Хімія. 7 клас. Ярошенко

§ 27. Хімічні властивості кисню. Реакція сполучення

Вивчення параграфа допоможе вам:

• називати склад і наводити приклади оксидів;
• характеризувати хімічні властивості кисню;
• складати рівняння реакцій за участю кисню;
• пояснювати суть реакцій сполучення;
• розрізняти реакції розкладу і сполучення

Вам відомо, що хімічні властивості речовин це їх здатність взаємодіяти з іншими речовинами. Взаємодія завершується тим, що зі структурних частинок, які входили до складу реагентів, утворюються структурні частинки продуктів реакції. За участю кисню такі процеси відбуваються з багатьма простими, а також складними речовинами. Це дає підстави для того, щоб назвати кисень активною речовиною.

ВЗАЄМОДІЯ КИСНЮ З ПРОСТИМИ РЕЧОВИНАМИ.

1. Взаємодія з вуглецем. Розжаримо на полум’ї спиртівки вуглинку і внесемо її у наповнену киснем колбу. Вуглинка швидко згоряє, не утворюючи кіптяви та диму (мал. 87, а), а стінки колби нагріваються. Наллємо у колбу вапняної води, вона помутніє. А це доводить, що у колбі, де раніше містився кисень, з’явився вуглекислий газ.

Виділення світла й тепла свідчать про те, що відбулося горіння, яке належить до хімічних явищ:

С + O₂ = СO₂ — вуглекислий газ, або карбон(ІV) оксид (1)

2. Взаємодія з воднем. До наповненої воднем сухої пробірки піднесемо запалений сірник. Відразу почуємо приглушении хлопок. Це тому, що водень реагує з киснем миттєво — з вибухом. Поява на стінках сухої пробірки крапельок води — переконливий доказ утворення цієї речовини:

2Н₂ + O₂ = 2Н₂О — вода, або гідроген оксид (2)

3. Взаємодія з сіркою. Наповнимо ложечку для спалювання речовин на 1/3 сіркою, внесемо в полум’я спиртівки й потримаємо, доки сірка розплавиться й почне горіти. Після цього внесемо ложечку в колбу з киснем. Сірка відразу спалахне яскравим синім полум’ям, колба наповниться сірчистим газом (мал. 87, б):

S + О₂ = SO₂ — сірчистий газ, або сульфур(IV) оксид (3)

Цю реакцію супроводжує поява різкого специфічного запаху сірчистого газу.

4. Взаємодія з магнієм. Підпалимо магнієву стрічку, і вона швидко згорить яскраво-сліпучим полум’ям:

2Mg + О₂ = 2MgO — магній оксид (4)

Видимою нам ознакою цієї хімічної реакції є поява світла.

5. Взаємодія із залізом. Спробуємо, подібно магнію, спалити тоненьку залізну голку. Зробити це у повітрі нам не вдасться. Перевіримо, чи згорить голка у колбі, наповненій киснем. Для безпечного проведення досліду дно колби покриємо шаром піску. Устромимо тоненьку голку тією її частиною, де розташоване вушко, у дерев’яну паличку й на вістря голки наколемо сірник. Відразу після підпалювання сірника повільно внесемо голку в колбу з киснем. Залізо швидко загоряється, утворений продукт реакції яскравими іскрами, що нагадують новорічні бенгальські вогні, розлітається в різні боки (мал. 87, в). Від голки залишається маленька оплавлена кулька у місці її закріплення. Стінки колби нагріваються. Це хімічне явище передається таким рівнянням реакції:

3Fe + 2О₂ = Fe₃О₄ — залізна окалина (5)

Реакція супроводжується виділенням світла й тепла.

6. Взаємодія з міддю. Мідну пластинку потримаємо кілька хвилин над полум’ям спиртівки. Спостерігатимемо, як червоно-мідний колір змінюється на чорний:

2Сu + О₂ = 2СuО — купрум(II) оксид (6)

Реакція супроводжується зміною кольору.

Мал. 87. Горіння в кисні вугілля (а), сірки (б) та заліза (в)

ПОНЯТТЯ ПРО ОКСИДИ. У всіх щойно розглянутих реакціях утворювалися бінарні сполуки елемента з Оксигеном — оксиди.

До простих чи складних речовин належать оксиди? Відповідь поясніть.

Ви вже знаете, що оксидами називають бінарні сполуки елементів з Оксигеном, та вмієте визначати валентність хімічного елемента в оксиді. Пригадати це можна, звернувшись до параграфа 18.

Продукт взаємодії заліза з киснем — залізна окалина Fe₃O₄ — особлива бінарна сполука Оксигену, утворена з двох оксидів — FeO і Fe₂O₃.

Визначте за формулами обох оксидів, у якому з них металічний елемент Ферум двовалентний, а в якому — тривалентний.

РЕАКЦІЯ СПОЛУЧЕННЯ. У кожному з шести розглянутих прикладів спільним було те, що з двох речовин утворювалася одна. Такі реакції належать до реакцій сполучення.

• Реакції, в результаті яких із двох чи більше речовин утворюється одна речовина, називають реакціями сполучення.

Щоб після розглянутих прикладів у вас не склалося враження, що сполучатися можуть тільки прості речовини, наведемо приклади рівнянь реакцій сполучення складної і простої речовини; двох складних речовин:

2СО + О₂ = 2СО₂ (7)

Na₂O + SO₃ = Na₂SO₄ — натрій сульфат (8)

Як бачимо, головним для реакцій сполучення є те, що утворюється один продукт реакції, а реагенти можуть бути і складними, і простими речовинами, але їх неодмінно має бути два чи більше.

Узагальнимо вивчене:

ВЗАЄМОДІЯ КИСНЮ ЗІ СКЛАДНИМИ РЕЧОВИНАМИ. За наявності достатньої кількості кисню продуктами його взаємодії зі складними речовинами є оксиди.

Взаємодія з метаном. Щоразу, запалюючи газову плиту, люди здійснюють хімічну реакцію між метаном СН₄ (основна складова частина природного газу) та киснем:

Це хімічне явище супроводжують два фізичних явища світлове і теплове. Під час його перебігу вміст кисню у приміщенні кухні стає меншим, а вуглекислого газу — більшим. Тому слід провітрювати кухню, відчиняти кватирку, встановлювати електричні витяжки.

Взаємодія кисню з гідроген сульфідом H₂S. Гідроген сульфід, або сірководень, також згоряє у кисні. За достатньої кількості кисню реакція супроводжується утворенням уже відомого вам сірчистого газу та води:

2H₂S + 3О₂ = 2SO₂ + 2Н₂О (10)

Взаємодія кисню з глюкозою С₆Η₁₂О₆. Вже одне те, що без дихання людина може прожити не більше 5-7 хвилин, наводить на думку про надзвичайну важливість кисню для організму. А чи задумувалися ви над тим, які функції кисню у нашому організмі? Адже його добова норма не така вже й мала — близько 700 г.

Учені дослідили, що за участю кисню в організмі відбувається багато реакцій. Зокрема глюкоза, яка надходить до організму людини з продуктами харчування, теж реагує з киснем. Взаємодія відбувається за наявності ферментів (каталізаторів) і завершується утворенням вуглекислого газу та води. Це можна виразити таким сумарним рівнянням реакції:

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂+ 6Н₂О (11)

У всіх розглянутих прикладах незалежно від того, проста чи складна речовина взаємодіє з киснем, утворюються оксиди тих елементів, які входили до складу реагентів.

Проте при достатній кількості кисню може утворитися і проста речовина. Наприклад, якщо кисню взято з недостачею, розглянута вище взаємодія кисню з гідроген сульфідом H₂S відбувається за рівнянням:

2H₂S + О₂ = 2S + 2Н₂О (12)

• Кисень належить до активних речовин. Він легко вступає у взаємодію з простими і складними речовинами. Продуктами цих реакцій є оксиди.

Скарбничка ерудита

На початку параграфа було сказано, що більшість простих речовин взаємодіє з киснем. Прикладами металів, що не входять у цю більшість, є золото Au, платина Pt, тому їх називають благородними металами. Серед неметалів «байдужість», або інертність, до кисню виявляють гелій Не, неон Ne, аргон Аr, криптон Кr, ксенон Хе і радон Rn. Тому ці газоподібні речовини мають загальну назву інертні гази.

Тривалий час у науці вважалося, що інертні гази не взаємодіють ні з якими речовинами. Однак за останнє півстоліття вдалося добути деякі їх сполуки, в тому числі й з Оксигеном, правда, не за реакцією сполучення інертного газу з киснем, а іншими способами.

1. Із чого складаються оксиди? Назвіть приклади оксидів.

2. Схарактеризуйте хімічні властивості кисню

3. Поясніть на прикладах, які реакції називають реакціями сполучення

4. У чому полягає відмінність між хімічними реакціями розкладу та сполучення?

5. Випишіть із тексту параграфа формули і назви речовин, які для вас є новими.

6. За формулами оксидів, що наявні у тексті параграфа, визначте, який із них має найменшу, а який — найбільшу масову частку Оксигену.

7. За наведеними схемами напишіть рівняння реакцій:

• а) Ва + О₂ → ВаО;
• б) Сu + О₂ → СuО;
• в) PbS + О₂ → PbO + SO₂;
• г) HgS + О₂ → Hg + SO₂.

8*. Напишіть рівняння реакцій кисню з:

• а) амоніаком NH₃, якщо в утвореному оксиді валентність Нітрогену дорівнює II;
• б) цинк сульфідом ZnS, якщо в утвореному оксиді валентність Сульфуру дорівнює IV.

З'ясуйте розташування символів інертних газів у періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва. Наведіть їх перелік.