Закономерности, происходящие в веществах, процессы их превращения, при которых происходит изменение их состава и структуры, изучает раздел естествознания — химия. Она занимается явлениями природы, сопровождающими химические изменения вещества, изучает причины и законы управления химическими процессами, а также рассматривает составные части вещества и их применение на практике. Отдельные химические процессы (получение металлов из руд, крашение тканей и др.) использовались еще на заре становления человеческой цивилизации. Позже, в III—IV вв., зародилась алхимия, задачей которой было превращение неблагородных металлов в благородные (золото, серебро). Начиная с эпохи Возрождения химические исследования все в большей мере стали использовать для практических целей (металлургия, стеклоделие, керамика, получение красок и т. д.). Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и структуры. Химический процесс сопровождается изменением состава веществ, их структуры и обязательно энергетическими изменениями в реагирующей системе. Вследствие взаимосвязанности форм движения материи и их взаимопре- 197
вращаемости в результате химических реакций имеет место превращение химической энергии в теплоту, свет и проч. Химия нужна человечеству для того, чтобы из вещества природы получать по возможности все необходимое — металлы, цемент, бетон, керамику, фарфор, стекло, каучук, пластмассы, искусственные волокна, лекарства и многое другое. Основой химической науки является атомно-молекулярное учение (АМУ), закон сохранения материи, периодический закон и теория строения вещества, учение о химическом процессе (кинетика). Химические процессы подчиняются всеобщим законам природы — закону сохранения массы вещества и закону сохранения энергии. Закон сохранения массы вещества открыли М. В. Ломоносов и А. Л. Лавуазье почти независимо друг от друга. Они далеко продвинули развитие химии тем, что при химических реакциях применили физические методы, в частности взвешивание. Закон сохранения массы в химических процессах можно сформулировать так: сумма масс исходных веществ (соединений) равна сумме масс продуктов химической реакции. Например, при разложении воды масса воды будет равна сумме массы водорода и массы кислорода. Из закона сохранения вещества вытекает, что вещество нельзя ни создать из ничего, ни уничтожить совсем. Количественным выражением закона сохранения массы веществ применительно к производственному химическому процессу является материальный баланс, в котором подтверждается, что масса веществ, поступивших на технологическую операцию, равна массе полученных веществ. Закон сохранения энергии действует во всех случаях и повсюду, где одна форма энергии переходит в другую. Несмотря на обилие эмпирического материала о свойствах различных веществ и их соединений, особенностях протекания разнообразных реакций, в химии, до открытия в 1869 г. периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева не существовало той объединяющей концепции, с которой можно было бы объяснить весь накопленный фактический материал. Было бы,
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится бромид натрия выпадет желтоватый осадок бромида серебра. Это качественная реакция на бромид-ион.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится йодид натрия выпадет желтый осадок йодида серебра. Это качественная реакция на йодид-ион.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится хлорид натрия выпадет белый творожистый осадок хлорида серебра. Это качественная реакция на хлорид-ион.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор хлорида бария. В пробирке, где находится сульфат натрия выпадет белый осадок сульфата бария. Это качественная реакция на сульфат-ион.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор щелочи. В пробирке, где находится хлорид цинка выпадет белый осадок гидроксида цинка, который при избытке щелочи растворяется. Это качественная реакция на ион цинка.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор щелочи. В пробирке, где находится сульфат железа (II) выпадет зеленоватый осадок гидроксида железа(II), который со временем буреет. Это качественная реакция на ион железа(2+).
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор хлорида бария. В пробирке, где находится cерная кислота выпадет белый осадок сульфата бария. Это качественная реакция на сульфат-ион.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится хлорид железа(II) выпадет белый творожистый осадок хлорида серебра. Это качественная реакция на хлорид-ион.
Закономерности, происходящие в веществах, процессы их превращения, при которых происходит изменение их состава и структуры, изучает раздел естествознания — химия. Она занимается явлениями природы, сопровождающими химические изменения вещества, изучает причины и законы управления химическими процессами, а также рассматривает составные части вещества и их применение на практике. Отдельные химические процессы (получение металлов из руд, крашение тканей и др.) использовались еще на заре становления человеческой цивилизации. Позже, в III—IV вв., зародилась алхимия, задачей которой было превращение неблагородных металлов в благородные (золото, серебро). Начиная с эпохи Возрождения химические исследования все в большей мере стали использовать для практических целей (металлургия, стеклоделие, керамика, получение красок и т. д.).
Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и структуры. Химический процесс сопровождается изменением состава веществ, их структуры и обязательно энергетическими изменениями в реагирующей системе. Вследствие взаимосвязанности форм движения материи и их взаимопре-
197
вращаемости в результате химических реакций имеет место превращение химической энергии в теплоту, свет и проч. Химия нужна человечеству для того, чтобы из вещества природы получать по возможности все необходимое — металлы, цемент, бетон, керамику, фарфор, стекло, каучук, пластмассы, искусственные волокна, лекарства и многое другое.
Основой химической науки является атомно-молекулярное учение (АМУ), закон сохранения материи, периодический закон и теория строения вещества, учение о химическом процессе (кинетика). Химические процессы подчиняются всеобщим законам природы — закону сохранения массы вещества и закону сохранения энергии. Закон сохранения массы вещества открыли М. В. Ломоносов и А. Л. Лавуазье почти независимо друг от друга. Они далеко продвинули развитие химии тем, что при химических реакциях применили физические методы, в частности взвешивание. Закон сохранения массы в химических процессах можно сформулировать так: сумма масс исходных веществ (соединений) равна сумме масс продуктов химической реакции. Например, при разложении воды масса воды будет равна сумме массы водорода и массы кислорода. Из закона сохранения вещества вытекает, что вещество нельзя ни создать из ничего, ни уничтожить совсем. Количественным выражением закона сохранения массы веществ применительно к производственному химическому процессу является материальный баланс, в котором подтверждается, что масса веществ, поступивших на технологическую операцию, равна массе полученных веществ. Закон сохранения энергии действует во всех случаях и повсюду, где одна форма энергии переходит в другую.
Несмотря на обилие эмпирического материала о свойствах различных веществ и их соединений, особенностях протекания разнообразных реакций, в химии, до открытия в 1869 г. периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева не существовало той объединяющей концепции, с которой можно было бы объяснить весь накопленный фактический материал. Было бы,
три пробирки добавляем соляную кислоту. Там, где находится карбонат натрия выделится углекислый газ. Это качественная реакция на карбонат -ион.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2(газ) + H2O
2Na(+) + CO3(2-) + 2H(+) + 2Cl(-) = 2Na(+) + 2Cl(-) + CO2 + H2O
CO3(2-) + 2H(+) = CO2 + H2O
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится бромид натрия выпадет желтоватый осадок бромида серебра. Это качественная реакция на бромид-ион.
NaBr + AgNO3 = NaNO3 + AgBr(осадок)
Na(+) + Br(-) + Ag(+) + NO3(-) = Na(+) + NO3(-) + AgBr
Br(-) + Ag(+) = AgBr
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится йодид натрия выпадет желтый осадок йодида серебра. Это качественная реакция на йодид-ион.
NaI + AgNO3 = NaNO3 + AgI(осадок)
Na(+) + I(-) + Ag(+) + NO3(-) = Na(+) + NO3(-) + AgI
I(-) + Ag(+) = AgI
№2
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится хлорид натрия выпадет белый творожистый осадок хлорида серебра. Это качественная реакция на хлорид-ион.
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl(осадок)
Na(+) + Cl(-) + Ag(+) + NO3(-) = Na(+) + NO3(-) + AgCl
Cl(-) + Ag(+) = AgCl
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор хлорида бария. В пробирке, где находится сульфат натрия выпадет белый осадок сульфата бария. Это качественная реакция на сульфат-ион.
Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4(осадок)
2Na(+) + SO4(2-) + Ba(2+) + 2Cl(-) = 2Na(+) + 2Cl(-) + BaSO4
SO4(2-) + Ba(2+) = BaSO4
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор щелочи. В пробирке, где находится хлорид цинка выпадет белый осадок гидроксида цинка, который при избытке щелочи растворяется. Это качественная реакция на ион цинка.
ZnCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Zn(OH)2(осадок)
Zn(2+) + 2Cl(-) + 2Na(+) + 2OH(-) = 2Na(+) + 2Cl(-) + Zn(OH)2
Zn(2+) + 2OH(-) = Zn(OH)2
№3.
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор щелочи. В пробирке, где находится сульфат железа (II) выпадет зеленоватый осадок гидроксида железа(II), который со временем буреет. Это качественная реакция на ион железа(2+).
FeSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Fe(OH)2(осадок)
Fe(2+) + SO4(2-) + 2Na(+) + 2OH(-) = 2Na(+) + SO4(2-) + Fe(OH)2
Fe(2+) + 2OH(-) = Fe(OH)2
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор хлорида бария. В пробирке, где находится cерная кислота выпадет белый осадок сульфата бария. Это качественная реакция на сульфат-ион.
H2SO4 + BaCl2 = 2HCl + BaSO4(осадок)
2H(+) + SO4(2-) + Ba(2+) + 2Cl(-) = 2H(+) + 2Cl(-) + BaSO4
SO4(2-) + Ba(2+) = BaSO4
В три пробирки с растворами солей добавляем раствор нитрата серебра. В пробирке, где находится хлорид железа(II) выпадет белый творожистый осадок хлорида серебра. Это качественная реакция на хлорид-ион.
FeCl2 + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2AgCl(осадок)
Fe(2+) + 2Cl(-) + 2Ag(+) + 2NO3(-) = Fe(2+) + 2NO3(-) + 2AgCl
2Cl(-) + 2Ag(+) = 2AgCl
Cl(-) + Ag(+) = AgCl
Подробнее - на -