Химические свойства металлов Править На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)
Реакции с простыми веществами
С кислородом реагируют все металлы, кроме золота и платиновых металлов. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды, пероксиды, надпероксиды: 4 L i + O 2 = 2 L i 2 O {\displaystyle {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}}} {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}} оксид лития 2 N a + O 2 = N a 2 O 2 {\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2 {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2}}} пероксид натрия K + O 2 = K O 2 {\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2 {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2}}} надпероксид калия Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом:
N a 2 O 2 + 2 N a = 2 N a 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}}} {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}} Со средними и малоактивными металлами реакция происходит при нагревании:
3 F e + 2 O 2 = F e 3 O 4 {\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4 {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4}}} 2 H g + O 2 = 2 H g O {\displaystyle {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}}} {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}} 2 C u + O 2 = 2 C u O {\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}}} {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}} С азотом реагируют только самые активные металлы, при комнатной температуре взаимодействует только литий, образуя нитриды: 6 L i + N 2 = 2 L i 3 N {\displaystyle {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}}} {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}} При нагревании:
2 A l + N 2 = 2 A l N {\displaystyle {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}}} {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}} 3 C a + N 2 = C a 3 N 2 {\displaystyle {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2 {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2}}} С серой реагируют все металлы, кроме золота и платины: Железо взаимодействует с серой при нагревании, образуя сульфид:
F e + S = F e S {\displaystyle {\mathsf {Fe+S=FeS}}} {\mathsf {Fe+S=FeS}} С водородом реагируют только самые активные металлы, то есть металлы IA и IIA групп, кроме Be. Реакции осуществляются при нагревании, при этом образуются гидриды. В реакциях металл выступает как восстановитель, степень окисления водорода −1: 2 N a + H 2 = 2 N a H {\displaystyle {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}}} {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}} M g + H 2 = M g H 2 {\displaystyle {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2 {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2}}} С углеродом реагируют только наиболее активные металлы. При этом образуются ацетилениды или метаниды. Ацетилениды при взаимодействии с водой дают ацетилен, метаниды — метан.
Как найти массовую долю веществаНеобходимо определить массовую долю вещества, вещество находится в виде смеси. Первоначально кладем на весы само вещество. Получили массу вещества. Зная определенную массу вещества в смеси мы с легкостью получим его массовую долю. К примеру есть 170г. воды. В них находится 30 грамм вишневого сока. Общая масса=170+30=230 грамм. Поделим массу вишневого сока к общей массе смеси: 30/200=0.15 или 15% .Как найти массовую долю раствораРешение данной проблемы может понадобиться при определении концентрации пищевых растворов(уксус) или лекарственных препаратов. Дана масса раствора KOH, он же гидроксид калия, массой в 400 грамм. KOH (масса самого вещества) составляет 80 грамм. Необходимо найти массовую долю желчи в полученном растворе. Формула нахождения решения: KOH (масса раствора гидроксида калия) 300 г, масса растворенного вещества (KOH) 40 г. Найдите KOH (массовую долю щелочи) в полученном растворе, t- массовая доля. m- масса, t (вещества) = 100%* m (вещества) / m (раствора (вещества). Таким образом KOH (массовая доля раствора гидроксида калия): t (KOH) = 80 г /400 г х 100% = 20 %. Как найти массовую долю углерода в углеводородеДля этого используем таблицу Менделеева. Ищем вещества в таблице. В таблице приведена атомная масса элементов. 6 углеродов с атомной массой 12 и 12 водородов с атомной массой равной 1. m (C6H12) = 6 х 12 + 12 х 1= 84 г/моль, ω (С) = 6 m1(С) / m (C6H12) = 6 х 12 / 84 = 85%Определение массовой доли на производствах производится в специальных химических лабораториях. Для начала берется небольшой образец, на который испытывают различные химические реакции. Или внедряют лакмусовые бумажки, которые могут показать наличие того или иного компонента. После выяснения первоначальной структуры вещества можно начинать выделение компонентов. Это достигается за счет простых химических реакций, когда одно вещество контактирует с другим и получается новое, возможен осадок. Существуют и более продвинутые такие как электролиз, нагревание, охлаждение, выпаривание. Для подобных реакций нужно большое промышленное оборудование. Производство, конечно, тяжело назвать экологически чистым, тем не менее современные технологии обработки отходов позволяют минимизировать нагрузку на природу.
На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)
Реакции с простыми веществами
С кислородом реагируют все металлы, кроме золота и платиновых металлов. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды, пероксиды, надпероксиды:
4 L i + O 2 = 2 L i 2 O {\displaystyle {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}}} {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}} оксид лития
2 N a + O 2 = N a 2 O 2 {\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2 {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2}}} пероксид натрия
K + O 2 = K O 2 {\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2 {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2}}} надпероксид калия
Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом:
N a 2 O 2 + 2 N a = 2 N a 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}}} {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}}
Со средними и малоактивными металлами реакция происходит при нагревании:
3 F e + 2 O 2 = F e 3 O 4 {\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4 {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4}}}
2 H g + O 2 = 2 H g O {\displaystyle {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}}} {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}}
2 C u + O 2 = 2 C u O {\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}}} {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}}
С азотом реагируют только самые активные металлы, при комнатной температуре взаимодействует только литий, образуя нитриды:
6 L i + N 2 = 2 L i 3 N {\displaystyle {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}}} {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}}
При нагревании:
2 A l + N 2 = 2 A l N {\displaystyle {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}}} {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}}
3 C a + N 2 = C a 3 N 2 {\displaystyle {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2 {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2}}}
С серой реагируют все металлы, кроме золота и платины:
Железо взаимодействует с серой при нагревании, образуя сульфид:
F e + S = F e S {\displaystyle {\mathsf {Fe+S=FeS}}} {\mathsf {Fe+S=FeS}}
С водородом реагируют только самые активные металлы, то есть металлы IA и IIA групп, кроме Be. Реакции осуществляются при нагревании, при этом образуются гидриды. В реакциях металл выступает как восстановитель, степень окисления водорода −1:
2 N a + H 2 = 2 N a H {\displaystyle {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}}} {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}}
M g + H 2 = M g H 2 {\displaystyle {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2 {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2}}}
С углеродом реагируют только наиболее активные металлы. При этом образуются ацетилениды или метаниды. Ацетилениды при взаимодействии с водой дают ацетилен, метаниды — метан.