міді? Напишіть рівняння відповідних реакцій. Укажіть їхні типи. Яка кількість речовини гідроксиду утворюється з 1 моль міді?

261. Напишіть рівняння реакцій, з допомогою яких можна здійснити такі перетворення, укажіть їхні типи:

C → CO → CO₂ → Na₂CO₃ → CO₂.

Який об'єм вуглекислого газу можна одержати із 66 г вуглецю?

262. Під час обробки ран розчином гідроген пероксиду H₂O₂ виділяються дрібні пухирці газу. Що це за газ? Напишіть рівняння реакції, укажіть її тип. Чому розчин гідроген пероксиду застосовують для дезінфекції ран? Обчисліть об'єм (н. у.) газу, який утворюється під час розкладу 5 г пероксиду.

263. Під час одержання чавуну із залізної руди відбуваються такі реакції, які представлені схемами:

Fe₂O₃ + C → FeO + CO

FeO + CO → Fe + CO₂

Випишіть символи хімічних елементів, які змінили ступінь окиснення, укажіть число прийнятих або відданих електронів, вкажіть окисник і відновник. Розставте коефіцієнти.

264. Кисень — сильний окисник. Однак є хімічний елемент, який є окисником стосовно Оксигену. Що це за елемент?

Напишіть схеми прийому й віддачі електронів цього елемента й кисню в реакції їх взаємодії.

265. Назва елемента Хром перекладається як «різнокольоровий» через яскраве забарвлення його сполук.

Якщо до жовтого розчину натрій хромату Na₂CrO₄ додати хлоридної кислоти, тоді жовтий розчин стане оранжевим:

А потім до одержаного розчину додати розчин натрій сульфіту, тоді розчин змінить свій колір на фіолетовий чи зелений (залежно від умов). Це натрій біхромат Na₂Cr₂O₇ перетворився на хром(ІІІ) хлорид CrCl₃:

Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₃ + HCl → CrCl₃ + Na₂SO₄ + NaCl + H₂O

Після додавання хлоридної кислоти і порошку магнію почне виділятися газ H₂, а зелений розчин набере блакитного кольору (утворюється хром(ІІ) хлорид) CrCl₂:

CrCl₃ + Mg → CrCl₂ + MgCl₂

Якщо одержаний блакитний розчин залишити на повітрі, він наступного дня стане зеленим (через окиснення киснем повітря):

CrCl₂ + O₂ + HCl → CrCl₃ +H₂O

Підберіть коефіцієнти методом електронного балансу у схемах процесів, що описують перетворення сполук Хрому.

Дослід «Вогонь-художник»

Обов'язково робіть дослід із учителем, дотримуйтеся техніки безпеки.

На білому аркуші паперу намалюйте контур зображення пензликом, змоченим у концентрованому розчи

ні нітрату Калію або Натрію. Малюнок має починатися від краю аркуша. Це місце відмітьте олівцем. Лінії малюнка не повинні перетинатися. Коли розчин трохи підсохне, ще раз або двічі повторіть контур. Висушіть аркуш із малюнком.

Піднесіть обережно до краю аркуша в зазначеній олівцем відмітці запалений сірник. Папір не має зайнятися полум'ям, він буде вигоряти по контуру малюнка. Створюється враження, що це вогонь малює на аркуші паперу.

ДОМАШНІЙ ЕКСПЕРИМЕНТ

Ще рецепти невидимого чорнила

Можна робити «таємне» чорнило не тільки з допомогою кристалогідратів. Намалюйте малюнок або напишіть що-небудь молоком, соком цибулі, лимонним соком. Використайте для цього тонкий пензлик. Висушіть малюнок. Побачити малюнок можна, попередньо нагріваючи аркуш теплою праскою (обережно!) або на батареї. У цих випадках забарвлення змінюється внаслідок дії кислоти й інших органічних речовин.

Дізнайтеся більше

Кристалогідрати як ліки

• Цю сіль відкрив у XVII столітті французький учений Й. Р. Глаубер і вважав її панацеєю від усіх хвороб. «Ця сіль, якщо вона добре приготовлена, має вигляд льоду; вона утворює довгі, зовсім прозорі кристали, які розтоплюються на язику, без будь-якої сухості», — писав Йоган Рудольф Глаубер. Учені цю сіль знають під такими назвами: чудесна сіль, глауберова сіль, дивна сіль, мірабіліт, натрій сульфат декагідрат. Її виділяють із розчину у вигляді кристалогідрату Na₂SO₄ · 10Η₂Ο. Ця сіль зараз використовується в медицині як проносний засіб, протиотрута в разі отруєння солями Ba²⁺, Pb²⁺.

• Лікарський препарат «Кальцій хлористий» CaCl₂ · 6H₂O (кальцій хлорид гексагідрат) відновлює дефіцит Кальцію в організмі. Кальцій бере участь у формуванні кісткової тканини, процесі зсідання крові, необхідний для підтримки стабільної серцевої діяльності, здійснення процесів передачі нервових імпульсів. Препарат застосовують у разі зовнішніх та внутрішніх кровотеч, бо він поліпшує зсідання крові (його призначають хворим напередодні хірургічних операцій), вводять як антидот у разі отруєння розчинними солями фторидної кислоти. Призначають також для комплексного лікування алергічних захворювань (кропив'янки) та алергічних ускладнень, спричинених уживанням ліків. Кальцій хлорид має не дуже приємну властивість — він гіркий на смак. Тому останнім часом дітям призначають кальцій глюконат, препарат зовсім не гіркий і схожий за властивостями на кальцій хлорид.