9 клас Хімічні властивості метану

9 клас 

 Хімічні властивості метану

Опорний конспект учня

9 клас. Гомологи метану

9 клас

Гомологи метану

 

9 клас. Метан. Молекулярна, електронна, структурна формули метану, поширення у природі.

9 клас. 

Метан. Молекулярна, електронна, структурна формули метану, поширення у природі.

Будова молекули метана

Гібрдизація орбіталей

Метан в природі

Добування метану

Опорний конспект учня

7 клас. Відносна молекулярна маса речовини, її обчислення за хімічною формулою.

7 клас

Відносна молекулярна маса речовини, її обчислення за хімічною формулою

        Склад найменшої структурної частинки речовини (молекули чи формульної одиниці) можна виразити за допомогою хімічної формули. Оскільки ця частинка складається із певних хімічних елементів, то вона має масу, яка дорівнює сумі мас цих елементів з урахуванням кількості кожного із елементів, які входять до складу цієї частинки. 

        Подібно до маси атома масу молекули або формульної одиниці порівнюють з 1/12 маси атома ізотопу ¹²С. Вона є важливою характеристикою речовини і називаєтьсявідносною молекулярною масою Mr (молекулярна « relatives » - відносна).

        Відносною молекулярною масою речовини називають відношення маси молекули даної речовини до  маси атома Карбону-12.

 , 

де  - маси молекули даної речовини;
 – маса атома ізотопу .
       
        Відносну молекулярну масу легко вирахувати за хімічною формулою речовини. 

        Наприклад, розрахуємо відносну молекулярну масу речовини:

Mr(H₂O) = 2 • Ar(H) + Ar(O) = 2•1 + 16 = 18

        Приклад : 
Відносна молекулярна маса алюміній сульфату дорівнює:

Mr(AL₂(SO₄ )₃) = 2 •Ar( AL ) + 3As(S) + 12 •Ar(O) = 2 • 27 + 3 • 32 + 12 • 16 = 342

        Таким чином, за хімічною формулою можна визначити не тільки якісний і кількісний склад молекули або формульної одиниці речовини, а і її відносну молекулярну масу

Розв'яжіть задачі

1. Обчисліть відносну молекулярну масу аміаку NH3. 

2. Молекула сульфатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, одного атома Сульфуру, чотирьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу сульфатної кислоти і обчисліть її відносну молекулярну масу. 

3. Молекула карбонатної кислоти складається з двох атомів Гідрогену, одного атома Карбону і трьох атомів Оксигену. Складіть хімічну формулу карбонатної кислоти і обчисліть її відносну молекулярну масу. 

4. Обчисліть відносну молекулярну масу ферум (ІІІ) гідроксиду Fe(OH)3. 

5. Обчисліть відносну молекулярну масу метану CH4. 

6. Обчисліть відносну молекулярну масу сульфур діоксиду SO2.

7.*Порівняйте, що більше – маса трьох молекул кисню O2 чи однієї молекули сульфітної кислоти H2SO3. 

8.* Порівняйте, що більше – маса двох молекул етилену C2H4 чи трьох молекул води. 

9.* Порівняйте, що менше – маса трьох молекул вуглекислого газу CO2 чи трьох молекул пропену C3H6. 

10.* Порівняйте, що менше – маса молекули ортофосфорної кислоти H3PO4 чи двох молекул нітритної кислоти HNO2. 

7 клас. Масова частка елемента у складній речовині

7 клас 

Масова частка елемента у складній речовині

       Масова частка елемента в речовині — це фізична величина, що визначається відношенням маси, яка припадає на елемент, до маси всієї речовини.
Масова частка позначається W (читається дубль-ве) і виражається у частках одиниці або у відсотках. Спосіб обчислення полягає у знаходженні частини від цілого за формулою:

де W — масова частка елемента;

     А_r — відносна атомна маса елемента (Е);

      n — кількість атомів елемента (Е) у формулі;

     М_r — відносна молекулярна або формульна маса речовини.
       Відносна молекулярна (або формульна) маса речовини позначається Мr. Це безрозмірна величина, яка дорівнює сумі відносних атомних мас хімічних елементів, що входять до складу цієї речовини з урахуванням її формули. Масова частка елемента в речовині — це також безрозмірна фізична величина, що дорівнює відношенню маси елемента до загальної маси речовини.
Знаючи масову частку елемента, можна визначити його масу в будь-якій масі речовини і за масовими частками елементів визначити формулу речовини.

1. Обчисли відносну молекулярну (формульну) масу таких речовин: озону O₃, магній оксиду MgO, соди Ма₂СO₃.2. Молекула сахарози складається з 12 атомів Карбону, 22 атомів Гідрогену й 11 атомів Оксигену. Напиши формулу сахарози й обчисли її відносну молекулярну масу.  
3. Формульна маса гашеного вапна Са(OН)₂ становить
(а) 3,7;     (б) 37;     (в) 7,4;     (г) 74.
4. Обчисли масові частки елементів у мінералі піриті FеS2 (вважати, що домішки відсутні).
5. В якому оксиді — SO₂ чи SO₃ — масова частка Оксигену більша? Розв'яжи усно, а відповідь підтвердь розрахунком.
6. Яку масу заліза можна добути з червоного залізняку масою 2 т, якщо масова частка Fе₂O₃ становить 70 % (можливими втратами знехтувати)?
7. Відносна молекулярна маса ортофосфатної кислоти Н₃РO₄ дорівнює(а) 98 а.о.м.;   (б) 98 г;   (в) 98;   (г)98кг.
8. Абсолютна молекулярна маса карбон(ІV) оксиду дорівнює
(а) 44 а.о.м.;   (б) 44 г;   (в) 44;   (г)44кг.
9. У сульфатній кислоті Н2SO4 масові частки елементів становлять
(а) Н — 2,0 %;    S — 32,7 %;     O — 65,3 %;
(б) Н — 10 %;     S — 17 %;        O — 73 %;
(в) Н — 65,3%;   S — 32,7%;       О — 2,0%;
(г) Н — 2;           S —1;               O — 4.
10*. Відносна молекулярна маса оксиду елемента першої групи періодичної системи дорівнює 94. Визнач елемент, запиши його символ і назву.
11*. Виведи формулу речовини, якщо відомо, що масова частка Карбону в ній становить 75 %, а Гідрогену — 25 %.
12*. Виведи формулу речовини, у складі якої масова частка Кальцію дорівнює 0,4, Карбону — 0,12, Оксигену — 0,48.
13*. Склади на свій розсуд пряму й обернену задачі для розрахунків за формулою Сr₂O₃ та розв'яжи їх.

Обчислення масової частки елемента

Задача 1. 
а) Малахіт — крихкий мінерал зеленого кольору, має формулу CuCO3(OH)2. Його вважають російським каменем, оскільки слава його почалась із 1635 р. після відкриття уральських малахітових рудників, які сьогодні майже повністю вичерпані. Визначте масову частку всіх елементів у цій сполуці.
б) Смарагд — камінь зеленого кольору, має формулу Be3Al2(SiO3)6. У смарагдову чашу, за біблейською легендою, зібрали кров Христа. Римський імператор Нерон через смарагдовий монокль спостерігав палаючий Рим. Визначте масову частку всіх елементів у цій сполуці.
Задача 2. Порівняйте масову частку Оксигену в малахіті та в смарагді.
Задача 3.
 а) Бірюза має блакитний колір завдяки наявності в цій сполуці йонів Купруму. Бірюза хімічно нестійка: поглинає вологу, всмоктує жири, «боїться» сонця, взаємодіє з вуглекислим газом, набуваючи зеленого кольору. Камінчик масою 208 г містить 16 г атомів Купруму. Обчислить масову частку Купруму в бірюзі.
б) Рубін, який у Стародавній Індії називали царем коштовних каменів,— різновид мінералу корунду (Al2O3). Його червоний колір зумовлюють домішки атомів Хрому. Кристал рубіну масою 167 г містить 15 г атомів Хрому. Обчисліть масову частку Хрому в цьому кристалі.

Обчислення маси елемента за відомою масовою часткою

Задача 1.
а) Гематит — напівкоштовний камінь із кольором від чорного до червоного, відомий ще в Стародавньому Єгипті. Масова частка Феруму в ньому становить 0,7. Обчисліть масу Феруму
в камінчику гематиту масою 50 г.
б) Зелений колір смарагдів зумовлений наявністю в них домішок елемента Хрому з масовою часткою 0,14 %. Найбільшим з необроблених смарагдів вважається смарагд знайдений в Україні (Волинь) у 1970 р. Його маса становить 5360 г. Обчисліть масу атомів Хрому в цьому кристалі.
Задача 2.
а) Мінерал сильвін, що має хімічну формулу KСl, використовують як калійне добриво. Обчисліть масу атомів Калію, що міститься в 50 г сильвіну.
б) Гірський кришталь — це кристалічний, прозорий, безкольоровий кварц із хімічною формулою SiO2. У Стародавній Греції вважали, що це закам’яніла кришталева вода, яка зовсім утратила тепло. Яка маса атомів Силіцію міститься в кристалі гірського кришталю масою 200 г.

Обчислення маси сполуки за відомою масовою часткою елемента

1. Сапфіри синього кольору здавна були «королівськими каменями» — символами мудрості, влади, перемоги. Це різновид корунду з масовою часткою Алюмінію 52,9 % та домішками Ти-
тану й Феруму. Обчисліть масу кристала сапфіру, в якому міститься 5,4 г атомів Алюмінію.
2. Мармур, вапняк, кальцит і крейда є різновидами сполуки з хімічною формулою CaCO3. Визначте, у якій масі цієї сполуки міститься 120 г атомів Карбону.

Визначення формул речовин за даними про масові частки елементів (за бажанням)

1) Мінерал пірит є рудою, з якої отримують залізо. Він містить 47 % Феруму і 53 % Сульфуру. Відносна формульна маса піриту дорівнює 120. Визначте формулу піриту.

Розв’язання

Якщо відома масова частка одного елемента і відносна формульна маса, то можна визначити кількість атомів за формулою:


 n(Fe) =47 * 120 *100%  / 56 = 1
n(S) = 53 * 120*  100% /  32 = 2

Відповідь: формула піриту FeS2.

2) Визначте формулу гематиту — сполуки Феруму з Оксигеном, у якому масова частка Феруму становить 70 %.

Розв’язання

Якщо відома масова частка одного елемента, то можна визначити відносну молекулярну масу речовини:

Якщо в молекулі міститься один атом Феруму, тоді відносна молекулярна маса дорівнює:
Mr  = 1 56
На частку Оксигену припадає маса, що дорівнює 80 − 56 = 24. Це відповідає півтора атомам Оксигену. Півтора атома в молекулі міститися не можуть. Відповідно, якщо в молекулі міститься два атоми Феруму, то:
Mr = 2 56

У цьому випадку на частку Оксигену припадає маса 160 − 2 ⋅ 56 = 48. Це відповідає трьом атомам Оксигену. Відповідно формула сполуки — Fe2O3.

Задачі для самостійного розв'язання

1. Визначте формулу етану, якщо відомо, що у його складі міститься 80 % Карбону і 20 % Гідрогену. Його відносна молекулярна маса дорівнює 30.

2. Визначте формулу сполуки Сульфуру з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 50 %.

3. Визначте формулу корунду — сполуки Алюмінію з Оксигеном, у якому масова частка Оксигену становить 47 %.

Самостійна робота

Завдання 1. (8 балів)

 Запишіть інформацію, яку можна визначити за хімічною формулою речовини.

Приклади формул:

CaC2, NO2, Li2O, PH3, BaCl2, FeCl2, FeCl3, PbCl2, Na2O, NO2, N2O5, NH3, BaBr2, AlI3, CaCl2, As2O5, Na2SO4, H2SO4, NaOH, KOH, KMnO4, KClO3, Na2CO3, BaSO4, H3PO4, K3PO4, K2Cr2O7, AgNO3, H2SiO3, Na2ZnO2, Ba3(PO4)2, Al2(SO4)3, Ca3(PO4)2, Al2(CO3)3, Al2(SO3)3, Ca(NO3)2, Ba(NO2)2, Mg(NO3)2, Al(PO3)3, Mg(PO3)2, Al2(SiO3)3, Cr2(SO4)3, Cr(OH)2, Al(OH)3.

Завдання 2. Приклади завдань (на вибір):

І рівень (+2 бали)

1. Обчисліть, що важче: 5 молекул чадного газу CO чи 2 молекули сірчистого газу SO2.

2. У якій із цих сполук — Cl2O3 чи Cl2O7 — масова частка Хлору менша?

3. У якій із цих сполук — CO2 чи SO2 — масова частка Оксигену більша?

4. У якій із цих сполук — P2O5 чи P2O3 — масова частка Фосфору менша?

5. Формула глюкози C6H12O6, формула сахарози C12H22O11. У якій речовині масова частка Оксигену більша?

6. Ферум утворює з Оксигеном сполуки FеO, Fe2O3, Fe3O4. Визначте, у якій сполуці масова частка Феруму найбільша.

7. Масова частка Гідрогену у воді становить 11 %. Яка маса атомів Гідрогену міститься у воді масою 100 г?

8. Масова частка Ауруму в ювелірному золоті становить 0,583. Обчисліть масу атомів Ауруму, що міститься в золотому ланцюжку масою 3,5 г.

9. Масова частка Купруму в сполуці з Оксигеном становить 0,8. Обчисліть масу атомів Купруму в цій сполуці масою 200 г.

10. Обчисліть масу кристала певної сполуки, у якому міститься 80 г атомів Оксигену, якщо масова частка Оксигену в ній становить 48 %.

II рівень (+4 бали)

1. Обчисліть масу атомів Гідрогену, що містяться в амоніаку NH3 масою 10 г.

2. Маса води на Землі оцінюється такою, що приблизно дорівнює 1,451018 т. Обчисліть, яка маса атомів Гідрогену й Оксигену міститься в цій масі води.

3. Обчисліть масу атомів Оксигену, які містяться в одній склянці води (200 г).

4. Обчисліть масу атомів Сульфуру, що міститься в 50 г сульфатної кислоти, яка має формулу H2SO4.

5. Визначте, у якій масі глюкози, що має формулу C6H12O6 міститься 16 г атомів Оксигену.

6. Обчисліть масу атомів Натрію, що міститься в 20 г питної соди, яка має формулу NaHCO3.

7. Визначте формулу сполуки, якщо відомо що у її складі міститься Магній з масовою часткою 60 % і Оксиген з масовою часткою 40 %, а відносна формульна маса дорівнює 40.

8. Визначте формулу сполуки, якщо відомо, що у її складі міститься Кальцій, Карбон і Оксиген з масовими частками 40 %, 12 %, 48 % відповідно, а відносна формульна маса сполуки дорівнює 100.

9. Визначте формулу сполуки Сульфуру з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 60 %.

10. Визначте формулу сполуки Карбону з Оксигеном, у якій масова частка Оксигену становить 72 %.

7 клас Контрольна робота № 1. Початкові хімічні поняття.

7 клас

 Контрольна робота № 1

Завдання для підготовки

7 клас Практична робота № 3. Дослідження фізичних та хімічних явищ.

 7 клас

Практична робота № 3. Дослідження фізичних та хімічних явищ.

Хімічні реакції завжди супроводжуються фізичними ефектами, що називаються ознаками хімічної реакції. Ознаки хімічних реакцій, що зустрічаються найчастіше:

• поглинання або виділення теплоти;
• зміна забарвлення реакційної суміші;
• утворення або розчинення осаду;
• виділення або поглинання газу;
• поява або зникнення запаху;
• виділення світла (світіння).

8 клас Основи

Основи

     Основи - це складні речовини що містять атоми металічного елемента (Ме) та одну або декілька гідроксогруп (ОН)

       Загальна формула основ: 

                                                       n

                                  Me(OH)_n , де n – валентність металу    

1. Класифікація основ (гідроксидів)

Основи
Розчинні у воді (луги)	Нерозчинні у воді
LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2,  Ca(OH)2,  Ba(OH)2	Cu(OH)2, Fe(OH)2, Pb(OH)2  та всі інші

2. Номенклатура основ

Валентність Ме	Правило складання назви основи	Приклади
Стала	Назва металічного елементу + слово «гідроксид»	NaOH – натрій гідроксид Ca(OH)2 – кальцій гідроксид
Змінна	Назва металічного елементу + значення валентності металу (в дужках) + слово «гідроксид»	Cu(OH)2 – купрум(ІІ) гідроксид  Fe(OH)2 - ферум(ІІ) гідроксид

3. Фізичні властивості основ.

      За стандартних умов усі луги — тверді речовини білого кольору, добре розчинні у воді. NaOH і КОН — милкі на дотик, дуже їдкі. Вони роз'їдають шкіру, тканини, папір та інші матеріали. За цю властивість їх називають їдкими лугами. Так, натрій гідроксид NaOH — їдкий натр, а калій гідроксид КОН — їдке калі.

       Їдкі луги (NaOH, КОН) роз'їдають шкіру, тканини та інші речовини, їх не можна брати руками (спричиняють опіки), а тільки пінцетом

Чи знаєш ти, звідки походить слово «луг»? Так називали милкий настій попелу, що використовувався для прання

        У зв'язку з тим, що кристалічні їдкі луги, що потрапили на шкіру, спричиняють опіки, їх не можна брати руками, а тільки пінцетом. Якщо ж розчин лугу все ж таки потрапив на шкіру, необхідно відразу ж змити його великою кількістю води, аж доки щезне відчуття милкості, а потім нейтралізувати розчином борної кислоти Н₃ВО₃.
       Нерозчинні основи також тверді речовини, але вони по-різному забарвлені. Так, купрум(ІІ) гідроксид Сu(ОН)₂ має блакитний із зеленкуватим відтінком колір, ферум(ІІІ) гідроксид Fe(OH)₃ — бурий, a Fe(OH)₂ — блідо-зеленкуватий, майже білий.

4. Хімічні властивості основ

            а) Зміна кольору індикаторів

     NaOH + лакмус (фіолетовий) = розчин синіє

     NaOH + метиловий оранжевий = розчин жовтіє

     NaOH + фенолфталеїн (безбарвний) = розчин стає малиновим

     На нерозчинні основи індикатори не діють

                  б) Взаємодія з кислотами з утворенням солі і води (реакція нейтралізації) (реакція обміну)

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

↓Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄+ 2H₂O

2↓Fe(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O

                    в) Взаємодія з кислотними оксидами з утворенням солі і води (реагують тільки луги)

6NaOH + P₂O₅ = 2Na₃PO₄ + 3H₂O

                   г) Взаємодія з амфотерними оксидами (реагують тільки луги)

2NaOH + ↓Al₂O₃ = 2NaAlO₂ + H₂O

                 д) Взаємодія з амфотерними основами (реагують тільки луги)

↓Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] 

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + 2H₂ O (сплав)

                 е) Взаємодія з розчинами солей (реагують тільки луги), якщо утворюється осад чи газ.

CuSO₄ + 2NaOH = ↓Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

                  є)  Розклад при нагріванні (розкладаються тільки нерозчинні ослови)

↓Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

   5. Добування лугів

- взаємодією активних металів з водою (лужних і лужно-земельних)

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

- взаємодією оксидів лужних і лужно-земельних металів з водою

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

_{- взаємодією солі з лугом, якщо утворюється нерозчинна сіль}

Na₂SO₄ + Ba(OH)₂ = 2NaOH + ↓BaSO₄

     6. Добування нерозчинних основ взаємодією солі і лугу

NiSO₄ + 2NaOH = ↓Ni(OH)₂  + Na₂SO₄

7. Застосування деяких основ

Натрій гідроксид NaOH використовують у виробництві мила, паперу, штучного волокна, для очищення нафтопродуктів. Калій гідроксид КОН — у виробництві рідкого мила та як електроліт для лужних акумуляторів. Кальцій гідроксид Са(ОН)2 (гашене вапно) — як будівельний матеріал. алюміній гідроксид Аl(ОН)3 застосовують при підвищеній кислотності шлункового соку як у чистому вигляді, так і в суміші з магній оксидом (алмагель) або з Мg(ОН)2 (маалокс).

10 клас. Нітратна кислота та її солі.

Нітратна кислота і нітрати, їх поширення в природі

І. Фiзичні властивості нітратної кислоти.

Безводна нітратна кислота HN0₃ — безбарвна летка рідина, з різким запахом, на повітрі «димить», дуже добре розчиняється у воді, змішуючись з нею у будь-яких співвідношеннях, при  - 42 градусів переходить в кристалічний стан.

ІІ. Будова молекули нітратної кислоти.

     Між атомом Нітрогену та одним з атомів Оксигену утворюється ковалентний зв'язок по донорно-акцепторному механізму.

                                                      Электронная формула азотной кислоты.

                               (донорно-акцепторний зв'язок показаний стрілкою)

     Тоді структурну формулу нітратної кислоти можно було б зобразити так:

 Структурна формула нітратної кислоти

     Але досліднимм шляхомм доведено, що подвійний зв'язок рівномірно розподілений між двома атомами Оксигену. Ступінь окиснення Нітрогену в нітратній кислоті дорівнює +5, а валентність - чотирьом, бо є тільки чотири спільні електронні пары.

ІІІ.  Хімічні властивості нітратної кислоти

     1. Дисоціація  на йони.

      Нітратна   кислота — сильний електроліт, у водному розчині практично повністю дисоціює на йони:

HN0₃ ⇔ Н⁺ + N0₃^- 

Чому нітратна кислота не утворює кислих солей?

      2.  Взаємодія з основними оксидами й основами. 

      У даному разі нітратна кислота виявляє властивості, типові для кислот.

CaO+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+H₂O

Ca(OH)₂+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+2H₂O

     

Cu(OH)₂+2HNO₃=Cu(NO₃)₂+2H₂O

     3.  Взаємодія з солями. 

     Нітратна кислота вступає в реакцію з обмеженою кількістю солей. Це пояснюється тим, що нітратна кислота сильна, але летка. Взаємодія нітратної кислоти з солями відбувається за умови, що береться сіль слабкішої або леткішої кислоти:

CaCO₃+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+CO₂+ H₂O

Na₂SiO₃+2HNO₃=H₂SiO₃↓+ 2NaNO₃

     4.  Термічний розклад. 

     Нітратна кислота під час нагрівання (і під впливом світла) розкладається з виділенням бурого газу N0₂, через що у процесі зберігання поступово жовтіє:

4HN0₃ = 2Н₂0 + 4N0₂↑ + 0₂↑

     5.  Взаємодія з металами.

     Нітратна кислота реагує з металами інакше, ніж інші кислоти. Це пояснюється тим, що нітратна кислота — сильний окисник. Вона окиснює майже всі метали (за винятком золота, платини та деяких інших) перетворюючи їх на солі — нітрати. При цьому водень не виділяється, бо відновлюється нітроген, а не гідроген. Нітроген відновлюється тим повніше, чим активніший метал і чим розбавленіша кислота. Отже, продукти відновлення нітратної кислоти можуть бути різні. Проте концентрована кислота відновлюється, як правило, до N0₂ в разі взаємодії з важкими металами.

     Якщо на дно колби опустити обрізки мідного дроту i долити до них концентрованої нітратної кислоти (у витяжній шафі), то одразу ж почне виділятися бурий газ N0₂, a розчин забарвиться у синій колір:

  _{0                 +5             +2                             +4}
Cu + 4HN0₃ - Cu(N0₃)₂ + 2N0₂↑ + 2H₂0
_КОНЦ.

  _{0                     +2}    
Cu-2e  →   Cu    1
_{+5                   +4}    
N + le  →   N      2

                                      ₊₅  

У даному разі нітроген N відновлюється до ступеня окиснення +4, а мідь окиснюється. Отже, мідь — відновник, a HN0₃ — окисник.

     У процесі взаємодії концентрованої нітратної кислоти з активними металами (лужними та лужноземельними) утворюється оксид нітрогену (I) N₂O, наприклад:

    _{0          +5               +2                         +1}
4Ca+10HNO₃ = 4Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O
конц.

    _{0                          +2} 
Ca - 2e      →   Ca      2    4
  _{+5                          +1}
2N + 8e     →   2N      8     1 

     Якщо ж узяти  розбавлену нітратну кислоту, то під час взаємодії з міддю замість оксиду нітрогену (IV)  NO₂ виділяється оксид нітрогену (II) NO:

Cu + HN0₃  →  Cu(N0₃)₂ + NO↑ + H₂0
(розб.)

     У наведеній схемі реакції розставте коефіцієнти на підставі електронного балансу. Зазначте окисник і відновник.

     Завдяки яскраво вираженим окисним властивостям нітратна кислота, діючи на деякі метали (алюміній, хром, залізо), пасивує їх. Це особливо характерно для концентрованої HN0₃. Під її впливом на поверхні металів утворюється дуже щільна захисна оксидна плівка, стійка проти дії кислоти. 

     Нітратна кислота настільки сильний окисник, що вона може окиснювати різні органічні речовини і матеріали. Так, під час дії концентрованої нітратної кислоти спалахують солома, папір, тирса, скипидар. Вона руйнує вовну, роз'їдає шкіру, забарвлює її у жовтий колір і спричинює на ній виразки, що не можуть довго загоїтися. Тому з нітратною кислотою треба поводитися дуже обережно.

     6. Взаємодія з неметалами

Нітратна кислота взаємодіє з багатьма неметалами, окиснюючи їх до відповідних кислот. Наприклад:

0                     +6

S + 2НNO₃ = H₂SO₄ + 2NO;

0                                     +5

3Р + 5HNO₃ + 2Н₂О = 3Н₃РО₄ + 5NO;

0                     +3

В + 3НNО₃ = Н3ВО₃ + 3NO₂;

0                 +4

С + 4HNO₃ = СО₂ + 2Н₂О + 4NO₂.

ІV. Застосування нітратної кислоти

     Нітратну кислоту, використовують для виробництва добрив, барвників, пороху та інших вибухових речовин, пластмас штучного волокна, лікарських препаратів (стрептоцид), кіно- і фотоплівки. Вона застосовується і як сильний окисник у самозаймистих ракетних паливах.

     V. Нітрати

     Солі нітратної кислоти називають нітратами. Нітрати можна добути внаслідок дії нітратної кислоти на метали, основні оксиди, основи, аміак і деякі солі, наприклад:

Cu + 4HN0₃ = Cu(N0₃)₂ + 2N0₂↑ + 2Н₂0

CaO + 2HN0₃ = Ca(N0₃)₂ + H₂0

Mg(OH)₂ + 2HN0₃ = Mg(N0₃)₂ + 2H₂0

NH₃ + HN0₃ = NH₄N0₃

Na₂C0₃ + 2HN0₃ = 2NaN0₃ + C0₂↑+ H₂0

Нітрати утворюються також і під час взаємодії оксиду нітрогену(V) з лугами, бо N₂0₅ — кислотний оксид:

N₂0₅ + 2КОН = 2KN0₃ + Н₂0

Усі нітрати — тверді кристалічні речовини, добре розчинні у воді, токсичні (отруйні).

Характерною хімічною властивістю нітратів є їхня здатність розкладатися під час нагрівання з виділенням кисню та інших продуктів. Продукти розкладання залежать від природи металу, який входить до складу солі, від його місця у витискувальному ряді металів:

                      ліворуч від Mg               Me(N0₂)_n  + 0₂

                                 _Mg—Cu

Me(N0₃)_n     ---------------------------►    Me₂0_n + N0₂ + 0₂    

                     

                      праворуч від Cu             Me + NO₂ + O₂

тобто солі таких металів, які у витискувальному ряді стоять ліворуч від магнію Mg, під час розкладання утворюють нітрити і кисень; від Mg до Cu — оксид металу, бурий газ N0₂ і кисень, а праворуч від міді Cu — вільний метал, бурий газ N0₂ і кисень 0₂.

     Напишіть рівняння реакцій розкладання під час нагрівання нітратів калію, купруму, меркурію й аргентуму.

     VІ. Якісна реакція на нітрат-йон

     Нітратна кислота і нітрати містять нітрат-іон NO₃^–. Для визначення нітрат-іона NO₃^–  у пробірку вміщують трішки досліджуваної речовини, добавляють мідних ошурків, вливають концентрованої сульфатної кислоти і нагрівають. Виділення бурого  газу NO₂ свідчить про наявність нітрат-іонів.

Схематично це можна зобразити так:

Наприклад:
KNO₃ + H₂SO₄ → KHSO₄ + HNO₃(k)
4HNO₃ + Cu → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

     VІІ. Азотні добрива

      Нітроген — один з хімічних елементів, необхідних для росту і життєдіяльності рослин. Як правило, вміст його в ґрунті невеликий, і рослинам не вистачає Нітрогену. Доводиться вносити його у ґрунт у вигляді азотних добрив.

   Речовини, які містять Нітроген і вносяться у ґрунт для підвищення врожайності, називаються азотними добривами.

     Азотні добрива поділяються на дві групи:

1)  мінеральні добрива — селітри KN0₃, NaN0₃, NH₄N0₃, Ca(N0₃)₂; солі амонію (NH₄)₂S0₄; рідкий аміак NH₃, аміачна вода NH₃ • Н₂0 та ін.;

2)  органічні добрива — гній, компост, послід та зелені добрива (люпин, сочевиця, горох, конюшина, серадела). Крім Нітрогену, вони містять інші елементи, необхідні для живлення рослин.

     Селітра (від лат. sal — сіль і nitrum — луг) — загальна назва нітратів калію, натрію, амонію, кальцію.

    Компост (англ., фр. compost, від лат. compositus — складений) — місцеве органічне добриво, що його одержують з різних органічних решток внаслідок їхнього біологічного розкладання.

    Наука про живлення рослин і застосування добрив з метою підвищення врожайності сільськогосподарських культур та поліпшення якості врожаю називається агрохімією.

    Велику роль у становленні агрохімії відіграли французький вчений Ж. Буссенго, який дослідив кругообіг речовин у землеробстві та роль Нітрогену в живленні рослин, та німецький хімік Ю. Лібіх, який обґрунтував теорію виснаження ґрунтів (1840 р.) через винесення поживних речовин рослинами і показав необхідність повернення цих речовин у ґрунт у вигляді мінеральних добрив.

Буссенго Жан Батіст

(1802—1887)

Французький учений, один із засновників агрохімії, член Паризької АН  (з  1839). Досліджував живлення рослин. Першим почав вивчати кругообіг речовин (у землеробстві). Довів, що всі рослини (крім бобових) беруть Нітроген з ґрунту, а бобові самі здатні нагромаджувати його. Довів, що вміст Карбону в урожаї не пов'язаний з вмістом його в гної і що джерелом Карбону для зелених рослин є вуглекислий газ повітря. Вивчав газообмін у рослин і тварин, вплив нітратів та фосфатів на розвиток рослин.

Лібіх Юстус

(1803—1873)

Видатний німецький хімік, президент Баварської АН (з 1860), один із засновників агрохімії. Розробив теорію мінерального живлення рослин, що сприяло розвитку виробництва мінеральних добрив і впровадженню, їх у землеробство. Вважав принципово можливим синтез будь-яких агрохімічних сполук. Поряд з цим припускав існування «життєвої сили». Відкрив ізомерію (1823). Автор хімічної теорії бродіння і гниття, один із творців теорії   радикалів. Добув багато органічних речовин.

     VІІІ. Застосування нітратів

• Нітрати використовують переважно як добрива.
• Нітрати лужних металів використовують як компоненти ракетного палива.
• KNO3 використовують для виробництва чорного пороху.
• KNO₃, NaNO₃ – у малих кількостях використовують для виробництва м’ясних продуктів, деяких сортів сиру (надають м’ясним продуктам червоно-коричневого кольору).
• AgNO₃ – для виробництва дзеркал, в гальванотехніці, в аналітичній хімії, невеликі дози в медицині як в’яжучий і бактерицидний засіб.
• Ba(NO₃)₂, Sr(NO₃)₂, Pb(NO₃)₂ – у піротехніці.

     ІХ. Проблема вмісту нітратів у харчових продуктах

  Через застосування інтенсивних технологій вирощування рослин, які передбачають використання великої кількості мінеральних добрив, нітрати накопичуються у продуктах. Багато нітратів у ковбасах, молоці, 80% нітратів потрапляє в організм із рослин. Їх більше у ранніх овочах, овочах захищеного ґрунту. Високий вміст нітратів містить редис, редька, дині, кабачки, яблука, буряк.

     Самі нітрати не отруйні, але в організмі вони перетворюються на отруйні речовини – нітрити, які взаємодіють з гемоглобіном крові окиснюючи Fe²⁺  до Fe³⁺. Замість гемоглобіну утворюється метгемоглобін, який втрачає червоне забарвлення і набуває темно-коричневого кольору. Метгемоглобін не здатний переносити кисень. Виникає киснева недостатність, порушується тканинне дихання. Як наслідок виникають ерозивні гастрити, порушення діяльності щитовидної залози, серцево-судинної системи. Крім того, під дією нітритів в організмі утворюються канцерогенні речовини, що спричиняють онкологічні захворювання. Найбільш чутливі до нітритів діти, хворі та люди старшого віку.

    Зменшити кількість нітратів можна, якщо овочі, плоди перед вживанням ретельно промити гарячою водою, після чого яблука, огірки почистити, а з моркви вирізати серцевину. Зниження шкідливого впливу на організм нітратів і нітритів сприяє вживання вітамінів, особливо А, Е, В₉.

      Вміст нітратів можна визначити індикаторним папером ДФА (дифеніламіну)