Пригадуємо й застосовуємо
• Кисень, водень чи повітря об’ємом 11,2 л (н. у.) кожний має більшу масу?
Оскільки M(H2)<M(повітря)<M(O2), то й маса однакової кількості речовини
m(H2)<m(повітря)<m(O2). Отже, більшу масу серед запропонованих речовин має кисень.
• У скільки разів відрізняються густина повітря і густина води?
Потрібно порівняти молярні маси повітря і води:
M(повітря)/M(Н2О) = 29 г/моль : 1 г/моль = 29 (разів)
Відповідь: у 9 разів відрізняються густина повітря і густина води.
• На основі набутих знань і власного досвіду вислови судження про потребу в промисловому добуванні кисню.
Промислове добування кисню є важливою неообхідністю для забезпечення розвитку багатьох галузей: металургії та металообробки, хімічної і нафтопереробної промисловості, енергетики, медицини тощо. Без промислового добування кисню неможливо уявити функціонування сучасної цивілізації.
ОПРАЦЮЙ ЗРОЗУМІЙ ВИКОРИСТАЙ
МЕДІАПОШУК
Завдання
Із доступних джерел добери інформацію про:
— використання каталізаторів у промисловому виробництві речовин;
Використання каталізаторів у промисловому виробництві речовин дозволяє прискорити хімічні реакції, підвищуючи вихід цільового продукту та зменшуючи кількість відходів. Каталізатори платина (Pt), паладій (Pd) та родій (Rh) використовуються в автомобільній галузі. Каталізатори нікель (Ni), залізо (Fe), кобальт (Co), мідь (Cu) застосовуються в промисловому синтезі, наприклад, гідрування жирів та виробництві аміаку. Оксид ванадію (V2O5) застосовується у виробництві сульфатної кислоти. І таких прикладів можна навести безліч.
— фермент чи групу ферментів.
Фермент амілаза розщеплює крохмаль, пепсин розщеплює білки, каталаза.
ПЛІЧ-О-ПЛІЧ
Завдання 1
За даведеними схемами напишіть хімічні рівняння.
2H2O2 = 2H2O + O2↑ (над знаком "=" напишіть MnO2, t°)
2HgO = 2Hg + O2↑ (над знаком "=" напишіть t°)
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2↑ (над знаком "=" напишіть t°)
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑ (над знаком "=" напишіть t°)
Завдання 2
Обговоріть у групі і з’ясуйте:
— скільки реактантів у кожній реакції;
У кожній реакції один реактант (H2O2; HgO; NaNO3; KMnO4).
— скільки продуктів реакції в кожному рівнянні;
У перших трьох рівняннях два продукти реакції (H2O i O2; Hg i O2; NaNO3 i O2), а в четвертому — три (K2MnO4, MnO2 i O2).
— простими чи складними речовинами є реактанти;
Реактанти є складними речовинами (H2O2; HgO; NaNO3; KMnO4).
— простими чи складними речовинами є продукти реакції.
Продукти реакції є складними речовинами (H2O, NaNO2, K2MnO4, MnO2) і простими речовинами (O2, Hg).
Завдання 3
Знайдіть спільне в записаних вами у завданні 1 хімічних рівняннях.
Спільне в запропонованих хімічних рівняннях – це виділення кисню в якості одного з продуктів реакції.
Завдання
Поміркуй, чи можуть прості речовини бути реагентами реакцій розкладу.
Прості речовини не можуть бути реагентами реакцій розкладу, бо їхні формули складаються з одного хімічного елемента.
Завдання
Поміркуй, чи можна зібрати газ гідроген хлорид способом витіснення води, якщо він добре в ній розчиняється. Запропонуй спосіб його збирання.
Ні, не можна способом витіснення води зібрати гідроген хлорид, бо він добре в ній розчиняється. Гідроген хлорид можна зібрати способом витісненням повітря, тримаючи пробірку дном донизу, бо цей газ важчий за повітря.
НУМО ДОСЛІДЖУВАТИ ДОБУВАННЯ І ЗБИРАННЯ КИСНЮ
Мета дослідження: добути, виявити і зібрати кисень способом витіснення повітря.
Речовини та обладнання: розчин гідроген пероксиду, каталізатор манган (IV) оксид MnО2, шпатель, пробірки, штатив для пробірок, корок із газовідвідною трубкою, лабораторний штатив, дерев’яна скіпка, сірники, посудина-приймач для кисню, скляна паличка.
Звіт про виконане дослідження та висновки записали в зошит у вигляді таблиці:
| Крок | Твої дії | Результат, твої пояснення |
| 1. |
Перевірили герметичність приладу в місці розташування корка. |
Спостерігали появу бульбашок газу. Прилад герметичний. |
| 2. |
Закріпили прилад вертикально в лапці лабораторного штатива. |
Кінець газовідвідної трубки майже торкається дна посудини-приймача. |
| 3. |
Залили 2 мл гідроген пероксиду через відкритий корок і на кінчику шпателя внесли каталізатор манган (IV) оксид. Корок закрили. |
Спостерігали за появою бульбашок газу.
|
| 4. |
Перевірили наявність кисню тліючою скіпкою. |
Тліюча скіпка яскраво спалахує, бо кисень підтримує горіння. |
| 5. |
Зібрали кисень способом витіснення повітря. |
Кисень витіснив повітря, бо є важчим за повітря. |
ТОБІ ДО СНАГИ
Вправа 1
До фізичних чи хімічних явищ належать:
а) добування кисню з повітря;
Цей метод називається ректифікація і належить до фізичних явищ, адже є фізичним методом розділення суміші повітря, який грунтується на різній температурі кипіння складових газів суміші.
б) добування кисню з води.
Цей метод називається гідролізом і належить до хімічних явищ, оскільки відбувається внаслідок реакції розкладу води на кисень і водень під дією електричного струму.
Вправа 2
Які речовини називають каталізаторами? Наведи приклади реакцій із використанням каталізаторів.
Каталізатори — це речовини, які прискорюють хімічні реакції, але при цьому самі не витрачаються і не входять до складу продуктів реакції.
Приклад 1. У лабораторії кисень добувають з гідроген пероксиду Н2О2, додаючи для прискорення реакції невелику кількість манґан (IV) оксиду МnO2.
2H2O2 = 2H2O + O2↑ (над знаком "=" напишіть MnO2, t°)
Приклад 2. Під час синтезу амоніаку азот (N2) і водень (H2) взаємодіють при високій температурі та тиску з використанням заліза (Fe) як каталізатора.
N2 + 3H2 = 2NH3↑ (над знаком "=" напишіть Fe, t°, p)
Приклад 3. Під час синтезу сульфатної кислоти окиснення сульфур (IV) оксиду до сульфур (VI) оксиду відбувається з використанням каталізатора ванадій (V) оксиду.
2SO2 + O2 = SO3↑ (над знаком "=" напишіть V2O5, t°)
Вправа 3
Які властивості газоподібної речовини необхідно враховувати, щоб правильно її зібрати?
Щоб правильно зібрати газоподібну речовину, що виділяється, необхідно враховувати розчинність у воді газу та його відносну густину за повітрям.
Вправа 4
Ознайомся зі схемами реакцій розкладу речовин із виділенням кисню і напиши рівняння реакцій.
а) 2Ag2O = 4Ag + O2↑
в) 2КСlO3 = 2КСl + 3O2↑
г) 2КМnO4 = К2МnO4 + МnO2 + O2↑
За одним із рівнянь склади умову задачі на обчислення з використанням кількісних відношень речовин у хімічній реакції.
Обчисли кількість речовини кисню, що виділиться в результаті розкладу аргентум (I) оксиду, якщо утворилося срібло кількістю речовини 2 моль.
Відомо: n(Ag) = 2 моль
Знайти: n(O2) – ?
Розв’язання
Записуємо рівняння реакції: 2Ag2O = 4Ag + O2↑
Співвідношення речовин у рівнянні реакції: n(Ag) : n(O2) = 2 : 4, тому
n(O2) = n(Ag) • 4 : 2 = 2 моль • 4 : 2 = 4 моль
Відповідь: n(O2) = 4 моль.
Вправа 5
Який малюнок ілюструє правильний спосіб збирання витісненням повітря вуглекислого газу, а який — гелію? Відповідь обґрунтуй.
Вуглекислий газ важчий за повітря і буде витісняти повітря з пробірки, тому цей газ треба збирати, тримаючи пробірку дном донизу, як показано на малюнку в).
Гелій легший за повітря і не буде витісняти повітря з пробірки, тому цей газ треба збирати, тримаючи пробірку дном доверху, як показано на малюнку б).
Вправа 6
Наведи власні приклади газів, які можна збирати способами, що ілюструє малюнок 19 (с. 78).
Мал. 1а. Витісненням повітря (пробірка дном доверху) збирають водень, амоніак, метан, азот.
Мал. 1б. Витісненням повітря (посудина-приймач дном донизу) збирають вуглекислий газ, аргон, хлор, сірководень, бутан.
Мал. 2. Витісненням води можна зібрати метан, водень, азот, гелій.