Простые вещества состоят из атомов одного и того же химического элемента.
Например, вещество азот - простое, его молекула состоит из двух атомов химического элемента азота (N₂), атомов других химических элементов в его молекуле нет. Вещество железо - простое, оно состоит только из атомов элемента железо.
К сложным веществам относятся вещества, образованные атомами различных химических элементов.
Например, вещество вода относится к сложным веществам, молекула воды состоит из атомов двух химических элементов - водорода и кислорода (H₂O), вещество поваренная соль - сложное, оно образовано атомами двух химических элементов - натрия и хлора (NaCl).
В приведенном перечне:
1) Простые вещества: кислород (O₂), алмаз (C), азот (N₂), железо (Fe), ртуть (Hg), алюминий (Al), сера (S₈), графит (C), озон (O₃).
2) Сложные вещества: сахар (C₁₂H₂₂O₁₁), поваренная соль (NaCl), вода (H₂O), метан (CH₄).
Получение
Основной получения формальдегида — окисление метанола:
2CH3OH + O2 → 2HCHO + 2H2O
Окисление метанола в формальдегид проводится с использованием серебряного катализатора при температуре 650 °C и атмосферном давлении. Это хорошо освоенный технологический процесс, и 80 % формальдегида получается именно по этому методу. Недавно разработан более перспективный основанный на использовании железо-молибденовых катализаторов. При этом реакция проводится при 300 °C. В обоих процессах степень превращения составляет 99 %.
Процесс дегидрирования метанола, осуществленный на цинк-медных катализаторах при 600 °C, пока не получил широкого развития, однако он является очень перспективным, поскольку позволяет получать формальдегид, не содержащий воды.
Существует также промышленный получения формальдегида окислением метана:
CH4 + O2 → HCHO + H2O
Процесс проводят при температуре 450 °C и давлении 1—2 МПа, в качестве катализатора применяется фосфат алюминия AlPO4
Так как до ознакомления с химическими свойствами формальдегид может быть обнаружен только по запаху, то первый опыт получения его следует поставить в виде лабораторной работы.
1. В пробирку наливают несколько капель метанола. В пламени горелки нагревают свернутый в трубочку небольшой кусочек медной сетки или спираль из медной проволоки и быстро опускают ее в метанол. При прокаливании медь окисляется и покрывается черным налетом оксида меди, в спирте она снова восстанавливается и становится красной:
H3C-OH + CuO -> HC-OH + Cu + H2O
Обнаруживают резкий запах альдегида. Если процесс окисления повторить 2-3 раза, то можно получить значительную концентрацию формальдегида и раствор использовать для последующих опытов.
2. Кроме оксида меди для получения формальдегида могут быть использованы другие знакомые учащимся окислители. К слабому раствору перманганата калия в демонстрационной пробирке добавляют 0,5 мл метанола и смесь нагревают до кипения. Появляется запах формальдегида, а фиолетовая окраска перманганата исчезает.
3H3C-OH + 2KMnO4 -> 3HC-OH + 2H2O + 2MnO2 + 2КОН
В пробирку наливают 2-3 мл насыщенного раствора бихромата калия К2Сг2О7 и такой же объем концентрированной серной кислоты. Добавляют по каплям метанол и очень осторожно подогревают смесь (отверстие пробирки направляют в сторону!) . Далее реакция идет с выделением тепла. Желтая окраска хромовой смеси исчезает, и появляется зеленая окраска сульфата хрома
3H3C-OH + К2Сг2О7 + 4H2SO4 -> 3HC-OH + 7H2O + K2SO4 + Cr2(SO4)3
Уравнение реакции с учащимися можно не разбирать. Как и в предыдущем случае, им лишь сообщается, что бихромат калия окисляет метиловый спирт в альдегид, превращаясь при этом в соль трехвалентного хрома Cr2(SO4)3
Объяснение: