Как объяснить тот факт, что кислоты, соли и основания вступают в реакции не со всеми веществами, а со строго определенными? Чем определяются свойства кислот, оснований и солей? 

На эти вопросы вы найдете ответы на данном уроке.

I. Химические свойства щелочей

1. Взаимодействие щелочей с кислотами: Me(OH)_x + H_xR

NaOH +HCl NaCl + H2O
Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- Na⁺+ Cl^- + H₂O
H⁺ +OH^- H₂O

2. Взаимодействие щелочей с кислотными оксидами: Me(OH)_x + неMe_xO_y

2NaOH +CO₂ Na₂CO₃ + H₂O 
2Na⁺ + 2OH^- + CO₂2Na⁺ + CO₃^2- + H₂O
2OH^- + CO₂ CO₃^2- + H₂O

Если через пробирку с известковой водой  (Ca(OH)2) пропустить углекислый газ (CO₂) , то известковая вода мутнеет, следствие образования соли – карбоната кальция (CaCO₃).

3. Взаимодействие щелочей с солями: Me(OH)_x + Me_xR_y

Щёлочи вступают в реакцию обмена с солями, при этом образуется новая соль и новое основание, но для этого нужно, чтобы образовался осадок  или слабый электролит. Если в одну пробирку с гидроксида натрия добавить хлорида аммония (NH₄Cl), во вторую  –  с гидроксидом калия (КОН) добавить сульфат железа (III) (Fe₂(SO₄)₃), а в третью  – с гидроксидом  натрия добавить хлорид бария (BaCl₂) и содержимое первой пробирки нагреем, то в  результате появляется резкий запах аммиака (NH₃). Во второй пробирке  образуется осадок бурого цвета, а в третьей пробирке изменений не произошло.

2NaOH +MgCl₂Mg(OH)₂ + 2NaCl
2Na⁺+2OH^-+ Mg²⁺+2Cl^- Mg(OH)₂ +2Na⁺+2Cl^-
2OH^-+ Mg²⁺Mg(OH)₂

II. Химические свойства солей

1. Взаимодействие солей с металлами: Me_xO_y + Me*

Но нужно быть внимательным и обязательно пользоваться  рядом активности металлов.   Каждый металл вытесняет из раствора соли металлы, расположенные правее его в  этом ряду.

При этом должны соблюдаться условия:

• обе соли (и реагирующая, и образующаяся) должны быть растворимыми
• металлы не должны реагировать с водой (т.е. щелочные и щелочноземельные металлы, которые реагируют с водой с образованием щелочей).

Посмотрим, как это происходит: в первую пробирку поместим железный гвоздь, во вторую – свинцовую пластину, а в третью – медную пластину. В первые две пробирки нальём раствора сульфата меди (II) (CuSO4), а в третью – раствор сульфата железа (II) (FeSO4). Через некоторое время мы можем наблюдать, что на железном гвозде осела медь, а во второй и  третьей пробирке нет никаких изменений.  Следовательно, в первой пробирке находился более активный металл, который вытеснил медь из раствора, во второй пробирке реакция не пошла, т.к. образующая соль (сульфат свинца (II)) является нерастворимой, в третьей пробирке реакция не прошла, т.к. медь стоит правее железа в ряду напряжений и не может вытеснить его из раствора соли.

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu↓

Fe0 + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu0↓

Pb + CuSO₄ ≠

Cu + FeSO₄ ≠

2. Взаимодействие солей с щелочами:

(см. выше)

3. Взаимодействие солей с кислотами:

(см. выше)

4. Взаимодействие солей с солями: Me_xR_y + Me_xR_y

В реакциях солей с солями образуются новые соли, в реакциях с кислотой – образуется новая кислота, в реакциях с основаниями образуется новая соль и новое основание.

III. Химические свойства кислот

Кислоты  всегда начинается с водорода, окрашивают лакмус и метиловый оранжевый в красный цвет, ведь в их составе есть ион водорода (H+), который всегда образуется при  диссоциации.

Так, при диссоциации соляной кислоты (HCl), образуется ион водорода и хлорид-ион (Cl^-), при диссоциации азотной кислоты (HNO₃), тоже ион водорода и нитрат-ион (NO₃^-), при диссоциации азотистой кислоты (HNO₂) – ион водорода и нитрит-ион (NO₂^-).

         HCl = H⁺ + Cl^-

         HNO₃ = H⁺ + NO₃^-

                                                                      HNO₂ ⇆ H⁺ + NO₂^-

Именно поэтому,  кислоты окрашивают лакмус и метиловый оранжевый в красный цвет.  

1. Кислоты реагируют с основаниями: как с растворимыми, так и с нерастворимыми. При этом образуется соль и вода. Этот тип реакций относится к реакциям обмена.

Кислота + основание = соль + вода

Например, если мы в пробирку с гидроксидом натрия (NaOH) добавим несколько капель фенолфталеина, то раствор щёлочи окрасится в малиновый цвет, а затем сюда же добавим раствор соляной кислоты (HCl), то малиновая окраска исчезает. Окраска исчезает, т.к. в результате этой реакции образуется соль и вода. Образование соли можно легко подтвердить: если мы  на предметное стекло капнем несколько капель раствора и выпарим, то на стекле появятся кристаллы соли.

2. Кислоты также вступают в реакции обмена с  оксидами металлов. В результате реакции образуется соль и вода. Эта реакция вам уже знакома, наверняка оксиды, вам уже всё рассказали об этом.

Кислота + оксид металла = соль + вода

3. Кислоты реагируют с металлами, эти реакции относятся к реакциям замещения, при этом образуется соль и выделяется водород.

Кислота + металл = соль + водород

Для протекания данных реакций необходимо выполнение ряда условий:

• металл находиться в ряду напряжений до водорода
• должна получиться растворимая соль
• если  кислота нерастворимая, то она не может  вступить в реакцию с металлами.

Давайте, попробуем проверить. Поместим в четыре пробирки металлы: в первую пробирку – цинк,  во вторую –алюминий, в третью – свинец, четвёртую – медь. В первую и третью пробирку нальём раствора серной кислоты (H2SO4), во вторую и четвёртую – раствора соляной кислоты (HCl). Понаблюдаем за изменениями. В первой и второй пробирке наблюдается выделение водорода, в третьей и четвёртой – нет.  В пробирке со свинцом и серной кислотой реакция не пошла, т.к. в результате образуется нерастворимая соль, которая покрывает всю поверхность металла защитной плёнкой. В четвёртой пробирке также изменений нет, т.к. медь стоит в ряду напряжений металлов после водорода.

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

Zn⁰ + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂⁰↑

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2Al⁰ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂⁰↑

Pb + H₂SO₄ ≠

Cu + HCl ≠

Кислоты вступаем в реакции обмена с солями, при этом образуется новая кислота и новая соль. Эти реакции протекают в том случае, если образуется осадок или газ.

Кислота + соль = новая кислота + новая соль

Соляна (HCl) и серная кислоты (H₂SO₄), вам покажут это:  в первой пробирке будет соляная кислота и силикат натрия (Na₂SiO₃), во второй – серная кислота и карбоната калия (K₂CO₃), в третьей – опять соляной кислоты и хлорида бария (BaCl2). Посмотрим за изменениями. В первой пробирке мы наблюдаем образование студенистого осадка (H₂SiO₃), во второй – выделение газа (CO₂), а в третьей – изменений нет. В двух пробирках реакции прошли, т.к. выполнялись следующие условия: в первой – образование осадка, во второй – выделение газа.

IV. Выполнение упражнений

На “4” и “5”

Задание: составьте уравнения цепочки реакций (на “4”)

Еесли реакция является обменом, разберите ее как РИО, если реакция является ОВР, разберите ее с помощью электронного баланса (на “5”)

1) Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ → Fe → FeCl₃ → FeOHCl₂

2) Si → SiO₂ → Na₂SiO₃ → H₂SiO₃ → SiO₂

3) НCl → CaCl₂ → Ca(OH)₂ → CaCO₃ → CO₂

4) CO₂ → CaCO₃ → CaCl₂ → CaCO₃ → CO₂

5) на “5”: Zn(OH)₂ → Na₂ZnO₂ → ZnCl₂ → ZnCO₃ → ZnO

6) на “5”: Zn → Zn(НSO₄)₂ → ZnSO₄ →Zn(OH)₂ → Na₂[Zn(OH)₄]

7) на “5”: Al₂O₃ → KAlO₂ → Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃→ ВаSO₄

8) Сu(OH)₂ → CuO → Cu → CuSO₄ → Cu(OH)₂

9) P → P₂O₅ → H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ → Ca(H₂PO₄)₂

10) Fe → FeCl₃ → FeOHCl₂ → Fe₂(SO₄)₃ → Fe(NO₃)₃

11) на “5”: AlCl₃ → AlOHCl₂ → Al(OH)₃ → Na[Al(OH)₄] → Na₃[Al(OH)₆]

​12) Fe(OH)₃ → FeOHSO₄ → Fe₂(SO₄)₃ → Fe(HSO₄)₂ → Fe(OH)₃

13) на “5”: CrCl₃ → Cr(OH)₃ → Na₃[Cr(OH)₆] → CrCl₃ →AgCl

14) CaCl₂ → Ca(OH)₂ → CaCO₃ → CO₂ → CaCO₃

15) NaHCO₃ → Na₂CO₃ → Na₂O → Na₂SO₄ → NaOH

16) Cu → Cu(NO₃)₂ → Cu(OH)₂ → CuCl₂ → [Cu(NH₃)₄]Cl₂ (последняя реакция на “5”)

17) CuSO₄ → Cu → CuSO₄→ Cu (OH)₂ → CuO

18) на “5”: B → B₂O₃ → H₃BO₃ → HBO₂ → KBO₂

19) N₂ → NH₃ → NH₄Cl → NH₄OH → NH₄NO₃

20) Ва(OH)₂ → ВаCO₃ → ВаO → ВаCl₂ → ВаSO₄