Курсовая работа: Разработка тестовых заданий к допуску и защите лабораторных работ по химии для студентов химичес

3. Наиболее активные металлы взаимодействуют с молекулярным кислородом при повышенных температурах с образованием пероксидов: Sr + O₂ = SrO₂ .

4. Оксиды активных металлов образуют бесцветные растворы, тогда как оксиды большинства переходных металлов окрашены и практически нерастворимы. Водные растворы оксидов металлов проявляют основные свойства и являются гидроксидами, содержащими OH-группы, а оксиды неметаллов в водных растворах образуют кислоты, содержащие ион H⁺ .

5. Металлы и неметаллы A-подгрупп образуют оксиды со степенью окисления, соответствующей номеру группы, например, Li, Be и B образуют, Be^II O и B₂ ^III O₃ , а неметаллы IVA–VIIA подгрупп C, N, S, Cl образуют C^IV O₂ , N^V ₂ O₅ , S^VI O₃ , Cl^VII ₂ O₇ . Номер группы элемента коррелирует только с максимальной степенью окисления, так как возможны оксиды и с более низкими степенями окисления элементов. В процессах горения соединений типичными продуктами являются оксиды, например: 2H₂ S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂ O

Углеродсодержащие вещества и углеводороды при слабом нагревании окисляются (сгорают) до CO₂ и H₂ O. Примерами таких веществ являются топлива – древесина, нефть, спирты (а также углерод – каменный уголь, кокс и древесный уголь). Типичные уравнения для процессов горения таковы:

а) древесина (целлюлоза):

(C₆ H₁₀ O₅ )_n + 6n O₂ =6n CO₂ + 5n H₂ O + тепловая энергия

б) нефть или газ (бензин C₈ H₁₈ или природный газ CH₄ ):

CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂ O + тепловая энергия

в) спирт:

C₂ H₅ OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂ O + тепловая энергия

г) углерод (каменный или древесный уголь, кокс):

2C + O₂ = 2CO + тепловая энергия

Вода (оксид водорода). Важность воды H₂ O как в лабораторной практике для химических реакций, так и в процессах жизнедеятельности требует особого рассмотрения этого вещества. Как уже упоминалось, при прямом взаимодействии кислорода и водорода в условиях, например, искрового разряда происходят взрыв и образование воды, при этом выделяется 143 кДж/(моль H₂ O).

Молекула воды имеет почти тетраэдрическое строение, угол H–O–H равен 10430. Связи в молекуле частично ионные (30%) и частично ковалентные с высокой плотностью отрицательного заряда у кислорода и соответственно положительных зарядов у водорода:

Из-за высокой прочности связей H–O ион водорода с трудом отщепляется от кислорода и вода проявляет очень слабые кислотные свойства. Многие свойства воды определяются распределением зарядов. Например, молекула воды образует с ионом металла гидрат:

Одну электронную пару вода отдает акцептору, которым может быть H⁺ :

Молекулы воды связываются друг с другом в большие агрегаты (H₂ O)_x слабыми водородными связями (энергия связи ~21 кДж)

Вода в такой системе водородных связей подвергается диссоциации в очень слабой степени, достигающей концентрации 10^–7 моль/л. Очевидно, расщепление связи, показанное квадратными скобками, приводит к образованию гидроксид-иона OH^– и иона гидроксония H₃ O⁺ :

Пероксид водорода. Другим соединением, состоящим только из водорода и кислорода, является пероксид водорода H₂ O₂ . Название «пероксид» принято для соединений, содержащих связь –O–O–. Пероксид водорода имеет строение асимметрично изогнутой цепи:

Пероксид водорода получают по реакции пероксида металла с кислотой

BaO₂ + H₂ SO₄ = BaSO₄ + H₂ O₂

Концентрированный раствор H₂ O₂ может быть получен специальными методами дистилляции. Пероксид водорода используют как окислитель в двигателях ракет. Разбавленные растворы пероксида служат антисептиками, отбеливателями и мягкими окислителями.

2.2. Сера

Формы нахождения серы в природе разнообразны. Иногда она встречается в самородном состоянии, но основная ее масса связана с металлами в составе различных минералов, которые могут быть разбиты на две большие группы: сернистых и сернокислых соединений. Из минералов первого типа особое значение для технологии серы имеет пирит (FeS₂ ). К минералам второго типа относится, например, гипс (CaSO₄ . 2Н₂ О).