The Periodic Table Song with real elements

Назви і символи хімічних елементів

 

Назви і символи хімічних елементів

ОКСИДИ - інтерактивна книга

 

ОКСИДИ

Click to read this book, made with Book Creator

app.bookcreator.com
https://read.bookcreator.com/NExhEHffgUUIgmg6ooKUvKyk9Ms1/ShYVVZASQC6TvD3cZ6o_mw

Органічні сполуки - інтерактивна вправа

 

ЖИРИ

 

Жири (гліцериди)

 Друк Email

Знаходження в природі. Фізичні властивості жирів

Жири дуже поширені у природі. Разом з вуглеводнями й білками вони входять до складу всіх рослинних і тваринних організмів й становлять одну з основних частин нашої їжі.

Жиру в клітинах небагато – лише 5-15% від їх маси. У жировій тканині під шкірою і в сальнику до 90% жиру, у молоці 2-6% (в молоці дельфінів до 40%). У рослинах жир зосереджений в насінні, плодах.

Жири легші за воду, у воді погано розчиняються, але добре розчиняються в органічних розчинниках.

Будова молекули жиру

Загальні уявлення про естери допоможуть вам ознайомитися з біологічно важливими речовинами – жирами, які належать до цього класу сполук.

Жири – це естери, утворені триатомним спиртом – гліцерином й трьома молекулами вищих карбонових кислот.

Загальна формула жиру:
 

Будову жирів встановили завдяки працям французьких хіміків Шавреля і Бертло. Нагріваючи жири з водою в присутності лугу Шеврель, ще на початку ХІХ ст. встановив, що вони розкладаються на гліцерин й карбонові кислоти. Бертло (1854 р.) здійснив зворотну реакцію. Він нагрів суміш гліцерину з кислотами й добув жироподібну речовину.

Шаврель Мішель Ежен (1786 – 1889 р. р.) разом з А. Браконно встановив (1817 р.), що більшість жирів складається із стеарину та олеїну, виділив стеаринову, олеїнову і пальмітинову кислоти. Виділив холестерин із тканин тварин (1815 р.), виробив патент на виробництво стеаринових свічок (1825 р.), що поклало початок новій ері освітлення.

Бертло (Бертело) П’єр Ежен Марселен (1827 – 1907 р. р.). Французький хімік, академік, державний діяч. Синтезував аналоги стеарину, пальмітину, олеїну та інших жирів (1854 р.). Гідратацією етилену добув етиловий спирт (1854 р.). Вперше добув бензолен, фенол, нафталін (1851 р.). З води й вуглекислого газу синтезував мурашину кислоту (1862 р.). На основі ацетилену добув ряд ароматичних вуглеводів (1866 р.).

Називають жири, перелічуючи залишки карбонових кислот, що входять до їхнього складу. Наприклад: тристеариновий жир або тристеарин містить три залишки стеаринової кислоти, з’єднаної із залишком гліцерину.

Загальна назва жирів – тригліцериди.

Гліцерид, який добувають при взаємодії гліцерину з одною кислотою, називають простим (триолеїн, тристеарин). Гліцерид, який добувають при взаємодії гліцерину з різними кислотами, називається змішаним. Положення залишків кислот позначається буквами α, β, α’.

α – пальмітодистеарин

Таблиця 14.  Класифікація жирів

	Тверді	Напівтверді	Рідкі (масла, олії)
Представники	Тристеарин	Пальмітодиолеїн	Трилінолеїн
Якісний склад	Гліцерин й насичені високомолекулярні кислоти.	Гліцерин, насичені й ненасичені карбонові кислоти.	Гліцерин і ненасичені карбонові кислоти.
За походженням	Тваринні (яловичий, баранячий). Рослинні (бобовий, кокосовий, какаовий, пальмовий). tпл. +44–55°С.	Тваринні (свинне сало, жири домашньої птиці). tпл. +33–46°С.	Рослинні (соняшниковий, кукурудзяний, соєвий). Тваринний (риб’ячий жир).

Природні жири являють собою не індивідуальну речовину, а суміш тригліцеридів.

Так звані «висихаючи олії» мають здатність висихати, тобто ставати твердими й утворювати при цьому міцну прозору тонку плівку. Завдяки цьому їх використовують для добування оліфи, яку застосовують для вироблення масляних фарб, клейонок, лінолеуму.

Деякі жири, які добувають з насіння соняшника, кукурудзи, сої, тощо, використовують як рідкі олії для приготування їжі.

Хімічні властивості

При довгому зберіганні на повітрі жири частково окиснюються киснем й гіркнуть.

Найважливішою властивістю жирів, як і всіх естерів, є їх гідроліз, в результаті якого вони розщеплюються на гліцерин й відповідні карбонові кислоти.

Наприклад: гідроліз тристеарину:

Цей процес відбувається в організмі: жири, які входять до складу їжі, під впливом ферментів підшлункового і кишкового соку піддаються гідролізу. Продукти гідролізу – гліцерин й карбонові кислоти – всмоктуються в кишківнику й знову утворюють жир, необхідний для організма.

У промисловості гідроліз проводять з метою добування гліцерину, карбонових кислот, мила. Щоб добути мило, гідроліз проводять в лужному середовищі. Продуктами лужного гідролізу є гліцерин і солі карбонових кислот (мила).

Омилення тристеарину:

Для добування мила необхідні тверді жири. Вони також є цінними продуктами харчування, тому деякі олії, нехарчові рослинні жири гідрують й перетворюють їх на більш цінні тверді жири. Так добувають, наприклад, маргарин:

Схема 13.  Хімічні властивості

1. Гідроліз або омилення жирів (реакція зворотня):

2. Гідрування жирів (перетворення рідкого жиру в твердий):

3. Окиснення жирів на повітрі з утворенням масляної кислоти неприємного запаху.

Застосування жирів

1. Як продукти харчування.
2. У медицині й косметичній промисловості як розчинник, основа для мазей, кремів.
3. У текстильній промисловості для змащування ниток й рівномірного фарбування.
4. Входять до складу охолоджуючих рідин при металообробці.
5. Як сировина для виробництва мила, оліфи, фарб, замазок, лаків, емульсій, ґумових виробів.
6. У шкіряному виробництві.

Підсумок:

• Жири – це естери вищих жирних кислот та гліцерину.
• Молекули вищих жирних кислот, що входять до складу природих жирів, завжди містять парне число атомів Карбону.
• Рідкі жири способом гідрування перетворюють на тверді, які застосовують для приготування маргарину та мила.
• Гідроліз – це реакція обміну між жиром й водою, в результаті якої утворюється гліцерин і карбонова кислота.

?

1. Які речовини називаються жирами?
2. Яка роль жирів в організмі?
3. Які жири називаються простими, а які – змішаними?
4. Чим рідкі жири відрізняються від твердих?
5. Які властивості характерні для жирів?
6. Чим естери відрізняються від етерів?
7. Яке значення гідрування жирів?

Завдання для самоконтролю

1. Яку масу тристеарину необхідно, щоб добути гліцерин масою 9,2 г?

2. На гідрування триолеїну витратили водень об’ємом 33,6 л. Яку масу жиру було взято?

3. Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі перетворення:
а) метан → ацетилен → етилен → оцтова кислота → оцтово-метиловий естер;
б) етан → хлоретан → етанол → оцтова кислота → оцтовобутиловий естер → оцтова кислота.

4. Жири належать до:

а) етерів;
б) естерів;
в) карбонових кислот.

5. Рідкі жири – це естери гліцерину та кислоти:
а) оцтової;
б) стеаринової;
в) олеїнової.

6.  Олеїновій кислоті відповідає формула:

а) С₁₅Н₃₁СООН;
б) С₁₅Н₃₃СООН;
в) С₁₇Н₃₅СООН.

7. Які речовини входять до складу пальмітодилінолену. Напишіть напівструктурну формулу даного жиру.

8. За наведеними схемами напишіть рівняння реакцій:

а) триолеїн + Н₂ → ;
б) трипальмітин + Н₂О → ;
в) пальмітодиолеїн + КОН → ;
г) гліцерин + 3С₁₇Н₃₅ООН → .

9. Яку масу тристеарину необхідно, щоб добути гліцерин масою 9,2 г?

10. Яку масу естеру можна добути при взаємодії розчину мурашиної кислоти масою 20 г з масовою часткою кислоти 92% і розчину масою 16 г з масовою часткою метанолу 90%?

11. Яку масу естеру можна добути, якщо змішати розчин масою 14 г з масовою часткою оцтової кислоти 90 % і розчин масою 14 г з масовою часткою етанолу 90%?

КЕЙС-УРОК "МЕТАЛИ"

КЕЙС-УРОК "МЕТАЛИ"

 https://metaluchem224.blogspot.com/p/blog-page.html

З хімічної точки зору металами називаються прості речовини, атоми яких на зовнішній оболонці містять невелику кількість електронів (1–3), мають великі ефективні радіуси, низькі значення потенціалів іонізації та високі відновлювальні властивості.

До класу металів належать як власно метали (прості речовини), так й їх сплави. 

Іноді металами називаються всі речовини, яким притаманні ті чи інші металічні властивості, наприклад, так звані «синтетичні» метали – інтеркаллати, органічні метали. 

Серед 118 вивчених елементів 95 вважаються металами, хоч межа між металами й неметалами в періодичній системі є досить умовною – від В до At

Що ж об`єднує всіх представників цих простих речовин?
Звичайно, це будова їх кристалічної решітки, типи хімічних зв`язків і особливості електронної будови атома.

Адже звідси і характерні фізичні властивості, які лежать в основі використання цих матеріалів людиною.

В першу чергу, розглянемо метали як хімічні елементи періодичної системи. У ній вони розташовуються досить правільно, займаючи 95 осередків з відомих на сьогоднішній день 115. Є кілька особливостей їх розташування в загальній системі:

• Утворюють головні підгрупи I і II груп, а так само III, починаючи з алюмінію.
• Всі побічні підгрупи складаються тільки з металів.
• Вони розташовуються нижче умовної діагоналі від бору до астату.
  

Спираючись на такі дані, легко простежити, що неметали зібрані у верхній правій частині системи, а все інше простір належить розглядаються нами елементів.

Всі вони мають кілька особливостей електронної будови атома:

• Великий атомний радіус, внаслідок чого зв`язок зовнішнього електрона і ядра слабшає, тому метали легко його віддають, виступаючи в ролі відновників.
• Мала кількість електронів на зовнішньому енергетичному шарі.
• У групі зверху вниз металеві властивості елементів посилюються, а по періоду зліва направо, навпаки, слабшають. Так, найсильніший неметалл - це фтор, а слабкий - францій.

Загальна характеристика металів і неметалів дозволяє виявити закономірності в їх будові. Так, кристалічна решітка перших - металева, особлива. У вузлах її знаходяться одразу кілька типів частинок:

• іони;
• атоми;
• електрони.

Усередині накопичується загальне хмара, зване електронним газом, яке і пояснює все фізичні властивості цих речовин. Тип хімічного зв`язку в металах однойменний з ними.

Утворення металічного зв’язку:

1.      Атоми металу втрачають електрони (один або кілька) і перетворюються на позитивно заряджені йони.

2.      Втрачені атомом електрони вільно переміщаються по всьому об’єму металічного тіла, то приєднуючись до йонів, то відриваючись від них, і спільно втримують усі позитивні йони.

3.      Йони розміщуються шарами в певному порядку один відносно одного, утворюючи  певний тип кристалічної гратки.

Кристалічні гратки металів бувають різних типів  : а)кубічна гранецентрована (алюміній, мідь, срібло, золото); б) гексагональна берилій, магній, цинк); в) кубічна об’ємоцентрована (лужні, лужноземельні, залізо)

ЗАВДАННЯ № 1 (хрестики – нулики)

З’єднайте прямою лінією формули електронних схем атомів лужних металів.

1s22s2	1s22s22p63s23p1	1s2
1s22s22p63s1	1s22s22p1	1s22s1
1s22s22p63s23p3	1s22s22p3	1s22s22p4

ЗАВДАННЯ № 2

Виправте помилку:

1s22s22p1	ІІ період	ІІІ група	головна підгрупа
1s22s22p4	ІІ період	IV група	головна підгрупа
1s22s22p3	ІІ період	V група	головна підгрупа

ЗАВДАННЯ № 3
 Записати  на дошці електронні конфігурації металічних елементів, наприклад: Натрію, Літію, Магнію,Алюмінію, Калію й Цинку.

Дайте відповідь на запитання

1. Поясніть, як змінюються властивості хімічних елементів у періодах Періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделєєва.Відповідь підтвердіть прикладами.

2. Поясніть, як змінюються властивості хімічних елементів у групах (головних і побічних). Відповідь підтвердіть прикладом.

3. Які загальні властивості мають прості речовини, утворені хімічними елементами побічних підгруп? Чому?

4. Яке місце посідають металічні елементи в Періодичній системі хімічних елементів Д. І. Менделєєва?

5. Яких хімічних елементів у природі більше — металічних чи неметалічних?

Що ж лежить в основі єдності речовин, які мають властивості металів?

Одна з головних ідей хімії полягає в тому, що властивості речовин залежать від їх складу та будови . Фізичні властивості металів залежать не лише від будови зовнішніх електронних оболонок атомів, але й від інших причин.

Завдяки металічному зв’язку окремі атомні шари кристалічної решітки можуть зміщуватися один відносно іншого. Це додає металам пластичності (ковкості) -  здатності змінювати свою форму без розриву хімічних зв’язків. Так, наприклад, найковкішими атомами є золото – з 1 г цього металу можна витягнути дріт довжиною 2,4 км  в кілька сотень раз тонший за волосину. У той же час, метал Стибій дуже крихкий – його можна розтерти в порошок.

 Хімічні властивості металів 

Виходячи з того, що метали можуть тільки віддавати електрони зовнішнього енергетичного рівня, можна зробити висновок, що в хімічних реакціях метали здатні виявляти лише відновні властивості.

Основний процес, який характеризує хімічні властивості металів можна описати такою схемою:

Me ⁰ – nē  → Me ⁺ⁿ

1. Метали взаємодіють із простими речовинами – неметалами, тобто з галогенами, киснем, сіркою.

2 Mg ⁰ + O₂ ⁰ = 2 Mg⁺²O^-2

Fe + S = Fe⁺²S^-2

Al  +  I₂ = Al⁺³I₃^-1

Me ⁰     +  неMe⁰     =  Me⁺ⁿ неMe^-n

         Атоми металічних елементів у цьому випадку є відновниками, які, перетворюючись на позитивно заряджені йони, віддають валентні електрони.

         Атоми неметалічних елементів, які у цьому випадку виступають окисниками, приймають електрони й перетворюються на негативно заряджені йони.   У сполуках між металічними і неметалічними елементами утворюється  йонний звязок.

         2) Взаємодія металів з водою.

Метали	Хімічні процеси при реакції з водою	Продукти реакції
Лужні метали, а також Са, Ва	2Na + 2 H2O = 2NaOH + H2↑ Ca + 2H2O = Ca(OH)2+ H2↑	H2  ; Me(OH)n
Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Pb	7000 Zn + H2O =  ZnO + H2 8000 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2	H2 ; MeO
Cu, Ag, Au	З водою не взаємодіють	-

Одні метали легко вступають у реакцію з водою, інші реагують з водою лише при нагріванні. Є група металів, які з водою не взаємодіють
При взаємодії металів з водою виділяється водень, отже, ті метали, що вступають у реакцію з водою, відновлюють Гідроген з води. При взаємодії лужних і деяких лужноземельних металів з водою утворюється водень і гідроксиди відповідних металів. Інші метали при взаємодії з водою утворюють водень і оксиди металів.

Zn +  2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

Zn⁰ + 2H⁺ + 2Cl¯  = Zn²⁺ + 2Cl ^¯ + H₂ 
Cu + HCl ≠

Хімічні властивості металів визначаються здатністю їх атомів легко віддавати свої валентні електрони і перетворювати на позитивні іони внаслідок низьких значень електронегативностей, які обумовлені невисокими енергіями іонізації атомів і невеликою (часто від’ємною) спорідненістю до електрона.

 Питання для роздумів

1.Чому не можна у цинковому відрі готувати розчин мідного купоросу? (акцентується увага на можливості реакції заміщення між металом та сіллю слабшого металу).

2.До суміші двох металів другої групи головної підгрупи, які називають «елементами життя», долили води, один з цих металів розчинився у воді, другий – ні. Які це метали? (виконання завдання припускає порівняння активності лужноземельних металів – кальцію та магнію, а також утворених ними сполук. Звертаючись до таблиці розчинності, учні переконуються в нерозчинності гідроксиду магнію, чим пояснюється неможливість його реакції з водою з утворенням розчинної основи та водню).

3.Чому в земній корі не зустрічаються у вільному стані лужні метали, їх оксиди та гідроксиди? (до уваги береться висока хімічна активність лужних металів та їхніх сполук, здатність реагувати при звичайних умовах з кислотами та кислотними оксидами з утворенням солей).

4.У тепловозах, що мають двигуни з чавунними та стальними блоками, в системі охолодження використовують воду з рН = 11 – 12, а для дизельних поїздів, які мають двигуни з алюмінієвими блоками – вода з рН = 7 – 8. Як це пояснити? (завдання дозволяє акцентувати увагу на амфотерні властивості алюмінію, неможливість перебування його в розчині з лужним середовищем рН = 11 – 12).

5. Чому алюмінієвий посуд не можна мити содою? (сода в розчині піддається гідролізу із створенням лужного середовища, наступний хід думок співзвучний з попереднім завданням).

6.Визначте середовище солей: хлорид натрію, хлорид магнію, карбонат калію (завдання передбачає повторення знань про гідроліз солей з утворенням різних середовищ, уточнення суті процесу гідролізу та залежність його результату від природи солі).

 Добування металів
Усі промислові способи одержання металів засновані на окисно-відновних реакціях.
Пірометалургійні способи полягають у відновленні металів з оксидів за високих температур за допомогою вуглецю, оксиду вуглецю (ІІ), алюмінію, кремнію або водню:
ZnO + C Þ Zn + CO;           
  Fe₃O₄ + 4CO Þ 3Fe + 4CO₂;
Cr₂O₃ + 2Al Þ Al₂O₃ +  2Cr;                    
3BaO + Si Þ BaSiO₃ + 2Ba;
WO₃ + 3H₂ Þ W + 3H₂O.
Якщо метал одержують з сульфідів, ці сполуки перетворюють на оксиди (випалювання):
2ZnS + 3O₂ Þ 2ZnO + 2SO₂;
4FeS₂ + 11O₂ Þ 2Fe₂O₃ + 8SO₂;
Cu₂S + 2O₂ Þ 2CuO + SO₂.
Як відновник у реакціях використовують сульфід того ж металу (економія окисників і відновників):
2ZnO + ZnS Þ 3Zn + SO₂,
3   Zn⁺² + 2 е ® Zn⁰
  S^-2 – 6 е ® S⁺⁴
Гідрометалургійні способи засновані на реакціях переведення сполук металів у розчин і відновлення з них металів без застосування високих температур за допомогою електролізу або інших металів:
CuО + H₂SO₄ Þ CuSO₄ + H₂O;              
      CuSO₄ + Fe Þ FeSO₄ + Cu.
Гідрометалургійними способами одержують золото, срібло, цинк, уран тощо.   
Електроткрмічні способи засновані на реакціях відновлення металів електролізом розплавів їх солей, оксидів або гідроксидів. Цими способами одержують лужні та лужноземельні метали. алюміній тощо.
Найбільш поширений метал в грунті Землі — алюміній. Якщо взяти всю планету в цілому, то залізо вийде на перше місце, так як воно становить більшу частину ядра Землі. Залізо є шостим з найпоширеніших елементів у Всесвіті. В межах Землі залізо на четвертому місці. Найдорожчим металом у природі є родій, вартість якого перевалює за 175 тисяч доларів. Таким чином на другому місці платина і на третьому — золото. Єдиним металом, який може зберігати рідкий стан при кімнатній температурі є ртуть. Найвищу температуру плавлення має вольфрам, саме тому його використовують як спіралі в лампах розжарювання. Найдорожчим металом, штучно створеним людиною є каліфорній 252. Орієнтовна ціна — 6500000 $ за 1 грам. В даний момент на Землі існує не більше 5 грамів цього металу. Виробляється каліфорній 252 в потужних реакторах, не дивно, що дозволити таку розкіш можуть лише США та Росія. За рік в одному реакторі виробляється всього близько 30 мкг цієї рідкісної речовини. Де ж застосовується цей понад рідкісний метал? Каліфорній 252 застосовується в медицині при лікуванні ракових захворювань; в промисловості для перевірки якості зварних швів; в приладобудуванні як індикатор; каліфорній також використовується при запуску реакторів; в геології для виявлення руху грунтових вод і т.п … На цьому послужний список даної речовини не закінчений.
Корозія металів
Під дією факторів навколишнього середовища метали окислюються, утворюючи хімічні сполуки (оксиди, гідроксиди, солі) – зазнають корозії.
Корозія – це руйнування металів внаслідок їх взаємодії з навколишнім середовищем. Розрізняють хімічну та електрохімічну корозії.
Хімічна корозія – це руйнування металу внаслідок взаємодії з середовищем, яке не проводить елекричний струм. Прикладами хімічної корозії є швидке окислення на повітрі натрію або кальцію, взаємодія металів з сірководнем, галогенами, оксидом сірки (ІV) та іншими газами, що містяться в атмосфері, а також з рідинами, які не проводять електричний струм (нафтою, бензином, толуолом та ін.).
Електрохімічна корозія – це руйнування металу, що знаходиться в контакті з іншим металом і електролітом або водою.
Чисті метали не зазнають електрохімічної корозії.
Корозія завдає великих збитків народному господарству.

Методи захисту металів від корозії дуже різноманітні. Їх можна поділити на три групи.
1.Захист поверхні металу від впливу факторів навколишнього середовища за допомогою покриттів – металічних (нікелю, цинку, хрому, алюмінію, золота, срібла) або неметалічних (лаків, фарб, смол, гуми, емалей), плівки оксиду – оксидування, плівки солей – фосфатування.
2.Обробка корозійного середовища. З середовища, де знаходяться метали, видаляють речовини, які викликають корозію, або додають такі, що уповільнюють корозію - інгибітори.
3.Електрохімічні методи – катодний і протекторний захисти. Їх використовують у середовищах, які добре проводять електричний струм. Для забезпечення катодного захисту поверхонь (труб, парових котлів, корпусів кораблів) виріб підключають до катода (анодом є лист заліза). За певної сили струму окисник відновлюється на катоді, анод окислюється, що забезпечує стійкість виробу до корозії.

Інтерактивна книга "Властивості вуглеводнів"