Кислые соли. Что надо смешать чтобы получить соль. Большая энциклопедия нефти и газа. Какой должна быть степень чистоты компонентов 10 способов получения солей с примерами

Самую распространенную у нас соль (хлорид натря) получают из минерала Галит (от греческого Αλίτης - соль), состоящего почти полностью из того же NaCl.
Но вот это "почти" и составляет разницу. Природный минерал бывает разных цветовых оттенков в зависимости от примесей других минералов и микроорганизмов, а также окружающих глинистых пород и песчаников – белый, голубовато-серый, розовый, вишнево-красный, желто-коричневый. Интенсивность цвета зависит от соотношения в кристаллах чистого галита и механических примесей.

Гималайская соль (Пакистан)

Например, модная «гималайская соль» из соляных копей в Пакистане содержит около 92% галита, остальное – примеси. В основном – оксидов железа типа банальной ржавчины – бурые железняки, гематит и магнетит.
Большую часть добытой здесь соли подвергают рафинированию, получая обычную белую соль. Часть же добываемой в месторождении соли подвергают только первичной очистке - промывке, сушке и дроблению, и поставляют на рынок в виде мелкого светло- или насыщенно-розового порошка или кристаллов. Розовый цвет соли не играет никакого значения и не имеет никакой роли, не влияет ни на вкус, ни на запах, доставляя разве что эстетическое удовольствие любителям розового.:)) Ну и еще ее крупные кристаллы потрясающе смотрятся рядом с розовым перцем в мельнице.

Черная соль (Индия)

Похожая на нее внешне «черная соль» из месторождения в Индии (Дарджилинг?)Kala Namak имеет в своем составе кроме соединений железа, большое количество сульфатов и сульфидов натрия и других элементов, что обуславливает специфический запах ээээ… вареных вкрутую яиц, что, естественно, снижает ее популярность на мировом рынке. С другой стороны можно сказать, что это – ее пикантная отличительная особенность.

Эти две соли можно с чистым сердцем отнести к природным минеральным солям. А вот еще одна модная красная соль с Гавайских островов – продукт искусственного смешения гавайской глины и морской соли. На лицо трогательное единение, так сказать, химикатов моря и земли.

В России основную массу галита, добываемого из соленых озер или из-под земли, рафинируют, вываривая соляной раствор, образно говоря, получая из алмаза углерод.

Меньшую часть – оставляют как есть в виде сероватой соли помола №1.

Но нам тоже хочется разноцветной соли. И у нас их есть.

Черную соль с добавлением активированного угля, производят несколько фирм, позиционируя креатуру как легендарную «четверговую соль», практически полностью забытую. Пытаясь обратно создать из углерода - алмаз.

Мы не одиноки на этом празднике жизни. Black lava salt с активированным углем производится на Кипре и на Гавайях. Разумеется, в целях продвижения на рынке, ее также позиционируют как активный детоксикант, обладающий уникальным вкусом и весьма декоративным эффектом.
Визуальный эффект, кстати, будет еще краше, если смешать ее с хлопьями паприки.

Тот же хлорид натрия составляет главный солевой компонент всех морей и океанов, а также соляных озер и подземных вод. Так шо морская соль – это тот же NaCl и вся минеральная плюс органическая компания, которые вместе составляют до 98% состава соли.
Обычно морская вода горько-соленая, в зависимости от растворенных в ней минералов – за горечь обычно отвечает калий и магний, за соленый вкус – натрий, за камни в почках – кальций. :) Там, где состав морской воды это позволяет, выпаривание ведут в естественных условиях, получая природную морскую соль, но основную часть морской соли также рафинируют, удаляя горечь и большинство примесей.

Итак, минеральный состав морской соли несказанно богаче и зависит от климатических условий и состава морской воды. Продвигаемая на рынок глубоководная соль доказывает этот факт. Качая с огромной глубины морскую воду и испаряя ее затем в реакторах, производители гордятся присутствием в ней таких элементов как медь, селен, железо, цинк и т.д. То есть все, от чего стараются избавиться в рафинированной соли.
Не знаю, насколько полезен такой богатый микроэлементами состав. Все эти: бром, стронций, фтор, фосфор, бор, медь, цинк и остальная таблица Менделеева присутствуют в атмосфере мегаполиса, мы и так их ежедневно употребляем.:)

Что еще мы употребляем вместе с солью.
ХХ век начался с того, что впервые для улучшения сыпучести соли, в нее стали добавлять карбонат магния. И понеслось.
Последние по времени добавки – это добавки против слеживания и смерзания соли в мешках – гексоцианоферрат калия (E535). Пусть ферроцианид калия (К4х3H2O) и нейтральное вещество, все же его присутствие ограничено стандартами - не более 15г/тонну соли.

Попутно решили позаботиться о здоровье населения.
В 20-х годах в пищевую соль стали добавлять иодид или иодат калия для профилактики зоба, болезни щитовидной железы, возникающей при йододефиците. И делают это до сих пор.
Часть хлорида натрия в последнее время заменяют хлоридом калия. Считается, что такая соль более подходит людям с гипертоническими проблемами.

Наконец, еще одна очень известная добавка образует так называемую «посолочную смесь». Это нитрит натрия, NaNO2 (E250), который использовался и используется для сохранения окраски и как антибактериальный компонент, который действует на возбудитель ботулизма при посоле мяса и рыбы и приготовлении колбас. Нитрит натрия – токсическое вещество, применение которого также строго регламентируется.

Про разноцветнае соли-приправы я, наверное, все уши уже прожужжала. Но вот еще парочка.

КРАСНАЯ СОЛЬ
Французская Sel de Bayonne, которую я тут недавно купила вместе с прованскими травами, оказывается имеет статус АОС, несмотря на свои противослеживающие добавки, и идеально сочетается еще с одним местным специалитетом АОС – Piment de Espilett.
Что не мешает нам приготовить подобную смесь из любой подходящей соли и любого стручкового перца по вкусу. Пропорции для смеси – 85% соли и 15% перца в хлопьях или порошке, в зависимости от крупности взятой соли.

ЗЕЛЕНАЯ СОЛЬ ДЛЯ ЖАРЕНОГО МЯСА
Итальянская приправа salamoia, также недавно мною купленная, состоит скорее из трав с солью, чем из соли с травами. В составе - розмарин, шалфей, черный перец, чеснок – ну очень душистая и душевная штучка.
На сколько я разбираюсь в итальянском – salamoia означает просто «рассол». Почему так назвали эту соль с травами для меня загадка.

(с) shakherezada.livejournal.com

Классификация солей

Соли

C точки зрения электролитической теории можно дать следующее определение этому классу соединений

Соли - электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы металлов или другие, более сложные, катионы, например, , 2+ и анионы кислотного остатка.

В зависимости от состава соли также могут быть разделены на различ­ные типы.

1°. Средние соли - соли, которые образуются в результате полной нейтрализации кислоты основанием (при замещении всех катионов водо­рода на катионы металла):

H 2 SO 4 + 2 NaOH = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O.

2°. Кислые соли - соли, которые образуются при неполной нейтрализа­ции кислоты основанием (замещаются не все катионы водорода на катионы металла). Соли этого типа могут быть образованы только многоосновными кислотами.

H 2 SO 4 + NaOH = NaHSO 4 + H 2 O.

H 2 SO 4 - кислота двухосновная, при полной нейтрализации которой образуется средняя соль Na 2 SO 4 , а при замещении одного атома водорода на металл образуется кислая соль NaHSO 4 .

H 3 PO 4 - кислота трехосновная, в которой возможно последовательное замещение одного, двух или всех трех атомов водорода на атомы металла. И при нейтрализации этой кислоты возможно образование трех рядов солей: NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 и Na 3 PO 4 .

В общем же случае к кислым солям относятся соли в которых мольное содержание кислотного оксида больше мольного содержания основного оксида, например, Na 2 B 4 O 7 , Na 2 Cr 2 O 7 , Na 2 S 2 O 7 , Na 4 P 2 O 7 . При реакции с основными оксидами и гидроксидами эти соли переходят в средние соли:

Na 2 Cr 2 O 7 + 2 NaOH = 2 Na 2 CrO 4 + H 2 O
CoO + Na 2 B 4 O 7 = 2 NaBO 2 + Co(BO 2) 2 .

3°. Основные соли - соли, которые являются продуктом неполной нейтрализации многокислотного основания кислотой:

Mg(OH) 2 + HCl = Mg(OH)Cl + H 2 O.

4°. Двойные соли - соли, в состав которых входят анионы только одного вида и разные катионы, например, KAl(SO 4) 2 × 12 H 2 O.

5°. Смешанные соли - соли, в состав которых входят катионы одного вида и анионы разных кислот, например, хлорная известь CaCl(OCl).

6°. Комплексные соли - соли, имеющие сложные катионы или анионы, в которых связь образована по донорно-акцепторному механизму. При написании молекулярных формул таких солей комплексный катион или анион заключают в квадратные скобки, например:

K 3 , K, Na
OH, (OH) 2 .

Соли могут быть получены одним из ниже приведенных способов.

1°. Взаимодействием металлов

а) с кислотами:

Cr + 2 HCl = CrCl 2 + H 2 ­ (без доступа воздуха)
Cu + 4 HNO 3, конц. = Cu(NO 3) 2 + 2 NO 2 ­ + 2 H 2 O,

б) со щелочами:

2 Al + 2 NaOH + 10 H 2 O = 2 Na + 3 H 2 ­.

2°. Нагреванием металлов с неметаллами в инертной атмосфере:

2 Fe + 3 Cl 2 2 FeCl 3

2 Li + H 2 2 LiH
6 Mg + 2 N 2 2 Mg 3 N.

3°. Вытеснением металлов из солей другими металлами, стоящими в ряду напряжений до металла, входящего в состав соли:

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu.

При этом не надо забывать, что если металл, входящий в состав соли, проявляет переменные степени окисления, то он может быть восстановлен до более низкой степени окисления металлом, находящимся в ряду напря­жений правее его:

2 FeCl 3 + Cu = 2 FeCl 2 + CuCl 2 .

Эта реакция нашла применение электронной промышленности при изготовлении плат для печатного монтажа.

2 FeCl 3 + Hg = 2 FeCl 2 + HgCl 2 .

На этом основан способ очистки помещений от разлитой ртути.

4°. Взаимодействием неметаллов со щелочами (см. п. 3.3. Свойства оснований, 3°).

5°. Вытеснением активными неметаллами менее активных неметаллов из солей:

Cl 2 + 2 NaBr = 2 NaCl + Br 2 .

В этом случае более электроотрицательный неметалл (хлор) вытесняет менее электроотрицательный (бром).

6°. Взаимодействием двух оксидов

7°. Нейтрализацией кислоты основанием (или амфотерным гидрокси­дом):

HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O
H 2 SO 4 + Zn(OH) 2 = ZnSO 4 + 2H 2 O.

В случае многоосновных кислот (или многокислотных оснований) возможно образование кислых (или основных) солей, в зависимости от относительных количеств кислоты и основания, вступивших в реакцию:

H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

NaH 2 PO 4 + NaOH = Na 2 HPO 4 + H 2 O

Na 2 HPO 4 + NaOH = Na 3 PO 4 + H 2 O.

8°. Растворением или сплавлением кислотного или амфотерного оксида с основанием:

CO 2 + 2KOH = K 2 CO 3 + 2H 2 O
SiO 2 + 2NaOH Na 2 SiO 3 + H 2 O
ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2
Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O.
9°. Как результат реакции основного или амфотерного оксида с кислотой:

CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O
ZnO + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + H 2 O.

При этом необходимо учитывать возможность окисления катиона, образую­щего оксид, до более высокой степени окисления:

FeO + 4HNO 3, конц. = Fe(NO 3) 3 + NO ­ + 2 H 2 O.

10°. Взаимодействием пероксидов, надпероксидов и озонидов с кислот­ными оксидами:

2 Na 2 O 2 + 2 CO 2 = 2 Na 2 CO 3 + O 2 ­
4 KO 2 + 2 CO 2 = 2 K 2 CO 3 + 3 O 2 ­.

Эти реакции лежат в основе регенерации воздуха в замкнутых простран­ствах (подводные лодки, космические корабли, изолирующие противогазы).

11°. Осаждением нерастворимых в воде солей с образованием растворов кислот:

AgNO 3 + HCl = AgCl ¯ + HNO 3
Ca 3 (PO 4) 2 + 3 H 2 SO 4 = 3 CaSO 4 ¯ + 2 H 3 PO 4 .

Полученная соль не должна растворяться в образовавшейся кислоте.

12°. Взаимодействием кислотного оксида с солью:

SO 2 + Na 2 CO 3 = Na 2 SO 3 + CO 2 ­
6 SiO 2 + 2 Ca 3 (PO 4) 2 6 CaSiO 3 + P 4 O 10 ­.

13°. Осаждением нерастворимых гидроксидов растворами щелочей из солей:

FeSO 4 + 2 NaOH = Fe(OH) 2 ¯ + Na 2 SO 4 .

14°. Как результат реакции обменна между солями с образованием одной нерастворимой соли:

BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ¯ + 2NaCl.

15°. Термическим разложением солей:

Степень разложения солей определяется отношением заряда катиона (n +) к его радиусу (r ). Чем больше это отношение, тем «глубже» степень разложения.

2 LiNO 3 2 LiNO 2 + O 2
2 KClO 3 2 KCl + 3 O 2 .

В некоторых случаях определяющую роль в разложении соли играет и заполненный 18-электронный подуровень катиона металла.

2 Cu(NO 3) 2 2 CuO + 4 NO 2 + O 2
2 AgNO 3 2 Ag + 2 NO 2 + O 2 .

16°. Окислением или восстановлением кислотообразующего элемента, входящего в состав аниона соли:

Na 2 SO 3 + H 2 O 2 = Na 2 SO 4 + H 2 O
Na 2 SO 4 + 4C Na 2 S + 4CO.

Класс: 8

Цели урока:

• Образовательная: Формирование на межпредметном уровне системы понятий о солях в условиях активной учебной деятельности
• Развивающая: Формировать приемы умственной деятельности, развивать логическое мышление и познавательный интерес.
• Воспитательная
: продолжать формирование адекватной самооценки на базе коллективной и индивидуальной учебной деятельности. Воспитывать культуру умственного труда.

Приоритетные виды межпредметных связей.

1. Внутрицикловые содержательно-информационные – с курсами биологии(водно-минеральное питание растений, минеральные удобрения), географии (распространение солей в земной коре), валеологией (значение поваренной соли),физики(кристаллическое строение веществ) и т.д.
2. Организационно-методические - на уровне общепредметных умений (наблюдение, анализ, синтез, сравнение и вывод, применение знаний и способов действий и др.)
3. Специально-предметные - причинно-следственные, семиотические, исторические, взаимообратные и др.

I. Ориентировочно-мотивационный этап.

Чтобы что-то узнать,
Нужно уже что-то знать.
С. Лем

1.1. Актуализация знаний.

Вспомним способ нашего продвижения по учебному материалу:

Учащиеся отвечают на вопросы и выполняют задания, которые соответствуют знаниям зоны их актуального развития.

1. Все вещества происходят от какого-либо элемента. На какие две группы делят химические элементы? (Металлические и Неметаллические.)

2. Какие простые вещества им соответствуют на макроуровне организации вещества? (Металлическим элементам соответствуют металлы, Неметаллическим – неметаллы.)

3. Какие простые вещества мы изучили? (Водород, кислород.)

5. Какие сложные вещества образуют металлы и неметаллы при взаимодействии с кислородом? (Оксиды. Металлы – основные оксиды, неметаллы – кислотные оксиды.)

По ходу составляется схема на доске и в тетрадях учащихся.

С помощью химических реакций можно перейти от простых веществ к сложным, от одного класса к другому. Такая взаимосвязь активно используется в практической деятельности человека.

7. Что произойдет, если смешать раствор кислоты и раствор щелочи? (Проблемный вопрос.)

Учащиеся затрудняются ответить на последний вопрос, ибо мы вышли за пределы зоны их актуального развития.

1.2. Мотивация.

Для осмысления потребностей и мотивов изучения последнего вопроса учащимся предлагается проанализировать ситуацию:

При попадании щелочи на кожу на пораженное место после промывания содой накладывают повязку из марли или ватной тампон, пропитанный 5% раствором уксусной кислоты. Почему?

В процессе обсуждения этой ситуации учащиеся проходят к выводу, что возможно образуются какие-то новые вещества. Учащиеся осознают потребность в изучении материала зоны своего ближайшего развития.

1.3. Формулирование темы урока.

Какой основной продукт образуется при смешивании растворов кислот и щелочей, к какому классу неорганических веществ он принадлежит и соответственно название темы урока вы узнаете выполнив задание.

Задание. Определите в каждом столбике лишнее вещество и из букв составьте слово (4 балла).

Формирование учебной проблемы и планирование действий по ее реализации.

Записываем тему урока “Соли. Получение солей”.

1.4. Планирование действий учащихся на уроке.

В результате обсуждения совместно с учащимися составляется план изучения темы.

1. Получение солей (выполнение лабораторной работы).
2. Определение солей.
3. Состав, строение солей.
4. Значение солей.
5. Номенклатура солей.

II. Операционно-исполнительский этап.

После того как человек определил,
что именно необходимо сделать,
он может сделать то, что нужно.
Китайская мудрость.

Реализация первого пункта плана.

Выполнение, моделирование и оформление результатов лабораторной работы. Лабораторная работа выполняется по инструкции (5баллов).

2. По каким признакам можно судить что произошла химическая реакция?

3. Что происходит при сливании растворов кислоты и щелочи? Давайте разберемся.

Моделирование процесса реакции.

Учитель показывает на доске используя набор трафаретов моделей ионов на магнитной основе.

В растворе кислоты присутствуют ионы Н + и Clˉ, в растворе щелочи Na + и OHˉ. При сливании растворов произошло соединение ионов Н + и ОНˉ в молекулы очень слабо диссоцирующей воды Н + + ОНˉ = Н 2 О

Теперь обратим внимание на второй продукт реакции. В растворе он находится в виде ионов Na и Сlˉ . Как его выделить из воды? (Провести выпаривание).

Нейтрализуются и кислота и щелочь и получается нейтральный раствор.

Реакцию кислоты с основанием, в результате которой получаются соль и вода, называют реакцией нейтрализации.

В общем виде схему реакции можно представить так:

Где же используются реакции нейтрализации в реальной жизни?

Реакции нейтрализации используется в качестве одного из способов очистки сточных вод. Сточные воды – это воды, которые возвращаются в окружающую среду после их использования. Сточные воды могут быть щелочными и кислыми. А обычная вода – нейтральная. Поэтому для очистки используется реакция нейтрализации (или смешивают кислые и щелочные сточные воды, или прибавляют специальные реагенты: кислоты, негашенную известь, каустик – Na OH

2.2. Реализация второго пункта плана.

Из всех химических соединений соли являются наиболее многочисленным классом веществ. В начале 19 века шведский химик И. Берцелиус сформулировал определение солей как продуктов реакций кислот с основаниями.

Сформулируйте свое определение солей и запишите в тетради (2 балла).

Соли – это сложные вещества, состоящие из атомов металлов, соединенных с кислотным остатком.

Соли – это сложные вещества, состоящие из катионов металлов и анионов кислот.

2.3. Реализация третьего пункта плана.

Вы ознакомились с солями. Охарактеризуйте соли по схеме “состав-строение-свойства” и смоделируйте изученный материал (работа с учебником) (4 балла).

2.4. Реализация четвертого пункта плана.

Из приведенного списка выпишите формулы солей (4балла)

SO 2
NaCl
Zn (OH) 2
Ca CO 3
H 2 SO 4
CaCl 2
MgO
NaJ

Рассказ о значении солей, которые выписали учащиеся.

Na Cl, Са Cl 2 , Ca CO 3

Соли широко распространены в природе и играют важную роль в процессах обмена веществ и растительных организациях. Соли содержатся в клеточном соке живых организмов, входят в состав различных тканей: костной, нервной, мышечной и другие. В организме человека различные соли составляют 5,5 % его массы. Велика роль солей в технике. Соли используют, направляют для получения стекла, минеральных красок, мыла, многих металлов, минеральных удобрений и др.

2.5. Реализация пятого пункта плана.

Как дать названия солям, которые выписали?

Учитель объясняет номенклатуру солей.

Название соли = название аниона + название катиона металла.

(в именительном падеже) (в родительном падеже)

Если один и тот же металл проявляет несколько степеней окисления, они указываются в скобках римской цифрой.

Учащиеся дают название солям, которые выписали (4 балла).

III. Рефлексивно-оценочный этап.

Силу уму придают упражнения, а не покой
А.Поп.

3.1. Первичная проверка усвоения знаний.

Необходимо выполнить одно из трех заданий (по выбору). Выберите только то задание, с которым справитесь.

Задание 1. (репродуктивный уровень) – (3 б)

Выпишите формулы солей и назовите их

Na 2 SO 4, Ba (OH) 2, CO 2, Ca (NO 3) 2, KCl, H 2 SO 4, HNO 3, CuO, HCl.

Задание 2.(прикладной уровень) – (4 б).

Найдите лишнюю формулу и объясните свой выбор.

А) K 2 SO 4 Na 2 SO 4 Na 2 CO 3 CuSO 4

б) NaCl Na 3 PO 4 FeCl 3 MgCl 2

в) KCl Na NO 3 Mg (NO 3) 2 Al (NO 3) 3

Задание 3. (творческой уровень) – (5 б).

Вы заметили, что комнатные растения в школе нуждаются в подкормке азотом и калием. В вашем распоряжении есть следующие вещества: H 2 O, K 2 CO 3, KOH, HNO 3 .Можно ли из этих соединений получить такое, которое обеспечило бы одновременную подкормку азотом и калием.

Взаимопроверка проводится сразу после написания работы по готовым ответам на доске.

3.2. Подведение итогов занятия

1. Какую проблему мы поставили в начале урока?
2. Удалось ли нам ее решить?

Учащиеся подсчитывают общее число баллов, набранных за урок, и оценивают свою работу по пятибальной системе:

27–28 баллов – “5”
20–26 баллов – “4”
13–19 баллов – “3”
меньше 13 баллов – “2”

Отметки выставляют в дневник. Тетради сдают учителю на проверку.

Оцениваются учащиеся, получившие 5 и боли жетонов за устные ответы на уроке.

3.3. Осмысление домашнего задания..

I уровень – §33, задание 1, стр. 126(учебник Кузнецова Н.Е,Титова И.М.,Гара Н.Н.,Жегин А.Ю.химия:8класс-М.:Вентана-Граф,2007)

II уровень – §33, задание 4.стр.126

III уровень – §33, Творческое задание: Однажды мне в руки попала книжка с названием “Без соли не проживешь”. А немного позже в одном из журналов я прочитала статью, которая была названа “Белый яд”. Напишите заметку с одним из названий о поваренной соли (в стиле вашей любимой газеты).

3.4 Осмысление темы следующего урока.

Для лечения некоторых заболеваний принимают ванны из морской воды. Морская вода содержит ионы Na + , Mg 2+ , Ca 2+ , K + , Cl - , SO 4 2- , Br - , J - . В лечебницах, расположенных далеко от моря морскую воду готовят искусственно. Какие соли надо растворить в пресной воде, чтобы приготовить морскую воду?

Как составить формулы солей? Этот материал нам предстоит изучить на следующем уроке.

1. С.Т. Сатбалдина, Р.А. Лидин “Химия. 8–9”.

Учебник подготовлен в соответствии с авторской программой, которая предусматривает дифференцированный, развивающий подход к обучению. Полученные школьниками знания становятся базой для творческого и сознательного восприятия последующего материала.

Содержание данного учебника полностью соответствует обязательному минимуму содержания химического образования и времени, отведенному Базисным учебным планом на изучение химии (2 ч в неделю). Кроме того, учебник содержит дополнительный материал, на изучение которого может быть использован 1 ч сверх учебного плана (3 ч в неделю). Это первый учебник по неорганической химии, который рассчитан на изучение предмета в разном объеме и с разной степенью глубины и в котором предлагаются задания разной степени сложности.

Учебник отличает строгая научность изложения: на тщательно отобранном фактологическом материале в доступной и живой форме раскрывается содержание важнейших понятий, законов и теорий химии. Учебное содержание распределено по годам обучения в строгом соответствии с возрастными и психологическими особенностями учащихся, логикой учебного процесса и общей методикой формирования химических знаний.

Текст учебника сопровождается большим количеством иллюстраций, обобщающих схем, рисунков, таблиц; к каждому параграфу предложены четырехуровневые (по степени сложности) вопросы и задания, инструкции по выполнению лабораторных опытов и практических работ. Особую педагогическую ценность учебника составляет то, что его содержание доступно для всех школьников, обучающихся по системе развивающего обучения

Содержание учебника выстроено в соответствии с принципом восхождения от абстрактного к конкретному. Это позволяет учителю работать в зоне ближайшего развития учащихся и организовывать развивающиеся логически соподчиненные действия. Только таким образом учитель будет учить школьников учиться, т.е. строить процесс собственной учебной деятельности, при которой действия учащихся переносятся во внутренний план, и в последствии они смогут реализовать их в других, неучебных формах практической и умственной деятельности.

Рассмотрим важнейшие способы получения солей.

1. Реакция нейтрализации . Этот способ уже неоднократно встречался в предыдущих параграфах. Растворы кислоты и основания смешивают (осторожно!) в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. К примеру:

2 . Реакция кислот с основными оксидами . Этот способ получения солей упоминался в параграфе 8-3. Фактически, это вариант реакции нейтрализации. К примеру:

3 . Реакция оснований с кислотными оксидами (см. параграф 8.2). Это также вариант реакции нейтрализации:

В случае если пропускать в раствор избыток СО 2 , то получается избыток угольной кислоты и нерастворимый карбонат кальция превращается в растворимую кислую соль – гидрокарбонат кальция Са(НСО 3) 2:

СаСО 3 + Н 2 СО 3 = Са(НСО 3) 2 (раствор)

4 . Реакция базовых и кислотных оксидов между собой :

5 . Реакция кислот с солями . Этот способ подходит, к примеру, в том случае, в случае если образуется нерастворимая соль, выпадающая в осадок:

6 . Реакция оснований с солями . Для таких реакций подходят только щелочи (растворимые основания). В этих реакциях образуется другое основание и другая соль. Важно, чтобы новое основание не было щелочью и не могло реагировать с образовавшейся солью. К примеру:

7 . Реакция двух различных солей . Реакцию удается провести только в том случае, в случае если хотя бы одна из образующихся солей нерастворима и выпадает в осадок:

Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают и получают другую соль. В случае если же обе образующиеся соли хорошо растворимы в воде, то реакции не происходит: в растворе существуют лишь ионы, не взаимодействующие между собой:

NaCl + KBr = Na + + Cl - + K + + Br -

В случае если такой раствор упарить, то мы получим смесь солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в таких реакциях получить не удается.

8 . Реакция металлов с кислотами . В способах 1 – 7 мы имели дело с реакциями обмена (только способ 4 – реакция соединœения. Но соли образуются и в окислительно-восстановительных реакциях. К примеру, металлы, расположенные левее водорода в ряду активности металлов (таблица 8-3), вытесняют из кислот водород и сами соединяются с ними, образуя соли:

9 . Реакция металлов с неметаллами . Эта реакция внешне напоминает горение. Металл "сгорает" в токе неметалла, образуя мельчайшие кристаллы соли, которые выглядят, как белый "дым":

10 . Реакция металлов с солями . Более активные металлы, расположенные в ряду активности левее , способны вытеснять менее активные (расположенные правее ) металлы из их солей:

Алканы

Алканы - углеводороды, в молекулах которых атомы связаны одинарными связями и которые соответствуют общей формуле С n Н 2n+2 . В молекулах алканов всœе атомы углерода находятся в состоянии sр 3 -гибридизации. Это означает, что всœе четыре гибридные орбитали атома углерода одинаковы по форме, энергии и направлены в углы равносторонней треугольной пирамиды - тетраэдра. Углы между орбиталями равны 109°28" Вокруг одинарной углерод-углеродной связи возможно практически свободное вращение, и молекулы алканов могут приобретать самую разнообразную форму. В развернутом состоянии такие молекулы имеют зигзагообразную форму с углами при атомах углерода, близких к тетраэдрическому (109°280, к примеру в молекуле н -пентана. Особо стоит напомнить о связях, при помощи которых построены молекулы алканов. Все связи в молекулах алканов одинарные. Перекрывание происходит по оси, соединяющей ядра атомов, т. е. это Þ-связи. Связи углерод-углерод являются неполярными и плохо поляризуемыми. Длина С-С связи в алканах равна 0,154 нм. Связи С-Н несколько короче. Электронная плотность немного смещена в сторону более электроотрицательного атома углерода, т. е. связь С-Н является слабополярной. Отсутствие в молекулах предельных углеводородов полярных связей приводит к тому, что они плохо растворяются в воде, не вступают во взаимодействие с заряженными частицами (ионами). Наиболее характерными для алканов являются реакции, протекающие с участием свободных радикалов. Гомологический ряд метана Как вы уже знаете, гомологи - это вещества, сходные по строению и свойствам и отличающиеся на одну или более групп СН2. Предельные углеводороды составляют гомологический ряд метана.

Изомерия и номенклатура Для алканов характерна так называемая структурная изомерия. Структурные изомеры отличаются друг от друга строением углеродного скелœета. Как вам уже известно, простейший алкан, для которого характерны структурные изомеры, - это бутан. Основы номенклатуры ИЮПАК уже обсуждались. В этой части параграфа она будет рассмотрена подробнее для алканов. 1. Выбор главной цепи Формирование названия углеводорода начинается с определœения главной цепи - самой длинной цепочки атомов углерода в молекуле, которая является как бы ее основой. 2. Нумерация атомов главной цепи Атомам главной цепи присваивают номера. Нумерация атомов главной цепи начинается с того конца, к которому ближе стоит заместитель (структуры А, Б). В случае если заместители находятся на равном удалении от конца цепи, то нумерация начинается от того конца, при котором их больше (структура В). В случае если различные заместители находятся на равном удалении от концов цепи, то нумерация начинается с того конца, к которому ближе старший (структура Г). Старшинство углеводородных заместителœей определяется по тому, в каком порядке следует в алфавите буква, с которой начинается их название: летил (-СН3), затем пропил (-СН2-СН2-СН3), этил (-СН2-СН3) и т. д.Обратите внимание, что название заместителя формируется заменой суффикса -ан на суффикс -ил в названии соответствующего алкана. 3. Формирование названия В начале названия указывают цифры - номера атомов углерода, при которых находятся заместители. В случае если при данном атоме находится несколько заместителœей, то соответствующий номер в названии повторяется дважды через запятую (2,2-). После номера через дефис указывают количество заместителœей (ди - два, три - три, тетра - четыре, пента - пять) и название заместителя (метил, этил, пропил), затем без пробелов и дефисов - название главной цепи. Главная цепь принято называть как углеводород - член гомологического ряда метана (метан, этан, пропан и т. д.).

Названия веществ, структурные формулы которых приведены выше, следующие: структура А 2-метилбутан

структура Б З-метилгексан

структура В 2,2,4-тприметилпентап

структура Г З-метил-5-этилтептан Получение 1. Выделœение углеводородов из природного сырья. Источниками предельных углеводородов, как вы уже знаете, являются нефть и природный газ. Основной компонент природного газа - простейший углеводород метан, который используется непосредственно или подвергается переработке. Нефть, извлеченная из земных недр, также подвергается переработке, ректификации, крекингу. Больше всœего углеводородов получают при переработке нефти и других природных источников. Но значительное количество ценных углеводородов получают искусственно, синтетическими способами. 2. Изомеризация. Наличие катализаторов изомеризации ускоряет образование углеводородов с разветвленным скелœетом из линœейных углеводородов:

Добавление катализаторов позволяет несколько уменьшить температуру, при которой протекает реакция. 3. Гидрирование (присоединœение водорода) алкенов. Как уже было сказано, в результате крекинга образуется большое количество непредельных углеводородов с двойной связью - алкенов. Уменьшить их количество можно, добавив в систему водород и катализаторы гидрирования - металлы (платина, палладий, никель): СН3 - СН2 - СН = СН2 + Н2 -> СН3 - СН2 - СН2 - СН3 Крекинг в присутствии катализаторов гидрирования с добавлением водорода принято называть восстановительным крекингом. Основными его продуктами являются предельные углеводороды. В заключение добавим, что повышение давления при крекинге (крекинг высокого давления) позволяет уменьшить количество газообразных (СН4-С4Н10) углеводородов и повысить содержание жидких углеводородов с длиной цепи 6-10 атомов углерода, которые составляют основу бензинов. Мы рассмотрели несколько промышленных способов получения алканов, которые являются основой промышленной переработки основного углеводородного сырья - нефти. Теперь обсудим несколько лабораторных способов получения алканов. 4. Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых кислот. Нагревание натриевой соли уксусной кислоты (ацетата натрия) с избытком щелочи приводит к отщеплению карбоксильной группы и образованию метана: СН3СОNа + NаОН СН4 + Nа2С03 В случае если вместо ацетата натрия взять пропионат натрия, то образуется этан, из бутаноата натрия - пропан и т. д. RСН2СОNа +NаОН -> RСН3 + Nа2С03 5. Синтез Вюрца. При взаимодействии галогеналканов с щелочным металлом натрием образуются предельные углеводороды и галогенид щелочного металла, к примеру: 2СН3СН2Вг + 2Nа -ʼʼ>СН3СН2СН2СН3 + 2NаВг Действие щелочного металла на смесь галогенуглеводородов (к примеру, бромэтана и бромметана) приведет к образованию смеси алканов (этана, пропана и бутана). Реакция, на которой основан синтез Вюрца, хорошо протекает только с галогеналканами, в молекулах которых атом галогена присоединœен к первичному атому углерода. 6. Гидролиз карбидов . При обработке некоторых карбидов, содержащих углерод в степени окисления -4 (к примеру, карбида алюминия), водой образуется метан: Аl4С3 + 12Н20 = ЗСН4 + 4Аl(ОН)3 Физические свойства Первые четыре представителя гомологического ряда метана - газы. Простейший из них - метан - газ без цвета͵ вкуса и запаха (запах ʼʼгазаʼʼ, почувствовав который нужно звонить по телœефону 04, определяется запахом меркаптанов - серусодер-жащих соединœений, специально добавляемых к метану, используемому в бытовых и промышленных газовых приборах, для того чтобы люди, находящиеся рядом с ними, могли по запаху определить утечку). Углеводороды состава от С5Н12 до С15Н32 - жидкости, более тяжелые углеводороды - твердые вещества. Температуры кипения и плавления алканов постепенно увеличиваются с возрастанием длины углеродной цепи. Все углеводороды плохо растворяются в воде, жидкие углеводороды являются распространенными органическими растворителями.

Химические свойства 1. Реакции замещения. Наиболее характерными для ал-канов являются реакции свободнорадикального замещения, в ходе которых атом водорода замещается на атом галогена или какую-либо группу. Приведем уравнения наиболее характерных реакций. Галогенирование: СН4 + С12 -> СН3Сl + HCl В случае избытка галогена хлорирование может пойти дальше, вплоть до полного замещения всœех атомов водорода на хлор: СН3Сl + С12 -> HCl + СН2Сl2 дихлорметан хлористый метилен СН2Сl2 + Сl2 -> HCl + CHCl3 трихлорметан хлороформ СНСl3 + Сl2 -> HCl + ССl4 тетрахлорметан четыреххлористый углерод Полученные вещества широко используются как растворители и исходные вещества в органических синтезах. 2. Дегидрирование (отщепление водорода). При пропускании алканов над катализатором (Pt, Ni, А1203, Сг2O3) при высокой температуре (400-600 °С) происходит отщепление молекулы водорода и образование алкена: СН3-СН3 -> СН2=СН2 + Н2 3. Реакции, сопровождающиеся разрушением углеродной цепи. Все предельные углеводороды горят с образованием углекислого газа и воды. Газообразные углеводороды, смешанные с воздухом в определœенных соотношениях, могут взрываться. Горение предельных углеводородов - это свободнора-дикальная экзотермическая реакция, которая имеет очень большое значение при использовании алканов в качестве топлива. СН4 + 2O2 -> С02 + 2Н2O + 880кДж

В общем виде реакцию горения алканов можно записать следующим образом:

Реакции термического расщепления лежат в базе промышленного процесса - крекинга углеводородов. Этот процесс является важнейшей стадией переработки нефти. При нагревании метана до температуры 1000 °С начинается пиролиз метана - разложение на простые вещества. При нагревании до температуры 1500 °С возможно образование ацетилена. 4. Изомеризация. При нагревании линœейных углеводородов с катализатором изомеризации (хлоридом алюминия) происходит образование веществ с разветвленным углеродным скелœетом:

5. Ароматизация. Алканы с шестью или более углеродными атомами в цепи в присутствии катализатора циклизуются с образованием бензола и его производных:

В чем причина того, что алканы вступают в реакции, протекающие по свободнорадикальному механизму? Все атомы углерода в молекулах алканов находятся в состоянии sр 3 -гибридизации. Молекулы этих веществ построены при помощи ковалентных неполярных С-С (углерод-углерод) связей и слабополярных С-Н (углерод-водород) связей. В них нет участков с повышенной и пониженной электронной плотностью, легко поляризуемых связей, т. е. таких связей, электронная плотность в которых может смещаться под действием внешних воздействий (электростатических полей ионов). Следовательно, алканы не будут реагировать с заряженными частицами, так как связи в молекулах алканов не разрываются по гетеролитическому механизму.Наиболее характерными реакциями алканов являются реакции свободнорадикального замещения. В ходе этих реакций атом водорода замещается на атом галогена или какую-либо группу. Кинœетику и механизм свободнорадикальных цепных реакций, т. е. реакций, протекающих под действием свободных радикалов - частиц, имеющих неспаренные электроны, - изучал замечательный русский химик Н. Н. Семенов. Именно за эти исследования ему была присуждена Нобелœевская премия по химии.

Обычно механизм реакции свободнорадикального замещения представляют тремя основными стадиями: 1. Инициирование (зарождение цепи, образование свободных радикалов под действием источника энергии - ультрафиолетового света͵ нагревания). 2. Развитие цепи (цепь последовательных взаимодействий свободных радикалов и неактивных молекул, в результате которых образуются новые радикалы и новые молекулы). 3. Обрыв цепи (объединœение свободных радикалов в неактивные молекулы (рекомбинация), ʼʼгибельʼʼ радикалов, прекращение развития цепи реакций).

Семенов Николай Николаевич

(1896 - 1986)Советский физик и физикохимик, академик. Лауреат Нобелœевской премии (1956). Научные исследования относятся к учению о химических процессах, катализе, цепных реакциях, теории теплового взрыва и горении газовых смесей.

Рассмотрим данный механизм на примере реакции хлорирования метана: СН4 + Сl2 -> СН3Сl + НСl Инициирование цепи происходит в результате того, что под действием ультрафиолетового облучения или при нагревании происходит гомолитический разрыв связи Сl-Сl и молекула хлора распадается на атомы: Сl: Сl -> Сl· + Сl· Образовавшиеся свободные радикалы атакуют молекулы метана, отрывая у них атом водорода: СН4 + Сl· -> СН3· + НСl и превращая в радикалы СН3·, которые, в свою очередь, сталкиваясь с молекулами хлора, разрушают их с образованием новых радикалов: СН3· + Сl2 -> СН3Сl + Сl· и т. д. Происходит развитие цепи. Наряду с образованием радикалов происходит их ʼʼгибельʼʼ в результате процесса рекомбинации - образования неактивной молекулы из двух радикалов: СН3· + Сl· -> СН3Сl

Сl· + Сl· -> Сl2 СН3· + СН3· -> СН3-СН3 Интересно отметить, что при рекомбинации выделяется ровно столько энергии, сколько крайне важно для разрушения только что образовавшейся связи. В связи с этим рекомбинация возможна только в том случае, в случае если в соударении двух радикалов участвует третья частица (другая молекула, стенка реакционного сосуда), которая забирает на себя избыток энергии. Это дает возможность регулировать и даже останавливать свободнорадикальные цепные реакции.Обратите внимание на последний пример реакции рекомбинации - образование молекулы этана. Этот пример показывает, что реакция с участием органических соединœений представляет собой достаточно сложный процесс, в результате которого, наряду с основным продуктом реакции, очень часто образуются побочные продукты, что приводит к крайне важно сти разрабатывать сложные и дорогостоящие методики очистки и выделœения целœевых веществ. В реакционной смеси, полученной при хлорировании метана, наряду с хлорметаном (СН3Сl) и хлороводородом, будут содержаться: дихлорметан (СН2Сl2), трихлорметан (СНСl3), тетрахлорметан (ССl4), этан и продукты его хлорирования. Теперь попытаемся рассмотреть реакцию галогенирования (к примеру, бромирования) более сложного органического соединœения - пропана. В случае если в случае хлорирования метана возможно только одно моно-хлорпроизводное, то в этой реакции может образоваться уже два монобромпроизводных:

Видно, что в первом случае происходит замещение атома водорода при первичном атоме углерода, а во втором - при вторичном. Одинаковы ли скорости этих реакций? Оказывается, что в конечной смеси преобладает продукт замещения атома водорода, который находится при вторичном углероде, т. е. 2-бромпропан (СН3-СНВг-СН3). Давайте попытаемся объяснить это.Для того чтобы это сделать, нам придется воспользоваться представлением об устойчивости промежуточных частиц. Вы обратили внимание, что при описании механизма реакции хлорирования метана мы упомянули радикал метил - СН3·? Этот радикал является промежуточной частицей между метаном СН4 и хлорметаном СН3Сl. Промежуточной частицей между пропаном и 1-бромпропаном является радикал с неспаренным электроном при первичном углероде, а между пропаном и 2-бромпропаном - при вторичном.

Радикал с неспаренным электроном при вторичном атоме углерода (б) является более устойчивым по сравнению со свободным радикалом с неспаренным электроном при первичном атоме углерода (а). Он и образуется в большем количестве. По этой причинœе основным продуктом реакции бромирования пропана является 2-бром-пропан - соединœение, образование которого протекает через более устойчивую промежуточную частицу. Приведем несколько примеров свободнорадикальных реакций: Реакция нитрования (реакция Коновалова)

Реакция применяется для получения нитросоединœений - растворителœей, исходных веществ для многих синтезов. Каталитическое окисление алканов кислородом Эти реакции являются основой важнейших промышленных процессов получения альдегидов, кетонов, спиртов непосредственно из предельных углеводородов, к примеру: СН4 + [О] -> СН3ОН

Применение Предельные углеводороды, в особенности метан, находят очень широкое применение в промышленности (схема 2). Οʜᴎ являются простым и достаточно дешевым топливом, сырьем для получения большого количества важнейших соединœений. Соединœения, полученные из метана, самого дешевого углеводородного сырья, применяют для получения множества других веществ и материалов. Метан используют как источник водорода в синтезе аммиака, а также для получения синтез-газа (смесь СО и Н2), применяемого для промышленного синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и других органических соединœений. Углеводороды более высококипящих фракций нефти используются как горючее для дизельных, турбореактивных двигателœей, как основа смазочных масел, как сырье для производства синтетических жиров и т. д. Приведем несколько промышленно значимых реакций, протекающих с участием метана. Метан используют для получения хлороформа, нитрометана, кислородсодержащих производных. Спирты, альдегиды, карбоновые кислоты могут образовываться при непосредственном взаимодействии алканов с кислородом исходя из условий проведения реакций (катализатора, температуры, давления):

Как вы уже знаете, углеводороды состава от С5Н12 до С11Н24 входят в бензиновую фракцию нефти и применяются в основном как горючее для двигателœей внутреннего сгорания. Известно, что наиболее ценными компонентами бензина являются изомерные углеводороды, так как они обладают максимальной детонационной устойчивостью. Углеводороды при контакте с кислородом воздуха медленно образуют с ним соединœения - перекиси. Это медленно протекающая свободнорадикальная реакция, инициатором которой является молекула кислорода:

Обратите внимание на то, что гидропероксидная группа образуется при вторичных атомах углерода, которых больше всœего в линœейных, или нормальных, углеводородах. При резком повышении давления и температуры, происходящем в конце такта сжатия, начинается разложение этих перекисных соединœений с образованием большого числа свободных радикалов, которые ʼʼзапускаютʼʼ свободнорадикальную цепную реакцию горения раньше, чем это крайне важно. Поршень еще идет вверх, а продукты горения бензина, которые уже успели образоваться в результате преждевременного поджига смеси, толкают его вниз. Это приводит к резкому уменьшению мощности двигателя, его износу.Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, основной причиной детонации является наличие перекисных соединœений, способность образовывать которые максимальна у линœейных углеводородов.Наименьшей детонационной устойчивостью среди углеводородов бензиновой фракции (С5Н14 - С11Н24) обладает к-гептан. Наиболее устойчив (т. е. в наименьшей степени образует перекиси) так называемый изооктан (2,2,4-триметилпентан). Общепринятой характеристикой детонационной устойчивости бензина является октановое число. Октановое число 92 (к примеру, бензин А-92) означает, что данный бензин обладает теми же свойствами, что и смесь, состоящая из 92% изооктана и 8% гептана. В заключение можно добавить, что использование высокооктанового бензина дает возможность повысить степень сжатия (давление в конце такта сжатия), что приводит к повышению мощности и КПД двигателя внутреннего сгорания.

17. Спирты

Строение Спиртами (или алканолами) называются органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп (групп -ОН), соединœенных с углеводородным радикалом.

По числу гидроксильных групп (атомности) спирты делятся на: ‣‣‣ одноатомные ‣‣‣ двухатомные (гликоли) ‣‣‣ трехатомные.

По характеру углеводородного радикала выделяют следующие спирты: ‣‣‣ предельные, содержащие в молекуле лишь предельные углеводородные радикалы ‣‣‣ непредельные, содержащие в молекуле кратные (двойные и тройные) связи между атомами углерода ‣‣‣ ароматические, т. е. спирты, содержащие в молекуле бензольное кольцо и гидроксильную группу, связанные друг с другом не непосредственно, а через атомы углерода.

Органические вещества, содержащие в молекуле гидрок-сильные группы, связанные непосредственно с атомом углерода бензольного кольца, существенно отличаются по химическим свойствам от спиртов и в связи с этим выделяются в самостоятельный класс органических соединœений - фенолы. К примеру, гидроксибензол фенол. Подробнее со строением, свойствами и применением фенолов мы познакомимся позже. Существуют и полиатомные (многоатомные) спирты , содержащие более трех гидроксильных групп в молекуле. К примеру, простейший шестиатомный спирт гексаол (сорбит).

Следует заметить, что спирты, содержащие две гидроксильные группы при одном атоме углерода, неустойчивы и самопроизвольно разлагаются (подвергаются перегруппировке атомов) с образованием альдегидов и кетонов:

Непредельные спирты, содержащие гидроксильную группу у атома углерода, связанного двойной связью, называются еколами. Нетрудно догадаться, что название этого класса соединœений образовано из суффиксов -ен и -ол, указывающих на присутствие в молекулах двойной связи и гидроксильной группы. Енолы, как правило, неустойчивы и самопроизвольно превращаются (изомеризуются) в карбонильные соединœения - альдегиды и кетоны. Эта реакция обратима, сам процесс называют кето-енольной таутомерией. Так, простейший енол - виниловый спирт чрезвычайно быстро изомеризуется в уксусный альдегид. По характеру атома углерода, с которым связана гидроксильная группа, спирты делятся на: ‣‣‣ первичные, в молекулах которых гидроксильная группа связана с первичным атомомуглерода ‣‣‣ вторичные, в молекулах которых гидроксильная группа связана с вторичным атомом углерода ‣‣‣ третичные, в молекулах которых гидроксильная группа связана с третичным атомом углерода, к примеру: Номенклатура и изомерия При образовании названий спиртов к названию углеводорода, соответствующего спирту, добавляют (родовой) суффикс -ол. Цифрами после суффикса указывают положение гидроксильной группы в главной цепи, а префиксами ди-, три-, тетра- и т. д. - их число:

Начиная с третьего члена гомологического ряда, у спиртов появляется изомерия положения функциональной группы (пропанол-1 и пропанол-2), а с четвертого - изомерияуглеродного скелœета (бутанол-1; 2-метилпропанол-1). Стоит сказать, что для них характерна и межклассовая изомерия - спирты изомерны простым эфирам.

рода, входящий в гидроксильную группу молекул спиртов, резко отличается от атомов водорода и углерода по способности притягивать и удерживать электронные пары. Благодаря этому в молекулах спиртов имеются полярные связи С-О и О-Н. Физические свойства спиртов

Учитывая полярность связи О-Н и значительный частичный положительный заряд, локализованный (сосредоточенный) на атоме водорода, говорят, что водород гидроксильной группы имеет ʼʼкислотныйʼʼ характер.
Размещено на реф.рф
Этим он резко отличается от атомов водорода, входящих в углеводородный радикал. Необходимо отметить, что атом кислорода гидроксильной группы имеет частичный отрицательный заряд и две неподелœенные электронные пары, что дает возможность спиртам образовывать особые, так называемые водородные связи между молекулами. Водородные связи возникают при взаимодействии частично положительно заряженного атома водорода одной молекулы спирта и частично отрицательно заряженного атома кислорода другой молекулы. Именно благодаря водородным связям между молекулами спирты имеют аномально высокие для своей молекулярной массы температуры кипения. Так, пропан с относительной молекулярной массой 44 при обычных условиях является газом, а простейший из спиртов - метанол, имея относительную молекулярную массу 32, в обычных условиях жидкость. Низшие и средние члены ряда предельных одноатомных спиртов, содержащие от одного до одиннадцати атомов углерода, - жидкости. Высшие спирты (начиная с С 12 Н 25 ОН) при комнатной температуре - твердые вещества. Низшие спирты имеют характерный алкогольный запах и жгучий вкус, они хорошо растворимы в воде. По мере увеличения углеводородного радикала растворимость спиртов в воде понижается, и ок-танол уже не смешивается с водой. Химические свойства Свойства органических веществ определяются их составом и строением. Спирты подтверждают общее правило. Их молекулы включают в себя углеводородные и гидроксильные радикалы, в связи с этим химические свойства спиртов определяются взаимодействием и влиянием друг на друга этих групп. Характерные для данного класса соединœений свойства обусловлены наличием гидроксильной группы. 1. Взаимодействие спиртов со щелочными и щелочноземельными металлами. Для выявления влияния углеводородного радикала на гидроксильную группу крайне важно сравнить свойства вещества, содержащего гидроксильную группу и углеводородный радикал, с одной стороны, и вещества, содержащего гидроксильную группу и не содержащего углеводородный радикал, - с другой. Такими веществами бывают, к примеру, этанол (или другой спирт) и вода. Водород гидроксильной группы молекул спиртов и молекул воды способен восстанавливаться щелочными и щелочноземельнымиметаллами (замещаться на них).

С водой это взаимодействие идет значительно активнее, чем со спиртом, сопровождается большим выделœением тепла, может приводить к взрыву. Это различие объясняется электронодонорными свойствами ближайшего к гидроксильной группе радикала. Обладая свойствами донора электронов (+I-эффектом), радикал несколько повышает электронную плотность на атоме кислорода, ʼʼнасыщаетʼʼ его за свой счет, уменьшая тем самым полярность О-Н-связи и ʼʼкислотныйʼʼ характер атома водорода гидроксильной группы в молекулах спиртов по сравнению с молекулами воды. 2. Взаимодействие спиртов с галогеноводородами. Замещение гидроксильной группы на галоген приводит к образованию галогеналканов. К примеру: С2Н5ОН + НВг <-> С2Н5Вг + Н2O Данная реакция обратима. 3. Межмолекулярная дегидратация спиртов - отщепление молекулы воды от двух молекул спирта при нагревании в присутствии водоотнимающих средств

В результате межмолекулярной дегидратации спиртов образуются простые эфиры. Так, при нагревании этилового спирта с серной кислотой до температуры от 100 до 140 °С образуется диэтиловый (серный) эфир.
Размещено на реф.рф
4. Взаимодействие спиртов с органическими и неорганическими кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации):

Реакция этерификации катализируется сильными неорганическими кислотами.К примеру, при взаимодействии этилового спирта и уксус-аой кислоты образуется уксусноэтиловый эфир - этилацетат:

5. Внутримолекулярная дегидратация спиртов происходит при нагревании спиртов в присутствии водоотнимающих средств до более высокой температуры, чем температура межмолекулярной дегидратации. В результате ее образуются алкены. Эта реакция обусловлена наличием атома водорода и гидроксиль-ной группы при сосœедних атомах углерода. В качестве примера можно привести реакцию получения этена (этилена) при нагревании этанола выше 140 °С в присутствии концентрированной серной кислоты. 6. Окисление спиртов обычно проводят сильными окислителями, к примеру дихроматом калия или перманганатом калия в кислой среде. При этом действие окислителя направляется на тот атом углерода, который уже связан с гидроксильной группой. Учитывая зависимость отприроды спирта и условий проведения реакции могут образовываться различные продукты. Так, первичные спирты окисляются сначала в альдегиды, а затем в карбоновые кислоты:

Третичные спирты достаточно устойчивы к окислению. При этом в жестких условиях (сильный окислитель, высокая температура) возможно окисление третичных спиртов, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ происходит с разрывом углерод-углеродных связей, ближайших к гидроксильной группе. 7. Дегидрирование спиртов. При пропускании паров спирта при 200-300 °С над металлическим катализатором, к примеру медью, серебром или платиной, первичные спирты превращаются в альдегиды, а вторичные - в кетоны:

Присутствием в молекуле спирта одновременно нескольких гидроксильных групп обусловлены специфические свойства многоатомных спиртов, которые способны образовывать растворимые в воде ярко-синие комплексные соединœения при взаимодействии со свежеполученным осадком гидроксида меди(II).Одноатомные спирты не способны вступать в эту реакцию. По этой причине она является качественной реакцией на многоатомные спирты. Алкоголяты щелочных и щелочноземельных металлов подвергаются гидролизу при взаимодействии с водой. К примеру, при растворении этилата натрия в воде протекает обратимая реакция С2Н5ОNа + НОН <-> С2Н5ОН + NаОН равновесие которой практически полностью смещено вправо. Это также подтверждает, что вода по своим кислотным свойствам (ʼʼкислотномуʼʼ характеру водорода в гидроксильной группе) превосходит спирты. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, взаимодействие алкоголятов с водой можно рассматривать как взаимодействие соли очень слабой кислоты (в данном случае в данном качестве выступает спирт, образовавший алкоголят) с кислотой более сильной (эту роль здесь играет вода). Спирты могут проявлять основные свойства при взаимодействии с сильными кислотами, образуя соли алкилоксония благодаря наличию неподелœенной электронной пары на атоме кислорода гидроксильной группы:

Реакция этерификации обратима (обратная реакция - гидролиз сложного эфира), равновесие смещается вправо в присутствии водоотнимающих средств.Внутримолекулярная дегидратация спиртов протекает в соответствии с правилом Зайцева: при отщеплении воды от вторичного или третичного спирта атом водорода отрывается от наименее гидрированного атома углерода. Так, дегидратация бутанола-2 приводит к бутену-2, а не бутену-1. Наличие в молекулах спиртов углеводородных радикалов не может не сказаться на химических свойствах спиртов. Химические свойства спиртов, обусловленные углеводородным радикалом, различны и зависят от его характера. Так, всœе спирты горят; непредельные спирты, содержащие в молекуле двойную С=С связь, вступают в реакции присоединœения, подвергаются гидрированию, присоединяют водород, реагируют с галогенами, к примеру, обесцвечивают бромную воду, и т. д. Способы получения 1. Гидролиз галогеналканов. Вы уже знаете, что образование галогеналканов при взаимодействии спиртов с галогено-водородами - обратимая реакция. По этой причине понятно, что спирты бывают получены при гидролизе галогеналканов - реакции этих соединœений с водой. Многоатомные спирты можно получить при г

Способы получения солей - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Способы получения солей" 2017, 2018.

Утверждение о том, что соль есть только абсолютное зло и от неё следует отказаться полностью, является мифом! Конечно, избыточное потребление соли не только вредно, но и опасно для человека!

Ведь соль задерживает влагу в организме и тем самым увеличивает давление и повышает нагрузку на сердечно-сосудистую систему и почки.

Однако, совсем без соли человеку тоже нельзя, уже хотя бы потому, что сама соль участвует в поддержании водного баланса в организме, а также участвует в образовании соляной кислоты (главный компонент желудочного сока)! Скажем больше при катастрофической нехватки соли человек может погибнуть. Считается, что ежедневная норма потребления соли для человека равна 10 грамм.

Ко всему прочему соль значительно повышает вкусовые качества пищи, что будет наиболее ценно в условиях выживания в экстремальной ситуации или продолжительного туристического похода. Кроме того соль — отличнейший консервант! Сырое мясо без холодильника может хранится от нескольких часов до 2-3 дней в зависимости от времени года(в холодную зиму — дольше), тогда как солонина хранится годами. Где же взять соль, если с собой её нет? Давайте поговорим о способах её извлечения:

Соль из золы.

Чтобы добыть соль из золы нам потребуется собственно сама зола, но не любая, а из лиственных пород деревьев (хорошо подойдёт орешник). Следует выбрать сухую древесину и соорудить из нее , который должен гореть до полного прогорания углей, чтобы образовалось как можно больше золы. После чего золу следует собрать в какой-нибудь сосуд, залить кипячёной (тёплой) водой и как следует перемешать. Затем нужно дать содержимому отстояться. Настаиваться зола должна довольно длительное время: не менее трёх — четырёх часов, а лучше больше. По прошествии времени воду из сосуда можно попробовать, она будет солёной! Уже её можно добавить в пищу, однако для большей концентрации лучше выпарить излишки воды, разместив сосуд над костром и помешивая содержимое. Данный метод добычи соли является самым доступным, но требует много времени и наличие лиственных пород дерева.

Соль из земли.

Для следующего метода понадобится определённый тип почв, содержащий легко растворимые соли, а именно: солончак. Встретить солончак можно на лугу, в степи, полупустыне, в лесу и других местах. В России данный тип почв наиболее часто встречается на степных территориях Крыма и на территориях Прикаспийской низменности. Данный вид почв активно препятствует росту растений, а у той немногочисленной растительности, что умудряется расти на солончаке, корешки часто покрываются белым соляным налётом, иногда и сама почва покрывается им.

Если вам удастся обнаружить солончак, выкопайте колодец. Порой грунтовые воды (в зависимости от типа солончака) залегают достаточно высоко, и до них можно добраться, прокапав буквально 1 -2 метра. Вода в таком колодце будет солёной, а если её выпарить, то на дне вашего сосуда останется соль, которую можно соскрести и использовать в пищу.

Солончак в Омской области.

Впрочем, возможно обойтись и без рытья колодца. Достаточно набрать солёного грунта из солончака, наполнив им половину сосуда, оставшуюся половину заполнить водой, и как следует перемешать. Слить воду в другой сосуд, а первый наполнить новой порцией земли, после чего добавить туже самую воду. Менять землю можно до тех пор, пока вода не приобретёт солёный вкус. Потом её нужно обязательно профильтровать, и выпарить чтобы образовалась соль.

Соль из моря.

Тут все просто: выпариваем соль из морской воды.

Надеемся, описанные выше способы были вам интересны и теперь в условиях выживания или в туристическом походе, забыв соль дома, вы сможете добыть её.

© ВЫЖИВАЙ.РУ

Post Views: 9 125