-->
|
|
|
Õèìèÿ 8 êëàññ ñ ÃÄÇ. Ãàáðèåëÿí ÃÄÇ 8 êëàññ§ 32. Ðåàêöèè çàìåùåíèÿÏîçíàêîìèìñÿ ñ òðåòüèì òèïîì ðåàêöèé — ðåàêöèÿìè çàìåùåíèÿ. Ïîâòîðèì îïûò çàìå÷àòåëüíîãî àíãëèéñêîãî õèìèêà — ëîðäà Ã. Êàâåíäèøà. Íàëü¸ì â ïðîáèðêó 2—3 ìë ñîëÿíîé êèñëîòû, à çàòåì ïîìåñòèì â íå¸ 2—3 ãðàíóëû (îò ãðå÷. ãðàíóëà — ç¸ðíûøêî) öèíêà. Çàìåòèì âûäåëåíèå ãàçà. Íàêðîåì íà 3—4 ñ ïðîáèðêó-ðåàêòîð, â êîòîðîé ïðîòåêàåò ðåàêöèÿ, äðóãîé ïðîáèðêîé áîëüøåãî äèàìåòðà è ñîáåð¸ì â íå¸ âûäåëÿþùèéñÿ ãàç (ìåòîäîì âûòåñíåíèÿ âîçäóõà). Ýòî âîçìîæíî ïîòîìó, ÷òî âûäåëÿþùèéñÿ â ðåçóëüòàòå ýòîé ðåàêöèè ãàç — âîäîðîä — ãîðàçäî ëåã÷å âîçäóõà. Ïðèïîäíÿâ ïðîáèðêó ñ âîäîðîäîì íàä ïðîáèðêîé-ðåàêòîðîì, áûñòðî ïîäíåñ¸ì å¸ îòâåðñòèå ê ïëàìåíè ãîðåëêè. Ðàçäàñòñÿ âçðûâ, ñîïðîâîæäàþùèéñÿ õàðàêòåðíûì «ëàþùèì» çâóêîì. Ýòî âçðûâàåòñÿ ñìåñü âîäîðîäà ñ âîçäóõîì, êîòîðóþ îáðàçíî íàçûâàþò «ãðåìó÷èì ãàçîì». Òî÷íåå, òàê íàçûâàþò ñìåñü 2 îáú¸ìîâ âîäîðîäà è 1 îáú¸ìà êèñëîðîäà. Åñëè æå çàêðûòü îòâåðñòèå ïðîáèðêè-ðåàêòîðà ïàëüöåì è ÷åðåç 5—10 ñ ïîñëå òîãî, êàê ïî÷óâñòâóåòñÿ äàâëåíèå ñîáðàííîãî â âåðõíåé ÷àñòè ïðîáèðêè ãàçà íà ïàëåö, óáðàòü åãî ñ îäíîâðåìåííûì ïîäíåñåíèåì ê îòâåðñòèþ ãîðÿùåé ñïè÷êè, òî ðàçäàñòñÿ ë¸ãêèé õëîïîê — ðåçóëüòàò ñãîðàíèÿ ÷èñòîãî âîäîðîäà. Åñëè íåñêîëüêî êàïåëü æèäêîñòè, ïîëó÷åííîé â ðåçóëüòàòå ðåàêöèè ìåæäó öèíêîì è ñîëÿíîé êèñëîòîé, ïîìåñòèòü íà ÷àñîâîå ñòåêëî è âûïàðèòü, òî ìîæíî çàìåòèòü îáðàçîâàíèå êðèñòàëëèêîâ ñîëè — õëîðèäà öèíêà. Ñîñòàâèì óðàâíåíèå ðåàêöèè öèíêà ñ ñîëÿíîé êèñëîòîé:
è, íàêîíåö,
Àíàëîãè÷íóþ ðåàêöèþ ìîæíî ïðîâåñòè è ñ äðóãèì ìåòàëëîì — àëþìèíèåì:
Ñ ðàñòâîðîì ñåðíîé êèñëîòû öèíê è àëþìèíèé îáðàçóþò óæå äðóãèå ñîëè — ñóëüôàòû, íàïðèìåð:
Âñå ëè ìåòàëëû âçàèìîäåéñòâóþò ñ êèñëîòàìè ñ îáðàçîâàíèåì ñîëè è âîäîðîäà? Îáðàòèìñÿ ê ýêñïåðèìåíòó. Íàëü¸ì â ÷åòûðå îäèíàêîâûå ïðîáèðêè ðàâíûå îáú¸ìû ñîëÿíîé êèñëîòû è ïîìåñòèì â íèõ ðàçíûå ìåòàëëû: â 1-þ — êóñî÷åê êàëüöèÿ, âî 2-þ — ìàãíèÿ, â 3-þ — öèíêà, à â 4-þ — ìåäè (ðèñ. 104). Íåòðóäíî çàìåòèòü, ÷òî èíòåíñèâíîñòü âûäåëåíèÿ âîäîðîäà áóäåò óìåíüøàòüñÿ îò êàëüöèÿ ê öèíêó, à â ïðîáèðêå ñ ìåäüþ ãàç âîîáùå íå âûäåëÿåòñÿ — òàì íå ïðîèñõîäèò ðåàêöèÿ.
Äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ âîçìîæíîñòè ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèé ìåæäó ìåòàëëàìè è êèñëîòàìè îáðàòèìñÿ ê òàê íàçûâàåìîìó ðÿäó àêòèâíîñòè (íàïðÿæåíèé) ìåòàëëîâ: Li, Ê, Âà, Ñà, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Au. Ïî÷åìó æå â ðÿä ìåòàëëîâ ïîïàë íåìåòàëë — âîäîðîä? Îêàçûâàåòñÿ, êàæäûé èç ìåòàëëîâ, ðàñïîëîæåííûõ â ðÿäó àêòèâíîñòè ìåòàëëîâ äî âîäîðîäà, ñïîñîáåí âûòåñíÿòü åãî èç ðàñòâîðîâ êèñëîò. À âîò ìåäü ñ
ñîëÿíîé êèñëîòîé íå âçàèìîäåéñòâóåò è ïîýòîìó íàõîäèòñÿ â ðÿäó àêòèâíîñòè Mìåòàëëîâ ïîñëå âîäîðîäà.  ïðîáèðêå ñ ýòèì ìåòàëëîì è ñîëÿíîé êèñëîòîé ðåàêöèè íå íàáëþäàëîñü. MÀíàëîãè÷íî íå áóäóò âûòåñíÿòü âîäîðîä èç ðàñòâîðîâ êèñëîò ðòóòü, ñåðåáðî è çîëîòî. Ðÿä àêòèâíîñòè ìåòàëëîâ ìîæíî òàêæå èñïîëüçîâàòü äëÿ ïðîãíîçèðîâàíèÿ âîçìîæíîñòè ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèé âûòåñíåíèÿ îäíèõ ìåòàëëîâ èç ðàñòâîðîâ èõ ñîëåé äðóãèìè. Îáðàòèìñÿ ê ýêñïåðèìåíòó: ïîìåñòèì â õèìè÷åñêèé ñòàêàí ñ ðàñòâîðîì ñóëüôàòà ìåäè (II) áîëüøîé æåëåçíûé ãâîçäü. Óæå ÷åðåç 2—3 ìèí ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî òà ÷àñòü ãâîçäÿ, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ â ðàñòâîðå, ïîêðûëàñü êðàñíûì íàë¸òîì âûäåëèâøåéñÿ ìåäè (ðèñ. 105). Ïðî- èçîøëà ðåàêöèÿ, óðàâíåíèå êîòîðîé:
Öèíê âçàèìîäåéñòâóåò ñ ðàñòâîðàìè ñîëåé ìåäè è ñåðåáðà, íî íå ìàãíèÿ èëè öèíêà (ðèñ. 106).
Äëÿ òîãî ÷òîáû ðåàêöèÿ ìåæäó ìåòàëëîì è ðàñòâîðîì ñîëè áûëà ïðàêòè÷åñêè îñóùåñòâèìà, íåîáõîäèìî âûïîëíåíèå ñëåäóþùåãî óñëîâèÿ: ìåòàëë äîëæåí ðàñïîëàãàòüñÿ â ðÿäó àêòèâíîñòè ìåòàëëîâ ëåâåå ìåòàëëà, âõîäÿùåãî â ñîëü, ò. å. áûòü àêòèâíåå ìåòàëëà ñîëè. Ïîýòîìó ìåäü íå âñòóïàåò Mâ ðåàêöèþ ñ ðàñòâîðîì ñîëè ñâèíöà èëè æåëåçà, íî çàòî âûòåñíÿåò ñåðåáðî èç ðàñòâîðà íèòðàòà ñåðåáðà (ðèñ. 107): Ñu + 2AgNO3(p.p) = = Cu(NO3)2(p.p) + 2Ag. Âñå ðàññìîòðåííûå âûøå ðåàêöèè îòíîñÿò ê ðåàêöèÿì çàìåùåíèÿ. Íåòðóäíî çàìåòèòü, ÷òî ýòè ðåàêöèè ïðîòåêàþò ìåæäó äâóìÿ èñõîäíûìè âåùåñòâàìè, îäíî èç êîòîðûõ ïðîñòîå, à äðóãîå — ñëîæíîå, à â ðåçóëüòàòå ïîëó÷àþòñÿ äâà íîâûõ âåùåñòâà — íîâîå ïðîñòîå è íîâîå ñëîæíîå.
1. Îáðàòèòåñü ê ýëåêòðîííîìó ïðèëîæåíèþ. Èçó÷èòå ìàòåðèàë óðîêà è âûïîëíèòå ïðåäëîæåííûå çàäàíèÿ. 2. Íàéäèòå â Èíòåðíåòå ýëåêòðîííûå àäðåñà, êîòîðûå ìîãóò ñëóæèòü äîïîëíèòåëüíûìè èñòî÷íèêàìè, ðàñêðûâàþùèìè ñîäåðæàíèå êëþ÷åâûõ ñëîâ è ñëîâîñî÷åòàíèé ïàðàãðàôà. Ïðåäëîæèòå ó÷èòåëþ ñâîþ ïîìîùü â ïîäãîòîâêå íîâîãî óðîêà — ñäåëàéòå ñîîáùåíèå ïî êëþ÷åâûì ñëîâàì è ñëîâî-ñî÷åòàíèÿì ñëåäóþùåãî ïàðàãðàôà.
1. Êàêèå ðåàêöèè íàçûâàþò ðåàêöèÿìè çàìåùåíèÿ? Ñðàâíèòå èõ ñ ðåàêöèÿìè ñîåäèíåíèÿ è ðàçëîæåíèÿ. 2. Çàïèøèòå óðàâíåíèÿ ñëåäóþùèõ ðåàêöèé çàìåùåíèÿ:
3. Ðàññ÷èòàéòå îáú¸ì âîäîðîäà (í. ó.), êîòîðûé îáðàçóåòñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèè 1,5 ìîëü àëþìèíèÿ ñ ñîëÿíîé êèñëîòîé. Êàêîå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà õëîðîâîäîðîäà ïîòðåáóåòñÿ äëÿ ýòîé ðåàêöèè? 4. Îïðåäåëèòå îáú¸ì âîäîðîäà (í. ó.), êîòîðûé ïîòðåáóåòñÿ äëÿ çàìåùåíèÿ âñåé ìåäè èç 640 ìã îáðàçöà îêñèäà ìåäè (II), ñîäåðæàùåãî 25% ïðèìåñåé. 5. Íàéäèòå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà ñåðåáðà, êîòîðîå âûäåëèòñÿ íà ìåäíîé ïëàñòèíêå, ïîìåù¸ííîé â 169 ã 2,5%-ãî ðàñòâîðà íèòðàòà ñåðåáðà, åñëè èñõîäèòü èç ïðåäïîëîæåíèÿ, ÷òî âñÿ ñîëü âñòóïèò â ðåàêöèþ.
|
|
|