Хімічні властивості речовин

Тема 1 Початкові хімічні поняття

& 14. Хімічні властивості речовин

Опанувавши цю тему, ви зможете:

– знати й розуміти суть поняття “хімічні властивості”;

– наводити приклади хімічних властивостей відомих вам речовин;

– спостерігати хімічні властивості речовин;

– формувати навички й набувати досвіду в експериментальному дослідженні хімічних властивостей речовин.

Умови виникнення та перебігу хімічних реакцій. Вивчати хімічні властивості речовин і спостерігати їх найкраще під час перебігу реакцій.

Для нього потрібно забезпечити зіткнення частинок речовин. Воно відбувається швидше, якщо:

А) речовини подрібнити (розтовкти розчинити);

Б) збільшити швидкість руху молекул (дотримуватись певного температурного режиму);

В) зменшити відстань між молекулами (у разі взаємодії газів – збільшити тиск) або збільшити кількість молекул, якщо речовини в розчинах.

Хімічні властивості речовин. Кожна хімічна сполука характеризується фізичними властивостями й тільки їй притаманними здатностями до хімічних перетворень або відсутністю цих здатностей.

Вивчаючи хімічні явища та ознаки їх

перебігу, ви вже частково ознайомилися з властивостями речовин. Для розширення ваших знань простежимо, які хімічні властивості може проявляти, наприклад, проста речовина залізо. З цією метою здійснимо декілька демонстраційних дослідів та проведемо спостереження за їх перебігом.

Дослід 1. Горіння заліза в кисні. Попередньо приготуємо посудину, заповнену киснем. До тонкої голки або сталевої дротинки прикріпимо сірник і запалимо його. Голку чи дротинку, що загорілася, швидко опустимо в посудину з киснем. Залізо згоряє, розкидаючи іскри утвореної залізної окалини. Реакцію, що відбувається, можна записати схемою

Fe + О2→ Fe3O4

Зверніть увагу на хімічну формулу залізної окалини. Тут виникає проблема визначення валентності Феруму. Розв’язання цієї проблеми полягає в тому, що залізна окалина складається з двох оксидів, у яких в одному Ферум проявляє валентність ІІ, у другому – ІІІ.

– Складіть формули ферум(ІІ) і ферум(ІІІ) оксидів.

Дослід 2. Взаємодія заліза із сіркою. Приготуємо прості речовини залізо й сірку в певних масових співвідношеннях, щоб вони змогли повністю прореагувати. Учені з’ясували, що кожні 7 г заліза містять стільки атомів Феруму, скільки атомів Сульфуру міститься в 4 г сірки. Тому для реакції доцільно взяти пропорційні маси цих речовин, зокрема 7 : 4 або 3,5 : 2. Під час нагрівання ретельно перемішаної суміші в обраних пропорціях утворюється нова речовина ферум(ІІ) сульфід. У цій сполуці залізо й сірка втрачають свої властивості простих речовин. Схема реакції:

Fe + S → FeS

Дослід 3. Взаємодія заліза з розчином купрум (ІІ) сульфату. Як залізо використаємо сталеву скріпку. Сталь є сплавом заліза з вуглецем, тому саме залізо вступатиме в реакцію з розчином солі. У розчин купрум (ІІ) сульфату опустимо прив’язану до нитки скріпку й залишимо на декілька хвилин. Скріпка змінює забарвлення, укриваючись червоним нальотом. Це означає, що відбулася реакція, у якій залізо виявляє здатність заміщати атоми Купруму в складі вихідної сполуки. Схема реакції:

Fe + CuSO4 → FeSO4+ Сu

Рис 55. Утворення ферум(II) сульфіду

Отже, на поверхні скріпки нагромаджується мідь.

Ще одну властивість заліза ви знаете з повсякденного досвіду. Будь-який залізний виріб за наявності кисню й вологості ржавіє. Іржа – це продукт реакції, який хімічною мовою називається ферум(ІІІ) гідроксид.

Назвіть, де ви зустрічалися з процесом ржавіння заліза. Чи можете запропонувати способи захисту цього металу від ржавіння з власного досвіду?

З іншими хімічними властивостями заліза ви ознайомитеся впродовж вивчення курсу хімії.

Отже, властивостями речовин будемо вважати їх здатності до хімічних перетворень.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

– Хімічні явища відбуваються за умови зіткнення частинок речовин. Пришвидшити ці зіткнення можна подрібненням речовин, збільшенням швидкості руху частинок (підвищенням температури) або зменшенням відстані між молекулами газів (збільшенням тиску).

– Хімічні властивості – це здатності речовин до хімічних перетворень або відсутність цих здатностей.

– Залізо – проста речовина, що проявляє здатність вступати в реакції з простими (кисень, сірка) і складними купрум(ІІ) сульфат, вода) речовинами.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

1. Поясніть, як ви розумієте поняття “хімічні властивості речовин”.

2. Перелічіть ознаки, які спостерігаються під час хімічних перетворень заліза: а) горіння його в кисні; б) взаємодії із сіркою;

В) взаємодії з розчином купрум(ІІ) сульфату; г) ржавіння.

3. Поясніть, за яких умов речовини можуть проявляти свої хімічні властивості.

ДОСЛІДЖУЄМО ВДОМА

1. Покладіть заржавілий залізний цвях на блюдце, залийте його оцтом і залишіть на деякий час. Що спостерігаєте? Чому, на вашу думку, відбулися такі зміни? Властивості якої речовини ви спостерігали?

2. Покладіть заржавілий залізний цвях або шуруп на блюдце, залийте його кока-колою та залишіть на деякий час. Що спостерігаєте? Чому, на вашу думку, відбулися такі зміни? Який висновок можна зробити про склад кока-коли?

3. Прокип’ятіть воду в чайнику. Виготовте фільтр і профільтруйте остуджену воду. Що спостерігаєте? Поясніть, які властивості ви спостерігали.

Практична робота З

Дослідження фізичних і хімічних явищ

Повторіть правила безпеки під час роботи в хімічному кабінеті.

Виконайте запропоновані завдання, самостійно вибравши посильний вам рівень.

І рівень

Завдання 1. Уважно розгляньте видану вам у склянці воду. Опишіть її фізичні властивості за планом: колір, смак, запах, блиск, густіша. Укажіть агрегатний стан.

Дайте відповіді па запитання:

1. Атоми яких елементів входять до складу молекули води?

2. До яких речовин – простих чи складних – належить вода?

Завдання 2. Опишіть фізичні властивості заліза за планом, наведеним у завданні 1.

Завдання 3. Укріпіть свічку па підставці та, дотримуючись відповідних правил, запаліть її. Опишіть свої спостереження, відповідаючи на запитання:

1. Яким полум’ям горить свічка?

2. Які ознаки перебігу реакції спостерігаються та супроводжують її?

ІІ рівень

Завдання 1. Дослідіть фізичні властивості сірки за планом: колір, смак, запах, блиск, густіша, здатність розчинятися або не розчинятися у воді, пластична чи крихка. Укажіть агрегатний стан.

Дайте відповіді на запитання:

1. До яких речовин – простих чи складних – належить сірка?

2. Як перевірити, що сірка – легкоплавка речовина?

Завдання 2. Насипте в хімічну склянку з водою дві чайні ложки кухонної солі й ретельно перемішайте. Що спостерігаєте? Яке явище відбулося? Чи можливо з отриманого розчину виділити сіль? Якщо так, то запропонуйте спосіб.

Завдання 3. Насипте на дно хімічної склянки порошок крейди й долийте кілька мілілітрів 9-процентного оцту. Що спостерігаєте? Яке явище відбулося та який, па вашу думку, газ виділився?

III рівень

Завдання 1. Порівняйте, чим подібні та чим відрізняються між собою цукор і кухонна сіль. Відповідь підтвердьте дослідженнями властивостей цих сполук.

Завдання 2. Насипте в пробірку порошки заліза масою 3,5 г і сірки масою 2 г. Перемітайте їх. Укріпіть пробірку і нагрійте в полум’ї спиртівки, дотримуючись правил нагрівання. Що спостерігаєте? Яке явище відбулося? Опишіть ваші спостереження.

Завдання 3. Серед виданих вам речовин знайдіть розчини купрум(ІІ) сульфату CuSO4 і натрій гідроксиду NaOH. Налийте в пробірку перший розчин об’ємом 1 мл і долийте такий самий об’єм другого. Що спостерігаєте? Яке явище відбулося? Відповідь обгрунтуйте.

IV рівень

Завдання 1. Викопайте досліди, за допомогою яких можна довести, що видана вам речовина є кислотою. Скористайтеся індикаторами.

Завдання 2. Здійсніть перетворення води на пару й навпаки. Опишіть умови, за яких вони відбуваються. Поясніть ваші дії та охарактеризуете спостережувані явища.

Завдання 3. Знаючи, то накип у чайнику є переважно кальцій карбонатом СаСО3, запропонуйте хімічний спосіб очищення чайника від накипу. Поясніть, якими речовинами потрібно скористатися для цього.