Хімічні властивості кисню реакції з простими речовинами
Розділ 2 Кисень
21 Хімічні властивості кисню: реакції з простими речовинами. оксиди
Матеріал параграфа допоможе вам:
> Оцінити здатність кисню вступати в реакції з металами і неметалами;
> З'ясувати, що таке реакція сполуки і які з'єднання називають оксидами;
> Навчитися складати формули оксидів і називати ці сполуки.
Хімічні властивості кожного речовини виявляються в хімічних реакціях за його участю.
Кисень - один з найактивніших неметалів. Але при звичайних умовах він реагує з деякими речовинами. Його реакційна здатність істотно зростає з підвищенням температури.
Реакції кисню з простими речовинами. Кисень взаємодіє (як правило - при нагріванні) з більшістю неметалів і майже з усіма металами.
Реакція з вуглецем (вугіллям). Відомо, що вугілля, нагрітий на повітрі до високої температури, загоряється. Це свідчить про протікання хімічної реакції речовини з киснем.
Основним продуктом згоряння вугілля є вуглекислий газ СО2. Вугілля - це суміш багатьох речовин. Масова частка вуглецю в ньому перевищує 80%. Вважаючи, що вугілля складається тільки з атомів Карбону, напишемо відповідну хімічне рівняння:
Вуглекислий газ може містити домішки чадного газу - продукту іншої реакції:
Прості речовини вуглецю графіт і алмаз (їх узагальнена хімічна назва - вуглець) взаємодіють з киснем так само, як і вугілля.
Реакцію, в якій беруть участь кілька речовин, а утворюється одна, називають реакцією поєднання.
Реакція з воднем. Якщо газ водень, який утворюється під час відповідної реакції в пробірці і виходить в повітря через тонку газовідвідну трубку, підпалити, то він горить ледь помітним полум'ям. Єдиним продуктом такої реакції є вода. Це можна довести, помістивши над полум'ям скляну пластинку. На пий будуть з'являтися крапельки води внаслідок конденсації водяної пари.
► Складіть рівняння реакції горіння водню.
Суміш водню з повітрям або киснем при підпалюванні вибухає.
Реакція з сіркою. Таке хімічне перетворення здійснює кожен, коли запалює сірник; сірка входить до складу головки сірника. У лабораторії реакцію кисню з сіркою проводять у витяжній шафі. Невелика кількість сірки (рис. 61, а) нагрівають в залізній ложці. Речовина спочатку плавиться, а потім загоряється в результаті взаємодії з киснем повітря і горить ледь помітним блакитним полум'ям (рис. 61, б). З'являється різкий запах продукту реакції - сірчистого газу (цей запах ми відчуваємо в момент загоряння сірники). Хімічна формула сірчаного газу ЅО2. а рівняння реакції -
Якщо ложку з сіркою, що горить, помістити в посудину з киснем, то сірка буде горіти яскравим полум'ям (рис. 61, в), ніж на повітрі. Це і зрозуміло, адже чистий кисень, на відміну від повітря, містить лише молекули О2.
Мал. 61. Сірка (а) і її горіння на повітрі (б) і в кисні (в)
Реакція з магнієм. Раніше цю реакцію використовували фотографи для створення миттєвого потужного освітлення ( «магнієва спалах») під час фотозйомки. У хімічній лабораторії відповідний досвід проводять так. Металевим пінцетом беруть магниевую стрічку і підпалюють на повітрі. Магній горить сліпуче-білим полум'ям (рис. 62). В результаті реакції утворюється біла тверда речовина - з'єднання Магнію з оксигенів.
► Складіть рівняння реакції магнію з киснем.
Мал. 62. Магній (а) і його горіння на повітрі (б)
Реакція з залізом. Сильно розігріте залізо в чистому кисні горить. Досвід по спалюванню леза або сталевий пружинки є дуже ефектним. На пружинці закріплюють сірник (рис. 63). Потім пружинку затискають в лабораторних щипцях. Сірник направляють головкою вниз і підпалюють. Коли полум'я досягне пружинки, її відразу переносять в стакан з киснем. Дно посуду попередньо засипають шаром піску, щоб на скло не потрапили краплі розплавленого металу. Пружинка згорає в кисні, розкидаючи іскри на всі боки (це нагадує процес зварювання металу):
Мал. 63. Горіння сталевий пружинки в кисні
Формулу продукту реакції можна записати і так: FeO ∙ Fe2 О3. Точка між двома хімічними формулами означає, що це не суміш з'єднань Заліза, а одна, індивідуальна з'єднання. Її поширена назва - залізна окалина.
Реакція з міддю. Якщо нагрівати на повітрі мідну дротінку або пластинку з очищеним до блиску поверхнею, то побачимо поступову зміну її темно-червоного ( «мідного») кольору на темно-сірий. Такий колір мас плівка з'єднання купрумом з оксигенів, що утворюється на металі в результаті реакції
Оксиди. Продуктами всіх реакцій, розглянутих в параграфі, є бінарні сполуки елементів з оксигенів.
З'єднання, утворену двома елементами, одним з яких є Кисень, називають оксидом.
Склад майже всіх оксидів відповідає загальній формулі Еm Аn. в якій індекс т може приймати значення 1 або 2.
Кожен оксид має хімічну назву, а деякі - ще й традиційні, або тривіальні 1. назви (табл. 3). Хімічна назва оксиду складається з двох слів. Першим словом є назва відповідного елемента, а другим - слово «оксид». Якщо елемент має змінну валентність, то він може утворювати кілька оксидів. Зрозуміло, що їх назви повинні відрізнятися. Для цього після назви елемента вказують (без відступу) римською цифрою в дужках значення його валентності в оксиді. Приклад такої назви з'єднання: хром () оксид (читається «хром-три-оксид»).
Формули і назви деяких оксидів
У хімічних назвах оксидів схиляється тільки друге слово: магній оксиду, ферум (ІІІ) оксидом.
Якщо елемент проявляє змінну валентність, то оксид, в якому значення валентності цього елемента є для нього максимальним, називають вищим. Вищий оксид вуглецю - сполука з формулою СО2.
Кисень - хімічно активна речовина. Він взаємодіє з більшістю простих речовин. Продуктами таких реакцій є з'єднання елементів з оксигенів - оксиди.
Реакції, в результаті яких з декількох речовин утворюється одна, називають реакціями з'єднання.
1 Слово походить від латинського trivialis - звичайний.
156. У чому полягає різниця реакції з'єднання і розкладання?
157. Виберіть серед наведених формул ті, які відповідають оксидам: А2?
158. Встановіть відповідність:
а) ферум (III) оксид;
б) ферум (II, III) оксид;
в) ферум (II) оксид.
159. Дайте хімічні назви оксидів з такими формулами: NO, ТЕ2 O3. Cu2 O, Cl2 O7. V2 O5, СгО3. Зверніть увагу на те. що елементи, які утворюють ці оксиди, мають змінну валентність.
160. Запишіть формули плюмбум (IV) оксид, хром (III) оксиду, хлор (І) оксиду, осмій (VIII) оксиду.
161. Допишите формули простих речовин в схемах реакцій і складіть хімічні рівняння:
162. Назвіть всі можливі значення індексу n в загальній формулі оксидів Еm On. якщо: а) m = 1; б) m = 2.
163. Обчисліть масову частку Кисню в бор оксиді.
164. Дві колби заповнили киснем. В одній колбі спалили магній, взятий в надлишку, а в іншій - надлишок сірки. Під час горіння речовин судини були герметично закриті. В якій колбі утворився вакуум? Відповідь поясніть.