Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі



I СЕМЕСТР

Тема 1. НЕМЕТАЛІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ ТА ЇХНІ СПОЛУКИ (18 год.)

УРОК 11

Тема уроку. Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

Цілі уроку: розширити знання учнів про кислотні оксиди на прикладі сульфур(IV) і сульфур(VI) оксидів, нітроген(ІІ) і нітроген(IV) оксидів, фосфор(V) оксиду, карбон(ІІ) і карбон(IV) оксидів, силіцій(IV) оксиду, порівняти їх фізичні й хімічні властивості; формувати знання учнів про кислотний характер оксидів і гідратів оксидів неметалів; розкрити сутність поняття “кислотні

дощі”, розвивати екологічні знання учнів.

Тип уроку: комбінований урок засвоєння знань, умінь і навичок і творчого застосування їх на практиці.

Форми роботи: навчальна лекція, фронтальна робота з опорною схемою, повідомлення учнів, демонстраційний експеримент.

Обладнання: періодична таблиця хімічних елементів, таблиця розчинності.

Демонстрація 2. Одержання карбон(IV) оксиду.

Демонстрація 3. Гідратація фосфор(V) і карбон(IV) оксидів, дослідження розчинів індикатором.

Лабораторний дослід 1. Взаємодія карбон(IV) оксиду з кальцій гідроксидом.

ХІД УРОКУ

I. Організація класу

II. Перевірка

домашнього завдання, актуалізація опорних знань

1. Згадайте умови взаємодії азоту й фосфору з киснем.

2. На підставі будови атомів Нітрогену й Фосфору, Сульфуру й Карбону зробіть припущення щодо того, оксиди з яким ступенем окиснення вони можуть утворювати.

N2O

NO

N2O3

NO2

N2O 5

SO2

SO3

CO

CO2

3. Назвіть ці оксиди за сучасною номенклатурою.

4. Використайте раніше набуті знання про оксиди й запропонуйте, які властивості мають бути властиві нітроген(ІІ) і нітроген(IV) оксидам, фосфор(V) оксиду, карбон(II) і карбон(IV) оксидам.

5. Порівняємо фізичні й хімічні властивості оксидів і заповнимо порівняльну таблицю (схема до уроку 11).

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

1. Порівняльна характеристика сульфур(ІV) і сульфур(VІ) оксидів (заповнення схеми)

Загальна формула оксидів елементів VI групи, що утворюються в процесі горіння,- EO2.

Сульфур(IV) оксид

SO2 – сірчистий газ, отруйний, один з найпоширеніших продуктів вулканічних вивержень. Серед діючих вулканів найбільше його міститься у викидах найвищого вулкана Камчатки – Ключевської Сопки. Від цього газу, що вирвався з кратера вулкана Везувій під час його катастрофічного виверження в 79 р. н. е., загинув знаменитий натураліст Пліній Старший.

SO2 виділяється навіть із давно згаслих вулканів, наприклад на північному схилі Ельбрусу.

Фізичні властивості

SO2 – безбарвний газ із різким задушливим запахом, за температури -10 °С скраплюється в безбарвну рідину, яку зберігають у сталевих цистернах. Рідкий SO2 в разі випару спричиняє тривале охолодження (до -50 °С), тому застосовується в деяких холодильних установках. Добре розчиняється у воді (80 об’ємів SO2 на 1 об’єм H2O ), але в разі кип’ятіння розчину повністю випаровується.

Одержання

– У лабораторії:

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

– У промисловості:

4FeS2 + 11O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2Fe2O3 + 8SO2 (випал сульфуровмісних мінералів)

Хімічні властивості

Проявляє всі властивості кислотного оксиду:

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

Активний, проявляє властивості й окисника, і відновника:

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

Застосування

1) SO2 вбиває багато мікроорганізмів, його використовують для знищення цвілевих грибків у сирих приміщеннях, підвалах, винних чанах тощо.

2) Консервувальний засіб, у виробництві сиропів і сухофруктів зі свіжих фруктів – процес сульфітизації (окурювання або вимочування у водному розчині). Під час подальшої обробки (варіння) SO2 видаляється й у готовий продукт не потрапляє.

3) Лікування свійських тварин від корости.

4) Відбілювання тканин.

Сульфур(VI) оксид

SO3 – безбарвна рідина, твердне за t° < 16,8 °С на світлу кристалічну масу, схожу на мед. Це льодоподібна модифікація (SO3), що в процесі зберігання поступово перетворюється на іншу – аз – бестоподібну (SO3), яка за зовнішнім виглядом нагадує азбест. Через неоднаковий склад азбестоподібна модифікація не має певної температури плавлення.

Хімічні властивості

Надто добре поглинає вологу, тому зберігається в ампулах. Кислотний оксид.

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

Способи одержання

– У промисловості:

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

– У лабораторії – з олеуму.

Застосування

Виробництво H2SO4, олеуму (розчин SO3 в H2SO4).

2. Оксиди Нітрогену, їх характеристика

Під час грози (блискавка – t° > 1200 °С) утворюється нітроген(ІІ) оксид:

N2 + O2 + 43 ккал Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2NO

NO – безбарвний газ, малорозчинний у воді, не взаємодіє з водою, кислотами й лугами. У результаті подальшого окиснення з NO можна одержати NO2:

2NO + O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2NO2 + 27 ккал (н. у.)

NO2 – бурий газ, Ткип = 21 °С, розчинний у воді, у звичайному стані:

2NO2 (t° > 140 °C) Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі N2O4 (t° < 140 °C)

За t°< 140 °C (температура замерзання) – майже суцільний N2O4.

NO2 – сильний окисник. Вугілля, сірка й фосфор легко згоряють у ньому:

2NO2 + 2C Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2CO2 + N2

4NO2 + 2H2O + O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 4HNO3 + Q

Інші оксиди не можна одержати шляхом взаємодії азоту з киснем, тільки непрямим шляхом.

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

N2O – безбарвний газ зі слабким приємним запахом і солодким смаком. У воді розчиняється, але не взаємодіє з нею. Розкладається внаслідок нагрівання.

2N2O Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2N2 + O2 + 35 ккал (> 500 °С)

За підвищеної температури N2O – сильний окисник.

Вдихання N2O разом з повітрям спричиняє характерний стан сп’яніння, що супроводжується ослабленням больових відчуттів.

N2Ob – білий, твердий, леткий.

N2O5 + H2O Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2HNO3 + Q

Азотний ангідрид, що відповідає HNO3, нестійкий і може бути одержаний у результаті окиснення нітроген(IV) оксиду.

2NO2 + O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі N2O5 + O2 + 60 ккал

O2N – O – NO2 нестійкий і вже за н. у. розкладається на NO2 і O2.

N2O5 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі NO2 + O2

(Розставте коефіцієнти в рівнянні методом електронного балансу.)

3. Оксиди Фосфору

Оксиди Фосфору одержують у результаті горіння фосфору.

P2O5 – фосфорний ангідрид, у разі нестачі кисню – P2O3 (фосфористий ангідрид).

4P + 5O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2P2O5 (червоний під час нагрівання, білий за н. у.)

4P + 3O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2P2O3 (біла кристалічна маса)

P2O3 + O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі P2O5 – унаслідок нагрівання й на повітрі P2O3 окислюється до P2O3

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

4. Карбон(ІІ) і карбон(ІV) оксиди, силіцій(ІV) оксид

CO2 – карбон(IV) оксид, вуглекислий газ.

O = C = O – лінійна структура.

Безбарвний газ, важчий за повітря, має кислуватий запах і смак.

За тиску 60 атм згущається в безбарвну рідину. У разі сильного охолодження CO2 застигає в білу снігоподібну масу. Спресована, вона повільно випаровується, і навколишній простір дуже охолоджується (-78 °С). “Сухий лід” не підтримує горіння, не горить.

В атмосфері CO2 горять лише деякі речовини:

CO2 + 2Mg Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2MgO + C +194 ккал

В атмосфері міститься близько 0,03 % (за об’ємом) CO2 (в атмосфері Венери – 97 %).

У воді розчинний:

H2O + CO2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі H2CO3

Застосування: газування води й напоїв, зарядка вогнегасників, “сухий лід” та ін.; усунення хмарності над аеродромами (1 км3 хмари – 200 г “сухого льоду”, що спричиняє кристалізацію води, утворення снігу).

ТО – карбон(ГГ) оксид – чадний газ (заповнення порівняльної таблиці в схемі).

За нестачі кисню протікає реакція:

2C + O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2CO

У результаті взаємодії CO2 з розпеченим вугіллям:

CO2 + C + 41 ккал Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2CO

Блакитний вогник – полум’я СО, що далі згоряє в повітрі:

2CO + O2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі 2CO2 + 572 ккал (загоряється за температури близько 700 °С)

СО – безбарвний газ без запаху, малорозчинний у воді, не взаємодіє з нею. Не реагує з лугами й кислотами, надзвичайно отруйний. Несолетворний оксид. Проявляє відновні властивості за підвищених температур:

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

Горіння вугілля – складний процес, коли одночасно протікають кілька паралельних реакцій:

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

Застосування

СО – у генераторному газі, у металургії для відновлення металів. SiO2 – силіцій(IV) оксид – безбарвна, тверда, тугоплавка речовина. Відмінність SiO2 від CO2 пояснюється відмінностями в кристалічних гратках: у CO2 – молекулярна, у SiO2 – атомна.

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

В атома Силіцію радіус більший, ніж радіус атома Карбону, він може розмістити чотири атоми Оксигену, напрямок – до вершин тетраедра.

Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі

У воді практично не розчиняється.

Кислотний оксид, з водою не взаємодіє, але реагує з лугами в процесі сплавлення:

2NaOH + SiO2 Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі Na2SiO3 + H2O

IV. Первинне застосування отриманих знань

1. Лабораторний дослід

1. Взаємодія карбон(IV) оксиду з кальцій гідроксидом

2. Групова робота

Складіть за планом (див. таблицю) порівняльну характеристику:

А) сульфур(IV) і сульфур(VI) оксидів;

Б) нітроген(II) і нітроген(IV) оксидів;

В) карбон(ІІ) і карбон(IV) оксидів.

V. Підбиття підсумків уроку

Термін “кислотний дощ” з’явився в середині XIX ст., коли британські вчені помітили, що забруднення повітря в промислово розвиненій центральній Англії призвело до випадіння більш кислих, ніж звичайно, дощів. Але тільки в другій половині XX ст. стало зрозуміло, що кислотні дощі несуть у собі загрозу навколишньому середовищу.

Слід сказати, що звичайний дощ є кислим сам по собі, навіть за відсутності заводів. Це відбувається через те, що в процесі формування й випадання дощові краплі розчиняють вуглекислий газ, який міститься в повітрі, і реагують з ним з утворенням карбонатної кислоти (H2CO3). Чистий дощ, що проходить крізь незабруднене повітря, є водним розчином з рН = 5,6 (до моменту удару об землю). Основна причина випадіння кислотних дощів – діяльність людини. Однак є й природні причини, починаючи з виверження вулканів і розрядів блискавки й закінчуючи життєдіяльністю бактерій. Загалом, навіть якби ми закрили всі фабрики й припинили використовувати легкові й вантажні автомобілі, значення рН дощу однаково дорівнювало б приблизно 5,0. Тому наразі прийнято вважати дощ кислотним, якщо його рН нижчий від 5,0.

У сучасному промисловому світі надлишкова кислотність дощу зумовлена в основному наявністю двох речовин:

– Оксиди Сульфуру. Ці сполуки потрапляють до атмосфери природним шляхом під час виверження вулканів, але значна частина атмосферних оксидів Сульфуру утворюється в результаті спалювання природного палива. Вугілля й нафта містять незначну кількість сірки. У результаті спалювання цих видів палива в атмосферу потрапляє Сульфур у сполученні з Оксигеном. Розчиняючись у дощових краплях, оксиди Сульфуру утворюють сульфуровмісні кислоти.

– Оксиди Нітрогену. За досить високої температури азот, що міститься в повітрі, з’єднується з киснем з утворенням оксидів Нітрогену. У природі це може відбутися під час розряду блискавки, але основна частина оксидів утворюється внаслідок спалювання бензину у двигунах внутрішнього згоряння (наприклад, в автомобілях) або вугілля. У результаті розчинення цих речовин у крапельках води утворюються нітрогеновмісні кислоти.

Отже, дощі стають кислотними внаслідок вимивання з повітря сполук Сульфуру й Нітрогену. Це явище має кілька наслідків, згубних для природи. Наприклад, чимало історичних будівель Європи зведені з вапняку – будівельного матеріалу, що реагує з кислотою. Із часом кислотні дощі буквально роз’їдають поверхню цих будинків. Унаслідок випадання кислотних дощів також відбувається закислення грунту, погіршуються умови існування лісів. Крім того, кислотні дощі підвищують кислотність річок і озер, створюючи загрозу флорі й фауні.

Методи боротьби з утворенням кислотних дощів спрямовані на поліпшення технології вловлювання сполук Сульфуру в повітряних викидах промислових підприємств і електростанцій, для чого зазвичай використовують пристрій під назвою скрубер. Уряди деяких держав навіть прийняли закони, що обмежують уміст забруднювальних речовин у вихлопах транспортних засобів.

VI. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал параграфа, відповісти на запитання до нього, виконати вправи.

Додаток

Характеристика

Оксид

Оксид

Молекулярна формула

Структурна формула, вид зв’язку

Технічна назва

Фізичні властивості

Агрегатний стан

– Запах

– Тпл

– Ткип

– Розчинність у воді

– Взаємодія з повітрям

Хімічні властивості

– +Н2О

– +NaOH

– +CaO

– +HCl

Способи одержання

Застосування


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)
Loading...


Скарб гетьмана полуботка.
Ви зараз читаєте: Оксиди неметалічних елементів. Кислотний характер оксидів і гідратів оксидів. Кислотні дощі