Кислоти

На перших етапах розвитку хімії визначення поняття "кислота" базувалося на експериментальне встановлених властивостях, а не на їх складі. Так, у XVII столітті панувала механічна теорія Ламері, Згідно з якою здатність кислот розчиняти метали пояснювалася тим, що їхні частинки мають гострі кінці, а частинки основ — тупі. Під час взаємодії кислот з основами гострі кінці кислот входять у частинки основ, і, таким чином, дія кислот і ос­нов припиняється.

На зміну цій теорії прийшла Киснева теорія, Яку висунув у 1778 році Лавуазье. За цією теорією, до складу всіх кислот входить Оксиген, зумовлюючи їх особливі властивості. Проте, встановлення вченими Деві та Гей-Люссаком (1810; 1814) складу хлоридної та флуоридної кислот і відкриття інших речовин, що не містять Оксигену, але мають влас­тивості кислот, суперечило кисне­вій теорії.

Уявлення про кислоти, близькі до сучасних, висловив Деві (1814) у сво­їй Водневій Теорії кислот, згідно з якою кислотні властивості речо­вин зумовлені наявністю в них Гід­рогену. Становленню цієї теорії сприяли праці хіміків Грема і Лібіха. Властивості кислот лежать в ос­нові галузей їх застосування. На­приклад, Хлоридну кислоту Засто­совують для одержання водню, хлоридів металів, виготовлення "нашатирю", у шкіряній промис­ловості — для обробки шкір перед хромовим чиненням, у харчовій промисловості.

Сульфатну кислоту Застосовують у виробництві мінеральних добрив, барвників, пластмас; для очищення нафтопродуктів, у виробництві ви­бухових речовин, у легкій промис­ловості (виробництво штучного во­локна, відбілювання тканин), ко­льоровій металургії (одержання Zn, Cu, Ni, Ag), у харчовій промисло­вості (виробництво крохмалю, па­токи).

Нітратна кислота — Виробництво нітратних добрив, лікарських пре­паратів, штучного шовку, як реак­тив у хімічних лабораторіях.

Ортофосфорна кислота — Виготов­лення фосфорних добрив, у харчо­вій і текстильній промисловості, у виробництві клею. У медицині — в разі недостатньої кислотності шлункового соку.

Учитель (робить висновок). Спіль­не в складі й будові кислот зумов­лює загальні властивості кислот. Саме це ми повинні виявити на наступній зупинці.

1-й Учень. Н3РО4 — ортофосфор­на кислота, яку зазвичай називають просто фосфорною,— тверда, без­барвна, кристалічна речовина, не­летка, дуже добре розчиняється у воді.

Фосфорна кислота використову­ється для виробництва добрив, а крім того, для виробництва кор­мових добавок, як каталізатор в ор­ганічному синтезі, для надання кислуватого смаку безалкогольним напоям, для освітлення цукру.

2-й Учень. HNO3 — безбарвна лет­ка рідина, з різким запахом, на по­вітрі "димить", дуже добре розчиня­ється у воді. Нітратна кислота — ос­нова для синтезу нітратних добрив, вибухових речовин, барвників, ніт­росполук, кіно - й фотоплівок, ліку­вальних речовин, наприклад, стреп­тоциду.

Нітратна кислота настільки силь­ний окисник, що може окиснювати різні органічні речовини й матеріа­ли. Так, у разі дії концентрованої нітратної кислоти спалахують соло­ма, папір, тирса, скипидар. Вона руйнує вовну, роз'їдає шкіру. Тому з нітратною кислотою потрібно по­водитися дуже обережно.

3-й Учень. H2SO4 — важка безбар­вна оліїста рідина, без запаху. Дуже гігроскопічна, активно вбирає во­логу. Змішується з водою у будь-яких співвідношеннях.

Сульфатна кислота — найважливі­ший хімічний продукт основної хі­мічної промисловості. Вона вико­ристовується для виробництва хло-ридної й оцтової кислот, деяких мінеральних добрив, вибухових ре­човин, органічних барвників, ліку­вальних препаратів, а також в аку­муляторах, для висушування різних речовин, для очищення нафтових продуктів, у сільському господар­стві — для боротьби з бур'янами (як гербіцид).

Учитель. А зараз — допоможіть кислотам знайти свої формули. Вкажіть, до яких кислот належить кожна з написаних формул. З літер, якими позначено правильні відпо­віді, ви отримаєте назву хімічного елемента.

Друга зупинка. Станція "Дегустаційна"

Діти повинні переконатися, що більшість кислот кислі на смак. На дошці -- знак техніки безпеки — "Нічого не можна куштувати на смак".

Учитель. Пам'ятайте, що куштува­ти речовини на смак в кабінеті хі­мії — це грубе порушення техніки безпеки. Але сьогодні ми зробимо виняток. Дозволяю вам покуштува­ти лимонну кислоту.

Наш поїзд рушає далі, але на світло­форі — червоне світло.

На дошці з'являється знак червоно­го кольору і попереджає про те, що наступна зупинка — "ПТБ".

Третя зупинка. Станція "ПТБ"

Проводиться демонстраційний до­слід "Розчинення концентрованої сульфатної кислоти у воді" (вода ~ кислоту):

Р = 1 г/мм3 р = 1,8 г/мм3

Учитель. Запам'ятайте, у зв'язку з виділенням великої кількості теп­лоти під час розчинення концентро­ваної сульфатної кислоти у воді НЕ МОЖНА вливати воду у кислоту.

У цьому випадку вода, що має мен­шу густину, опиниться на поверхні, закипить, і її бризки разом з кисло­тою можуть потрапити на руки, об­личчя, спричинивши опіки. Якщо це трапилося, шкіру слід промити водою та 5%-м розчином соди.

Четверта зупинка.

Станція "Експериментальна"

Учитель. Поряд із загальною влас­тивістю кислот — смаком, кислоти відрізняються одна від одної низ­кою ознак. Розглянемо це на прикладі властивостей сульфатної та хлоридної кислот.

Формули	Кислоти
Суль­фітна	Суль­фатна	Хло-ридна	Сірко­воднева	Карбо­натна	Нітратна	Ортофосфатна
Неї	В	А	(с)	Г	К	Д	Е
Н3Р04	Е	0	Й	Ц	П	В	(у)
H2S	(л)	С	Щ	(л)	Ю	А	І
H2SO4	Т	(ь)	Я	М	Р	Е	М
Н2С03	І	А	В	Т	(Ф)	Ю	С
HN03	У	П	Ц	Ш	Л	(у)	Б
H2S03	(р)	Е	К	В	О	Й	Г

Таблиця заповнюється по мірі роз­гляду властивостей.

Властивості для порів­няння	Кислоти
Сульфатна кислота H2S04	Хлоридна кислота Неї
Фізичні
Властивості:
• густина, Г/см3;	Р= 1,840	Р= 1,123
• агрегат­ний стан;	—	—
• колір;	Рідина	Летка
• запах		Задушливий
Дія на інди­катори:
• лакмус;	Рожевий	Рожевий
• метил­оранж	Червоний	Червоний

П'ята зупинка. Станція "Індикаторна"

Учитель. Для визначення кислот серед інших речовин використову­ють індикатори — речовини, що змінюють своє забарвлення в кис­лому середовищі.

Лабораторний дослід "Випробування кислот дією індикаторів". Учні ви­пробовують розчини хлоридної та сульфатної кислот індикаторними папірцями. Результати заносяться до таблиці. Потім випробовують ін­дикаторами яблуко та лимонну кис­лоту. Роблять висновок.

Висновок. Індикатори змінюють і свій колір в розчинах кислот.

Шоста зупинка. Станція "Наукова"

Демонстраційний дослід "Взаємодія І Сульфатної й хлоридної кислот з магнієм, міддю та їх оксидами"

На дошці записується рівняння проведених реакцій.

H2S04+MgMgS04+H2

2HCl + MgMgCl2+H2

До якого типу реакцій належать за­писані на дошці рівняння реакцій?

Поняття реакції обміну

Учитель демонструє дослід "Взає­модія сульфатної кислоти з куп-рум(ІІ) Оксидом". Записує на дошці рівняння реакції.

CuO + H2SO4CuSO4+H2O

До якого з трьох типів реакцій, які ми вже вивчили, можна віднести цю реакцію?

Висновок. Реакції обміну — це реак­ції між складними речовинами, під час яких вони обмінюються своїми

Складовими частинами.

V. Закріплення набутих знань

Учитель. Наша подорож завершу­ється. Додому нас приведуть ці "хі­мічні доріжки".

Диференційовані завдання:

А) для учнів, що їдуть у вагоні 1-го класу:

Zn, A1, CuO, Fe2O3, Cu, Ag, H2SO4;

Б) для учнів, що їдуть у вагоні 2-го класу:

Mg, Zn, Na2O, Ag, CaO, HC1;

В) для учнів, що їдуть у вагоні 3-го класу:

MgO, CuO, H2S04.

Завдання

Складіть прогноз можливих реак­цій, напишіть рівняння можливих реакцій.

VI. Домашнє завдання

1. Яку кислоту не можна зберігати у скляному посуді?

2. Солі якої кислоти називаються нітратами; сульфатами; карбона­тами; фосфатами?

3. Що таке "царська горілка"?

4. Яку кислоту містить шлунковий сік людини?

5. Яка кислота міститься в газованій воді?

6. Які кислоти зберігають і переда­ють спадкову інформацію?

7. Яка кислота є однією з найбільш отруйних речовин?

8. Яка кислота міститься в цитру­сових?

Головоломка

Перед вами п'ять схем реакцій. Дайте відповідь, що це за речови­ни - А, Б, В, Г, Д, Е, Ж. Складіть рівняння реакцій:

1) A + CuO

2) Б+Д MgOSO4+А

3)Г + ДЖ

4) В+NaГ+Д

5)В + ЕД

"Хімічні доріжки"

Диференційовані завдання:

А) для учнів, що їдуть у вагонах 1-го класу (вищий рівень):

Zn, A1, CuO, Fe203, Cu, Ag, H2SO4;

Б) для учнів, що їдуть у вагонах 2-го класу (середній рівень):

Mg, Zn, Na2O, Ag, CaO, HC1;

В) для учнів, що їдуть у вагонах 3-го класу:

MgO, CuO, H2SO4, Ва, А12О3.

Назва Солі	Формула	Колір	Агрегатний стан	Розчинність У воді
	NaCl, CaCO3

Висновок: Солі — різні за кольором, розчинні та нерозчинні у воді тверді речовини.

(Заходить СаСО3 — крейда.)

Крейда. Як приємно, що ви завітали до нас.

Є У Нас друзі, які не хочуть прокидатися, їм здаєть­ся, що вони нікому не потрібні. От якби ви назвали їх та розповіли про їх велику користь, то, можливо, сталося б диво.

Завдання. Назвіть речовини:

І Варіант. СаС12, AJPO4, FeSO4, CuSO4, Ca(NO3)2;

II Варіант. Fe2(SO4)3, MgCl2, CaCO3, FeS, NaNO3.)

Учитель, Які Основні правила треба пам'ятати, називаючи солі? (Вказувати валентність елемента.)

Діти, давайте розбудимо солі, розкажемо про їх користь.

Натрій Нітрат. Чилійська селітра відійшла в історію. Про неї заговорили сто років тому. На ве­личезних просторах Чилі простягається похмура пу­стеля Атакама. Вона тягнеться на сотні кілометрів. На перший погляд, це звичайнісінька пустеля, але вона має одну особливість: під тонким шаром піску залягають потужні поклади натрій нітрату, або на­трової селітри. Цю речовину хотіли використати для виробництва пороху. Терміново спорядили експеди­цію, щоб доставити в Європу заокеанський продукт, але весь вантаж довелося викинути в море: виявило­ся, що для виробництва пороху необхідна калієва селітра. Проте історія з чилійською селітрою не за­кінчилася. Учені встановили, що вона є цінним азот­ним добривом.

Кальцій Карбонат. Я — одна з найпоширеніших сполук на Землі. Мінерали на основі СаСО3 вкрива­ють близько 40 млн. км2 земної поверхні. Крейда, мармур, вапняк, черепашник —- усе СаСО3. Крейда — це не тільки шкільна крейда та зубний порошок. її використовують у паперовій і гумовій промисло­вості як наповнювач. Мармур застосовують для скульптурних робіт, а з менш цінного виготовляють електротехнічні щити. Вапняками мостять дороги, за допомогою цих речовин зменшують кислотність ґрунту.

Калій Ціанід. Я ~ дуже отруйна сіль, хоча маю зовсім невинний вигляд. Я необхідний для добуван­ня золота і срібла з руд, багатьох органічних речо­вин. А ще мене додають у сталь — це надає її по­верхні великої міцності.

Натрій Гідрокарбонат, А я належу до кислих со­лей, бо я — продукт неповного заміщення гідрогену кислоти атомами металу. Хіміки звуть мене натрій гідрокарбонат NaHCO3, але відомий я вам як сода звичайна, питна. Розчин питної соди використову­ють у медицині, для зниження кислотності шлун­кового соку, для полоскання горла при ангіні.

Розчин питної соди — складова частина заряду пінного вогнегасника. При використанні вогнегас­ника сода взаємодіє із сульфатною кислотою. Виді­ляється велика кількість вуглекислого газу, який і утворює велику піну.

Крейда. О, Диво! Наші друзі прокинулися. Дя­куємо вам, діти Землі. Сподіваємося, що вам було цікаво подорожувати. Віримо, що ми потрібні в землянам. Будемо вірно вам служити і вдома, полі, і в школі. А на згадку вручаємо вам подарунок "Морські водорості", вирощені нашими жителями.

Учитель. Час нам вирушати додому.

IV. Закріплення вивченого.

1. Гра "Третій зайвий":

А) NaCl, Mg(OH)2, FeSO4, А1РО4;

Б) СаСО3, NaCl, NaNO3, NaF;

В) MgSO4, CaCO3, KNO3.

2. Гра "Утвори пару". Скласти формули солей: Fe, SO4, Na, Kj, Cl, PO4, Ц, Ca, CO3, SO3, S, Mf Учитель. Солі — складні речовини, утворені атомами металу та кислотного залишку. Тверді речовини можуть Бути Розчинними і нерозчинними.

V. Підсумки уроку

VI. Домашнє завдання. Вивчити § 37, виконати завдання 1, 2 (с. 123 підручника). Скласти казку про сіль.

Провести дослід "Хімічні водорості". Приготу­вати 50-відсотковий натрій силікат. Налити його в хімічну склянку місткістю 500 мл на половину об'єму. На дно склянки вкинути кристалики солей СоС12•6Н2О, №С12-6Н2О, CuSO4•5Н2О, СгС13•6Н2О, FeSO4•7Н2О, MgCl2•6Н2О. Через дея­кий час виростуть чудові "водорості" різного кольо­ру: Co — рожеві, Сu — блакитні, Fe(II) — темно-зелені, Fe(III) — бурі, А1 і Mg — безбарвні.