библиотека химических реакций
ОГЛАВЛЕНИЕ
v Азот. Оксиды. Аммиак. Кислоты. Соли
v Алюминий и его соединения
v Благородные газы
v Ванадий, Ниобий, Тантал и их соединения
v Бор. Борная кислота
v Вода и Пероксид водорода
v Водород
v Галогенов соединения. Кислоты
v Галогены
1. Фтор
2. Хлор
3. Бром
4. Йод
v Германий, Олово, Свинец и их соединения
v Железо, Кобальт, Никель и их соединения
v Кислород. Озон
v Кремний. Оксиды. Силикаты. Силициды. Силаны
v Марганец. Перманганаты. Манганаты
v Медь, Серебро, Золото и их соединения
v Мышьяк, Сурьма, Висмут и их соединения
v Селен, Теллур и их соединения
v Семейство платины
v Сера. Сероводород. Сульфиды
v Серы оксид (IV). Сернистая кислота. Тиосульфат
v Серы оксид (VI). Серная кислота
v Скандий, Иттрий, Лантан и их соединения
v Титан, Цирконий, Гафний и их соединения
v Углерод. Оксиды. Карбонаты. Карбиды
v Фосфор. Фосфин. Галогениды. Кислоты. Соли
v Хром. Хромат. Дихромат. Молибден и вольфрам
v Цинк, Кадмий, Ртуть и их соединения
v Щелочные металлы
v Щелочноземельные металлы
Азот. Оксиды. Аммиак. Кислоты. Соли
N2 + 3H2 ó 2NH3
N2 + 6Li = 2Li3N + 39 кДж
NH4NO2 (t°) = N2 + 2H2O
(NH4)2Cr2O7 (t°) = N2 + Cr2O3 + 4H2O (горит как вулкан)
AlN + 4HCl = AlCl3 + NH4Cl
Ca3N2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2NH3 (часто нитриды щелочных и щелочноземельных металлов – бертоллиды)
Na3N + 3H2O = 3NaOH + NH3
Li3N + AlN (t°) = Li3AlN2
Li3N + BN (t°) = Li3BN2
NO3- + 2H+ + 1e à NO2 + H2O
NO3- + 4H+ + 3e à NO + 2H2O
2NO3- + 10H+ + 8e à N2O + 5H2O
2NO3- + 12H+ + 10e à N2 + 6H2O
NO3- + 10H+ + 8e à NH4+ + 3H2O
3Cu + 2KNO3 + 4H2SO4 = 3CuSO4 + K2SO4 + 2NO + 4H2O
4NH3 + 5O2 (t°) = 4NO + 6H2O
HNO3 (раств) + Cu = NO + Cu(NO3)2 + H2O
2NO + Cl2 (t°,hv) = 2NOCl (нитрозил-галогениды)
5NO + 3KMnO4 + 6H2SO4 = 5HNO3 + 3MnSO4 + 3KHSO4 + 2H2O
NO + 5CrCl2 + 4H2O = 5Cr(OH)Cl2 + NH3
NO + 3CrCl2 + 3HCl = NH2OH + 3CrCl3
2NO + SO2 = N2O + SO3
Note Bene: [Cr(NH3)5NO]Cl2 [Fe(OH2)5NO]SO4 (часто NO группа – лиганд)
2NO + O2 (мгновенно окисляется) = 2NO2 – бурый газ
2Cu(NO3)2 (t°) = 2CuO + 4NO2 + O2
2N2O5 ó 4NO2 + O2
NO2 + H2O + O2 = 2HNO3
3NO2 + H2O (t°) = 2HNO3 + NO – бесцветный газ
2NO2 + 2KOH = KNO3 + KNO2 + H2O
2NO2 + C = CO2 + 2NO
2NO2(г) (охлаждение) à N2O4(ж)
2NO2(г) + H2O ó HNO2 + HNO3 (растворение на холоде)
3NO2 + H2O (t°) = 2HNO3 + NO
4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3 (применяют в промышленности)
NO2 + SO2 + H2O = H2SO4 + NO
NO2 + O3 à NO3 + O2
2NO3 à O2NO─ONO2 (N2O6)
N2O6 + 2H2O = 2HNO3 + H2O2
NO2 + F2 = 2NO2F
NaNO2 + F2 = NO2F + NaF
Нестабильная и стабильная форма
NO + NO2 (-t°) ó N2O3 – синяя жидкость
N2O3 + H2O = 2HNO2
P2O3 + 2HNO3 = N2O3 + 2HPO3
N2O3 + Na2O = 2NaNO2
N2O3 + Ca(OH)2 = Ca(NO2)2 + H2O
Note Bene: гипонитрат Na
2HNO3 + P2O5 = 2HPO3 + N2O5 – прозрачные бесцветные кристаллы
N2O5 + H2O = 2HNO3
N2O5 + 2H2O2 (100%) = 2H─O─O─NO2 + H2O
H─O─O─NO2 + H2O = H2O2 + HNO3
2NO2 ó N2O4 – бледно-желтая жидкость
NH4NO3 (t°) = N2O + 2H2O – бесцветный газ
5N2O + 8KMnO4 + 7H2SO4 = 3MnSO4 + 5Mn(NO3)2 + 4K2SO4 + 7H2O
2N2 + O2 (t°) = 2N2O
Соли: первая форма – легкие металлы, вторая – тяжелые!
2HNO2 ó NO + NO2 + H2O (k = 6*10-4 при 25 °C)
AgNO2 + HCl = AgCl + HNO2
2HNO2 + 2HI =I2 + 2NO + 2H2O
HNO2 + H2O2 = HNO3 + H2O
3HNO2 (τ) = HNO3 + 2NO + H2O
2HNO2 + H2S = 2H2O + S + 2NO
2NaNO2 + Na2S + 2H2SO4 = 2Na2SO4 + S + 2NO + 2H2O
5KNO2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5KNO3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O
NaNO3 + H2SO4 (τ) = HNO3 + NaHSO4
8HNO3 (разб) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
2HNO3 + S = H2SO4 + 2NO
2HNO3 (конц) + 6HCl ó 3Cl2 + 2NO + 4H2O возможны варианты этой реакции:
HNO3 (конц) + 3HCl = NOCl + Cl2 + 2H2O
4HNO3 (hν) à 4NO2 + 2H2O + O2 (частичное разложение HNO3)
4HNO3 + 3C = 3CO2 + 4NO + 2H2O
5HNO3 + 3P + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO
8HNO3 (конц) + ZnS = ZnSO4 + 8NO2 + 4H2O
HNO3 + 3HCl + Au = AuCl3 + NO + 2H2O
HNO3 + 4HCl + Au = H[AuCl4] (золотохлороводородная к-та) + NO + 2H2O
MeNO3 (t°) à до Mg à MeNO2 + O2
MeNO3 (t°) à от Mg до Cu à MeO + NO2 + O2
MeNO3 (t°) à после Cu à Me + NO2 + O2
2KNO3 (t°) = 2KNO2 + O2
2KNO3 + 4H2SO4 + 3Cu = 3CuSO4 + K2SO4 + 2NO + 4H2O (нитраты способны растворять в кисл. среде металлы)
4LiNO3 (t°) = 2Li2O + 4NO2 + O2
AgNO3 (t°) = Ag + NO2 + O2
Hg(NO3)2 (t°) = Hg + 2NO2 + O2
2Cu(NO3)2 (t°) = 2CuO + 4NO2 +O2
2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr
NH3 + Na = NaNH2 + H0 (амид натрия)
2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O
2NH3 + H2O2 = N2 + 6H2O
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
4NH3 + 5O2 (Pt) = 4NO + 6H2O
NH3 + H2O ó NH4OH ó NH4+ + OH-
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
2NH3 + NaOCl = N2H4 + NaCl + H2O
4NH3 + 3F2 = 3NH4F + NF3
2NF3 + 3H2O (пар, 7) = 6HF + NO + NO2
2NF3 + Cu = CuF2 + N2F4
NH4Cl + 3Cl2 = 4HCl + NCl3
2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O + 2NH3
NH4NO2 (t°) = N2 + 2H2O
NH4NO3 (t°) = N2O + 2H2O
(NH4)3PO4 (t°) = 3NH3 + H3PO4
(NH4)2SO4 + 2KOH = 2NH3 + K2SO4 + 2H2O
2KNH2 + Zn(NH2)2 = K2[Zn(NH2)4]
NaNH2 + N2O = NaN3 + H2O
3NaNH2 + NaNO3 = NaN3 + 3NaOH + NH3
(молекула полярна)
N2H4 + O2 (воздух) = N2 + 2H2O
N2H4 + 2I2 = N2 + 4HI
2N2H4 + 2Na = 2NaN2H3 + H2
NaN2H3 + H2O = NaOH + N2 + 2H2
Note Bene: N2H5Cl N2H6Cl2
HNO3 + 6H0 = NH2OH + 2H2O (крист., t°пл = 33°, 100 t° = взрыв!)
NH2OH + HCl = [NH3OH]Cl
NH2OH + HNO2 = [NH3OH]NO2
[NH3OH]NO2 = N2O + 2H2O
2NH2OH + 2HI (при pH ~ 8) = I2 + N2H4 + 2H2O
2NH2OH + I2 (pH>9) = 2HI + N2 + 2H2O
азотистоводородная кислота (~ pK уксусной кислоты)
2HN3 = H2 + 3N2 => в безводном состоянии взрывается от сотрясения и +t°
N2H4 + HNO2 = HN3 + 2H2O
HN3 + H2O (τ) = N2 + NH2OH
3HN3 + Cu = Cu(N3)2 + N2 + NH3
HN3 + 2HI = I2 + NH3 + N2
HN3 + 3HCl = 2Cl0 + N2 + NH4Cl
4HN3 + F2 = 4N2 + NH4F + FN3
AgN3 + Cl2 = AgCl + ClN3 + H2O
ClN3 + H2O ó HOCl + HN3
Note Bene: AgN3; Pb(N3)2; Hg(N3)2 – малорастворимые соли тяжелых металлов
NaN3; KN3 – растворимые и более устойчивые соли щелочных металлов
Pb(N3)2 – взрывается при ударе – детанатор
азотноватистая кислота
Ag2N2O2 + 2HCl = 2AgCl +H2N2O2
H2N2O2 (t°) = N2O + H2O
3Na2N2O2 (t°) = 2NaNO2 + 2N2 + 2H2O
Hg(ONC)2 – ртутный детанатор
2HCN + 2K = 2KCN + H2
KCN + S = KCNS
Алюминий и его соединения
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2↑ + 836 кДж (Алюминий амальгамированный! т.е. очищеный от оксидной пленки ртутью)
4Al + 3O2 (700°) = 2Al2O3 + 1676 кДж
2Al + Cr2O3 (800°) = 2Cr + Al2O3 + 539 кДж
10Al + 3V2O5 (900-1100°) = 5Al2O3 + 6V
2Al + 3F2 (600°) = 2AlF3
2Al (порошок) + 3Hal2 (25°) = 2AlHal3
2Al + 3S (150-200°) = Al2S3
2Al + N2 (800-1200°) = 2AlN
Al + P (500-800°) = AlP
4Al + 3C (1500-1700°) = Al4C3
8Al + 3(FeIIFe2III)O4 (>2000°) = 4Al2O3 + 9Fe (термитная смесь)
Al + H2 ≠
3Li[AlH4] + AlCl3 (в эфире) = 4AlH3 + 3LiCl
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2
2Al + 6H2SO4 (конц) = Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Al + 6HNO3 (конц) = Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
2Al + 3H2SO4 (разб) = Al2(SO4)3 + 3H2
Al + 4HNO3 (разб) = Al(NO3)3 + NO + 2H2O
8Al +30HNO3 (оч. разб.) = 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O
2Al + 2NaOH + 6H2O (80°) = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
2Al + 6NaOH (450°) = 2NaAlO2 + 3H2 + 2Na2O
8Al + 18H2O + 5KOH + 3KNO3 (100°) = 8K[Al(OH)4] + 3NH3↑
2Al2O3 + 9C (1800°) = Al4C3 + 6CO
Al2O3 + 6HCl (конц) (τ, 80°) = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 2NaOH (900-1100°) = 2NaAlO2 + H2O
Al2O3 + 2NaOH + 3H2O (τ, 80°) = 2Na[Al(OH)4]
Al2O3 + CoO (1100°, KCl) = (CoAl2)O4 (синий)
Al2O3 + Na2CO3 (1000-1200°) = 2NaAlO2 (метаалюминат натрия) + CO2
Al2O3 + MgO (1600°) = (MgAl2)O4
Al2O3 + 6KHSO4 = Al2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O
Al(OH)3 (170-200°) = AlO(OH) + H2O
2AlO(OH) (360-575°)= Al2O3 + H2O
Al(OH)3 + KOH (конц) = K[Al(OH)4] (р) (на деле имеем K[Al(OH)4(H2O)2] )
Al(OH)3 + 3HCl (разб) = AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + NaOH (1000°) = NaAlO2 + 2H2O
Al(OH)3 + 3HF (конц) + 3NaF = Na[AlF6]↓ + 3H2O (синтез криолита)
Na[Al(OH)4] + CO2 = Al(OH)3 + NaHCO3
Na[Al(OH)4] + HCl = Al(OH)3 + NaCl + H2O
Na[Al(OH)4] (800°) = NaAlO2 + 2H2O
Na[Al(OH)4] (τ) = Al(OH)3↓ + NaOH (разбавление водой)
Na[Al(OH)4] + 4HCl = AlCl3 + NaCl + 4H2O
Na[Al(OH)4] + EO2 = Al(OH)3↓ + NaHEO3 (E = C, S)
3Na[Al(OH)4] + AlCl3 (конц) = 4Al(OH)3↓ + 3NaCl
2Na[Al(OH)4] + (NH4)2CO3 (100°) = 2AlO(OH)↓ + Na2CO3 + 2NH3↑ + 4H2O
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S
AlN + 3H2O = Al(OH)3↓ + NH3
AlP + 3H2O = Al(OH)3↓ + PH3
Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3↓ + 3CH4
AlBr3 + 3KOH = Al(OH)3↓ + 3KBr
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O (20°) = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl
AlCl3 + 3NH3 + 3H2O (100°) = AlO(OH)↓ + 3NH4Cl + H2O
2Al(NO3)3 + 3Na2S + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NaCl
Сульфат алюминия-калия – алюмокалиевые квасцы
KAl(SO4)2*12H2O (120°) = KAl(SO4)2 + 12H2O
4KAl(SO4)2 (800-900°) = 2Al2O3 + 2K2SO4 + 6SO2 + 3O2
KAl(SO4)2 + 3KOH (конц) = K[Al(OH)4] + 2K2SO4
KAl(SO4)2 + 2Ba(NO3)2 = 2BaSO4↓ + Al(NO3)3 + KNO3
2KAl(SO4)2 + 3H2O + 3K2CO3 = 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑ + 4K2SO4
2KAl(SO4)2 + 6H2O + 3K2S = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ + 4K2SO4
KAl(SO4)2 + 4KOH (500°) = KAlO2 + 2K2SO4 + 2H2O
Благородные газы
238U à 234Th + 4He
41H à 4He + 2β+ + 2
Xe + PtF6 = Xe[PtF6]
Xe + F2 = XeF2
Xe + F2O2 (-120°С) = XeF2 + O2
Xe + 2F2 (400°, 6 атм) = XeF4
Xe + 3F2 (250°, 50 атм) = XeF6
XeF2 + 2OH- = Xe + 1/2O2 + 2F- + H2O
2XeF2 + 4KOH = 2Xe + 4KF + O2 + 2H2O
5XeF2 + 2MnSO4 + 8H2O = 5Xe + 2H2SO4 + 10HF + 2HMnO4
XeF4 + Pt = PtF4 + Xe
XeF4 + 2Hg = 2HgF2 + Xe
6XeF4 + 12H2O = 2XeO3 + 24HF + 4Xe + 3O2
2XeF6 + SiO2 = 2XeOF4 + SiF4
XeF6 + H2O = XeOF4 + 2HF
XeF6 + RbF (-t°) = RbXeF7
2RbXeF7 (20°) = XeF6 + Rb2XeF8
2CsXeF7 (50°) = XeF6 + Cs2XeF8
Me2XeF8 (>400°) = Xe + 2Me + 4F2
H2XeF8 – октафторксеноновая кислота
XeO3 + H2O ó H2XeO4 ó H+ + HXeO4-
XeO3 + O3 + 4NaOH = Na4XeO6 + O2 + 2H2O
Ba2XeO6 + 2H2SO4(безводная, -t°) = 2BaSO4 + XeO4↑ + 2H2O
3XeO4 (t°>0°C, взрыв) = 2XeO3 + Xe + 3O2
Note Bene: KrF2, KrF4, RnF2, RnF4, RnF6, RnO3, Ar*6H2O, H6XeO6, H4XeO6, BaKrO4, Na4XeO6, Ba3XeO6, Na6XeO6, Ba2XeO6
Ванадий, Ниобий, Тантал и их соединения
4V + 5O2 = 2V2O5 (яд!)
2V + 5F2 = 2VF5
2V + 10HNO3 (конц, t°) = V2O5 + 10NO2 + 5H2O
V2O5 + 2KOH = 2KVO3 (метаванадат) + H2O
V2O5 + 4KOH = K2V2O7 (пированадат) + 2H2O
V2O5 + 6KOH = 2K3VO4 (ортованадат) + 3H2O
V2O5 + 6HCl (конц) = 2(VO)Cl2 (хлорид ванадила) + Cl2 + 3H2O
3V2O5 + 10Al = 6V + 5Al2O3
V2O5 + 6HCl (конц) = 2(VO)Cl2 + Cl2 + 3H2O
VO2 + H2SO4 = (VO)SO4 (сульфат ванадила) + H2O
4VO2 + 2NaOH = Na2V4O9 + H2O
2VCl2 + 2HCl (разб) = 2VCl3 + H2
2VCl3 + H2 (400°) = 2VCl2 + 2HCl
2VCl3 + H2SO4 (конц) = 2(VO)Cl2 + SO2↑ + 2HCl
(VO)SO4 + 3HCl + H0(Zn) = VCl3 + H2SO4 + H2O
10(VO)SO4 + 7H2O + 2KMnO4 = 5V2O5 + 2MnSO4 + 7H2SO4 + K2SO4
Шкала степеней окисления
+V V2O5 à NH4VO3 Ca(VO3)2 Na3VO4 Ag2V2O7
+IV VO2 à VO(OH)2 à Na2VO3 K4VO4 Ca4V4O9
à (VO)SO4 (VO)Cl2
+III V2O3 à V(OH)3 à KVO2 Cs[VCl4O]
à V2(SO4)3 VCl3
+II VO à V(OH)2 à VSO4 VCl2
Nb и Ta содержатся в рудах вместе, принцип разделения основан на разнице кипения их хлоридов:
NbCl5 t°кип = 247,5° TaCl5 t°кип = 236°
NbF5 + 2HF = H2[NbF7]
H2[NbF7] + [O] = H2[NbOF7]
TaF5 + 2HF = H2[TaF7]
H2[TaF7] + [O] ≠
Бор. Борная кислота
[Промышленный способ получения (из буры):
[Na2B4O7*10H2O + H2SO4 = 4H3BO3↓ + Na2SO4 + 5H2O
[2H3BO3 (t°) = B2O3 + 3H2O
[B2O3 + 3Mg (t°) = 3MgO + 2B
2B + 3H2 ≠ (только косвенным путем)
4B + 3O2 (>700 °С) = 2B2O3
2B + N2 (>1200 °С) = 2BN (нитрид бора, огнеупорные материалы)
2B + 3F2 = 2BF3
2B + 3Cl2 (400 °С) = 2BCl3
2B + 3Br2 (600 °С) = 2BBr3
B + 2Ni = Ni2B
2B + 6KOH (t°) = 2KBO2 + 2K2O + 3H2
2B + 6H2O (пар) = 2H3BO3 + 3H2
B + 3HNO3 = H3BO3 + 3NO2
Mg3B2 + HCl = B2H6 B4H10 B5H11 B6H10 B10H11 Бораны – очень токсичные вещества
6MgB2 + 12HCl = H2 + B4H10 + 6MgCl2 + 8B
диборан тетраборан
B2H6 +6H2O = 2H3BO3 + 6H2
Note Bene: Cr4B Cr2B CrB Cr3B4 CrB2
BHal3 + 3H2O = H3BO3 + 3HHal
2BCl3 + 3H2 = 2B + 6HCl
BCl3 + NH3 = NH3─BCl3 (рассматривается как кислота Льюиса)
смотри также реакции с фтором
B2O3 + 3H2O = 2H3BO3 (B(OH)3 – в разной литературе по разному…)
H3BO3 ó H+ + H2BO3- ó 2H+ + HBO3- ó 3H+ + BO3- (k1=5,8*10-10 k2=4*10-13 k3=4*10-14)
4H3BO3 + 2NaOH = Na2B4O7 (тетраборат натрия) + 7H2O
H3BO3 + 3HOC2H5 = B(OC2H5)3 + 3H2O
Na2B4O7 + 10H2O = Na2B4O7*10H2O
Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O = Na2SO4 + 4H3BO3
H3BO3 (t°)à HBO2 + H2O↑
4HBO2 (t°)à H2B4O7 + H2O↑
H2B4O7 (t°)à 2B2O3 + H2O↑
Вода и Пероксид водорода
H2 + O2 = H2O «гремучая смесь» – 4-74% H2 по объему
NH3 + H2O ó NH3*H2O ó NH4OH
CuSO4 + 5H2O = CuSO4*5H2O
FeSO4 + 7H2O = FeSO4*7H2O
CuO + H2 = H2O + Cu
Cu(OH)2 (t°) = CuO + H2O
BaO + H2O = Ba(OH)2
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
CaCl2 + 6H2O = CaCl2*6H2O
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
2K + H2O = 2KOH + H2↑
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑
3Fe + 4H2O ó (FeIIFe2III)O4 + 4H2↑
2Cl2 + 2H2O = O2 + 4HCl
2BaO + O2 (изб) (<500°) = 2BaO2
BaO2 + H2SO4 = BaSO4↓ + H2O2
3F2 + 3H2O = F2O↑ + 4HF + H2O2 (взрывной характер реакции)
Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2
H2O2 + Cl2 = 2HCl + O2
2H2O2 (>150°, кат. MnO2) = 2H2O + O2
H2O2 (разб) + 2NaOH (разб) =NaHO2 + H2O
H2O2 + Ag2O = H2O + O2 + 2Ag
5H2O2 (30%) + I2 (т) = 2HIO3 + 4H2O
H2O2 (10%) + SO32- = SO42- + H2O
PbS (черн.) + 4H2O2 = PbSO4 (бел.)↓ + 4H2O
H2O2 + OH- + [Sn(OH)3]- = [Sn(OH)6]2-
H2O2 (конц) + Ag2O = 2Ag↓ + O2↑ + H2O
2H2O2 (конц) + Ca(ClO)2 = CaCl2 + 2H2O + 2O2↑
HNO2 + H2O2 = HNO3 + H2O
2NH3 + H2O2 = N2 + 6H2O
2HIO3 + 5H2O2 = 5O2 + I2 + 6H2O
Ba(OH)2 + H2O2 = BaO2 + 2H2O
2NaOH (т) + H2O2 (конц) (0°C) = Na2O2↓ + 2H2O
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O
Водород
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
2CH4 + O2 ó 2CO + 4H2
2H3O+ + 2e = H2↑ + 2H2O
2KH (t°) = 2K + H2↑
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑
CO + H2O ó CO2 + H2↑
CH4 + H2O (1000°) ó CO2 + 3H2
NaH + H2O = NaOH + H2↑
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Zn + 2KOH + 2H2O = K2[Zn(OH)4] + H2↑
H2O + C ó H2 + CO
2H2 + O2 (550°) = 2H2O
3H2 + N2 (500°, p, кат. Fe, Pt) ó 2NH3
2H2 + CO (400°/300атм. ZnO/Cr2O3) → CH3OH
2Li + H2 = 2LiH
CH2=CH2 + H2 = CH3-CH3
CO + 2H2 ó CH3OH
CuO+H2 (150-250°) = Cu + H2O
H2 + Ca (500-700°) = CaH2
H2 (Ni) = 2H0
Mg + 2H+ = Mg2+ + 2H0 (водород in statu nascendi, лат. – в момент возникновения, время жизни 0,5 секунд)
5H0 + 3H+ + MnO4- = Mn2+ + 4H2O
2H0 (Zn, разб. HCl) + KNO3 = KNO2 + H2O
2H0 (Zn, разб. HCl) + O2 = H2O2
Использование амфигенов в щелочной среде
Zn + 2OH- + 2H2O = [Zn(OH)4]2- + 2H0
8H0 + KNO3 (100°) = NH3↑ + KOH + 2H2O
Реакция Зинина:
Fe + 2H+ = Fe2+ + 2H0
C6H5NO2 + 6H0 = C6H5NH2 + 2H2O
Галогенов соединения. Кислоты
В одном объеме воды можно растворить около 400 объемов HCl, 530 объемов HBr и около 400 объемов HI. Именно поэтому HCl и HF получают действием концентрированной (безводной!) серной кислоты на твердые галогениды:
KF + H2SO4(конц) = HF + KHSO4
KCl + H2SO4(конц) = HCl + KHSO4
Аналогично HBr и Hl получить не удается, т.к. они являются сильными восстановителями и окисляются концентрированной серной кислотой. Их получают иным способом (например, гидролизом галогенидов фосфора):
2P (красный) + 3Br2 + 6H2O = 6HBr + 2H3PO3
2P (красный) + 3I2 + 6H2O = 6HI + 2H3PO3
Ag+ + Hal- = AgHal↓
AgCl – белый, AgBr – желтовато-белого и AgI – ярко-желтого цвета осадок.
2NaNO3(насыщ) + CaCl2(насыщ) = 2NaCl(тв)↓ + Ca(NO3)2(р-р)
SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O
2AgHal(тв) (hν) à 2Ag(тв) + Hal2↑
AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
6FeSO4 + KClO3 + 12KOH + 3H2O = 6Fe(OH)3↓ + KCl + 6K2SO4 (по последним данным вещество Fe(OH)3 не сушествует)
6FeSO4 + KClO3 + 12KOH = 3Fe2O3 + KCl + 6K2SO4 + 6H2O (Fe2O3*H2O)
6I2 + 6Ba(OH)2 = 5BaI2 + Ba(IO3)2 + 6H2O
6KClO3 + 5S + 2H2O = 3Cl2 + 3K2SO4 + 2H2SO4
5KBr + KBrO3 + 3H2SO4 = 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2O
Галогены
F2 + 2Cl - = 2F - + Cl2
Cl2 + 2Br - = 2Cl - + Br2
Br2 + 2I - = 2Br - + I2
Фтор
2Al + 3F2 = 2AlF3 + 2989 кДж
2Fe + 3F2 = 2FeF3 + 1974 кДж
3F2 + 3H2O = F2O↑ + 4HF + H2O2 (взрывной характер реакции)
H2 + F2 = 2HF + 547 кДж
Hal2 + F2 = 2HalF
см. реакции с благородными газами
3BrF5 + Br2 = 5BrF3
2ClF3 + Br2 = 2BrF3 + Cl2
5ClF3 + 4I2 = 3IF5 + 5ICl
Note Bene: ClF, ClF3, ClF5, BrF3, BrF5, IF5, IF7
Si + 2F2 = SiF4 + 1615 кДж
Xe + F2 = XeF2 + 152 кДж
RClm + SbF3 = RClm-nFn (реакция Свартса)
C6H5NH2 (HNO2, HBF4) à C6H5─N2+BF4- (t°) à C6H5F + N2 + BF3 (реакция Шимана)
CHClF2 (t°, -HCl) à CF2=CF2 à (-CF2-)n
nC + 2nF2 à CF4, C2F6, C3F8, C6F12, C6F12 (циклич.) – не ядовиты
nC (графит) + n/2F2 (200-450°) à (CF)n «твердая смазка» (туда же MoS2 и графит)
(CF)n (t°) à C + CF4 + C2F6 + C3F8
CaF2 + H2SO4 (конц., 96-99%) = CaSO4 + 2HF
HF (4000°) à H + F (40% от общ.)
TlF3 + H2O = Tl(OH)3 + 3HF
трифтор бороксин
3R─Mg─Hal (реактив Гриньяра) + BF3 = R3B + 3Mg(Hal)F
Na2B4O7*10H2O + 6CaF2 + 8H2SO4 = 4BF3 + 2NaHSO4 + 6CaSO4 + 17H2
Na2B4O7*10H2O + 12HF = Na2[O(BF3)4] + 16H2O
2B2O3 + 12NH4F = (NH4)2[O(BF3)4] + 10NH3 + 5H2O
(NH4)2[O(BF3)4] + H2S2O7 = 4BF3 + 2H2SO4 + 2NH3 (H2S2O7 = H2SO4*SO3)
2(BO)n + 2nSF4 = nB2F4 (газ) + 2nSOF2
CH2=CH2 + B2F4 = F2BCH2CH2BF2
Note Bene: KBF4, NaBF4, NH4BF4
H3BO3 + 3HF ó HBF3(OH) + 2H2O
HBF3(OH) + HF ó HBF4 + H2O α20 (HBF4) = 1,38
Note Bene: AlF3*nH2O n=9, 3.5, 3, 1, 0.5
4Al + 6OF2 = 4AlF3 + 3O2
3CF2=CF2 + 2OF2 = 2CF3CF3 + 2COF2
3HF + Al(OH)3 = AlF3 + 3H2O
H2SiF6 + 2Al(OH)3 + 2H2O = 2AlF3*3H2O + SiO2
Al2O3*3H2O + H2SiF6 = 2AlF3 + SiO2 + 4H2O
SiO2 + 2CaF2 + 2H2SO4 = SiF4 + 2CaSO4 + 2H2O
3SiF4 + 2H2O = 2H2SiF6 + SiO2
3SiF4 + (x+2)H2O = 2H2SiF6 + SiO2*xH2O
SiF4 + 2NaF = Na2SiF6
SiF4 + 3RMgHal (реактив Гриньяра) = R3SiF + 3Mg(Hal)F
SiO2 + 6HF = H2SiF6 + H2O
Na2SiF6 + 6NaOH = 6NaF + Na2SiO3 + 3H2O
H2SiF6 + 2NaOH = Na2SiF6 + 2H2O
H2SiF6 + MgCO3 = MgSiF6 + CO2 + H2O
H2SiF6 + 2NaCl = Na2SiF6 + 2HCl
SiF62- + 2H2O ó SiO2 + 4H+ + 6F- K=5,4*10-27
H2SiF6 + 6NaOH + (x-4)H2O = 6NaF + SiO2*xH2O
3Na2SiF6 + 4Al (t°) = 2Na3AlF6 + 2AlF3 + 3Si Na3AlF6 – фторирование водопроводной воды
Note Bene: PF3, PF5, P2F4, O=PF3
Cu + 2NF3 = CuF2 + N2F4
SO2 + NF3 = SOF2 + NOF
SOF2 + 2NOF = SF4 + NO2 + NO
SO2 + 2NF3 = SO2F2 + N2F4
V2O5 + 3NF3 = 2VOF3 + 3NOF
VOF3 + NOF = NO+(VOF4)-
V2O5 + 6NOF = 2VOF3 + 3NO + 3NO2
N2F4 + N2O5 = ONNF2 + ...
N2F4 + SF4 = SF5NF5 + ...
P2O5 + 2HF + H2O = 2H2PO3F – монофторангидрид фосфорной кислоты
2NaOH + H2PO3F = 2H2O + Na2PO3F – компонент зубных паст
Диизопропиловый
эфир фторангидрида
фосфорной кислоты
Зарин (смертоносный яд)
Натриевая соль фторангидрида
фосфорной кислоты
HPO2F2 + H2O = H2PO3F + HF (такие кислоты иногда называют сверхкислотами)
HSO3F – жидкость с t°кип 162,7°C и плотностью 1,7264 (25°), термически устойчива (до 900°).
S + 2HSO3F (t°) = 3SO2 + 2HF
NaCl + HSO3F = NaSO3F + HCl
MgCl2 + 2HSO3F = Mg(SO3F)2 + 2HCl
AlCl3 + 2HSO3F = ClAl(SO3F)2 + 2HCl
C6H6 + HSO3F à C6H5SO2F + H2O à C6H5SO3H + HF
C6H5SO2F + C6H6 = C6H5SO2C6H5
RNH2 + HSO3F = RNHSO3H + HF
RCOOH + HSO3F = RCOF + H2SO4
HF + SO3 = HSO3F η – 98,5%
2FClO3 (>470°) = 2FCl + 3O2
FClO3 + KOH = KClO4 + HF
FClO3 + AlCl3 ó ClO3+ + AlCl3F-
C6H6 + ClO3+ = C6H5ClO3 + H+
C6H6 + FClO3 (кат.: AlCl3) = C6H6ClO3 перхлорилбензол
KClO3 + F2 = FClO3 + KF
KClO4 + 2HSO3F = KF + H2SO4 + FClO3
KClO4 + 2HF + SbF5 (40-50°) = FClO3 + KSbF6 + H2O (лабораторный способ)
Токсично! = COCl2 Яд! 10 x COCl2
Номенклатура фторуглеродных соединений:
В связи с тем, что весь водород может быть заменен фтором, применяют приставку перфтор, которая избавляет от перегруженности названия и его трудности в плане понимания:
CF3CF2CF2I перфтор – н – пропилиодид (1,1,1,2,2,3,3 – гептафторид – 3 – иодпропан)
В случае присутствия водорода (но не тогда когда его больше фтора!), его обозначают приставкой гидро, с указанием его положения:
CHF2CClFCF3 – 1 – гидро – 2 – хлор – перфторпропан
Часто названия дают исходя из функциональных групп (тут, правда, мне не все понятно):
C6F5NH2 – перфторанилин (а как же водород при азоте…)
CF2Br2 – 2 – бром – перфторметан
Цифровое обозначение фреонов:
Пишем фреон или букву F.
Указываем количество углерода минус один, если ноль то не пишем.
Указываем количество водорода плюс один.
Указываем количество фтора.
Наличие брома указывают буквой B с количеством атомов в соединении.
Циклическую структуру указываем буквой C.
Под остатком неиспользуемых атомов подразумеваем хлор.
Более распространенный изомер (в плане получения) помечаем буквой «а».
Фреон – 12B2; Фреон – 12; Фреон – 11; Фреон – 22; F – 113; F – 114B2; F – C318.
CClF2CClF2 F-114
CCl2FCClF2 F-113
CHClF2 F-22
Хлор
[2CaOCl2 + CO2 + H2O = CaCO3 + CaCl2 + 2HOCl
[2Cl2 + Ca(OH)2 = CaCl2 + Ca(OCl)2 + 2H2O (Хлорная известь)
2Cl2 + Si = SiCl4 (ж) + 662 кДж
3Cl2 + 2Al = 2AlCl3 (кр) + 1405 кДж
3Cl2 + 2Fe = 2FeCl3 (кр) + 804 кДж
3Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O (при нагревании)
Cl2 + 2HBr = 2HCl + Br2
Cl2 + 2HI = 2HCl + I2
Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2
3Cl2 + KBr + 6KOH = KBrO3 + 6KCl + 3H2O
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O (на холоде)
Cl2 + CH2=CH2 = CH2Cl─CH2Cl
Cl2 + CH3─CH3 = CH3─CH2Cl + HCl
Cl2 + H2 = 2HCl (г) + 185 кДж
Cl2 + H2O ó HCl + HClO – 25 кДж
Cl2 + HCOOH = CO2 + 2HCl
Cl2O + H2O = 2HClO
8HCl + K2MnO4 = 2Cl2 + 2KCl + MnCl2 + 4H2O
4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
16HCl + 2KMnO4 = 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O
2HCl + CaOCl2 = CaCl2 + Cl2 + H2O
Бром
Si + 2Br2 = SiBr4 (ж) + 433 кДж
2Fe + 3Br2 = 2FeBr3 + 538 кДж
H2 + Br2 = 2HBr (г) + 73 кДж
6KBr + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Br2 + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O
AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
Йод
Fe + I2 = FeI2 + 116 кДж
Fe + 2HI = FeI2 + H2
H2 + I2 ó 2HI – 53 кДж
2HIO3 (t°) = I2O5 + H2O
Германий, Олово, Свинец и их соединения
Ge + 4H2SO4 = Ge(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O
Ge + 4HNO3 = H2GeO3 + 4NO2 + H2O
Sn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Sn(OH)4] + H2
SnO + 2HCl = SnCl2 + H2O
SnO + 2KOH + H2O = K2[Sn(OH)4]
Sn + 2H2SO4 = SnSO4 + SO2 + 2H2O
Sn + 4HNO3 = H2SnO3 + 4NO2 + H2O
5SnSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Sn(SO4)2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2O
SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl↓ + HCl
SnCl2 + 2FeCl3 = SnCl4 + 2FeCl2
SnCl2 + HgCl2 + 2HCl = Hg + H2[SnCl6] см. также ртуть
Pb + 2NaOH + 2H2O = Na2[Pb(OH)4] + H2
2PbO + PbO2 (t°) = Pb3O4 – свинцовый сурик
Pb(OH)2 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + 2H2O
Pb(OH)2 + KOH = K2[Pb(OH)4]
Железо, Кобальт, Никель и их соединения
Шкала степеней окисления
+VII FeO4
+VI FeO42- K2FeO4 BaFeO4
+III Fe3+ Fe2O3 FeO(OH) Fe2(SO4)3 FeCl3 NaFeO2 Na3[Fe(OH)6]
+II Fe2+ FeO Fe(OH)2 FeSO4 FeCl2 FeS
0 Fe
3Fe + 2O2 (160°) = (FeIIFe2III)O4
2Fe + 3Cl2 (200°) = 2FeCl3
Fe + S (600°) = FeS
Fe + 2S (700°) = FeII(S2-I)
3Fe + 4H2O (пар) (800°) = (FeIIFe2III)O4 + 4H2
2Fe + 3H2O (пар) (t°) = Fe2O3 + 3H2
Процесс ржавления (поэтапно):
(I) 2Fe + 2H2O (влага) + O2 (τ) = 2Fe(OH)2
(II) 2Fe + 2H2O (влага) + O2 + 4CO2 (τ) = 2Fe(HCO3)2
Fe(HCO3)2 (τ) = Fe(OH)2 + 2CO2
(III) 4Fe(OH)2 + O2 + (2n-4)H2O (влага) (τ) = 2(Fe2O3*nH2O)
Fe2O3*nH2O (τ) = 2FeO(OH) + (n-1)H2O
(IV) Fe(OH)2 + 2FeO(OH) (τ) = 2H2O + (FeIIFe2III)O4 (ржавчина)
2Fe + 3Br2 = 2FeBr3
Fe + H2SO4 (разб) = FeSO4 + H2
2Fe + 6H2SO4 (конц) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
2Fe + 6HNO3 (конц) = Fe(NO3)3 + 3NO2 + 6H2O
Fe + 4HNO3 (разб) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
Fe + 2NaOH (50%) + 2H2O (100°) = Na2[Fe(OH)4]↓ + H2↑
Fe + 2KOH + 2KNO3 (420°) = K2FeO4 + 3KNO2 + H2O
Fe + 5CO (>150°) à [Fe(CO)5] (250°) à Fe + 5CO
2(FeIIFe2III)O4 (>1538°) = 6FeO + O2
(FeIIFe2III)O4 + 8HCl (разб) = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
(FeIIFe2III)O4 + 10HNO3 (конц) = 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O
4(FeIIFe2III)O4 + O2 (450-600°) = 6Fe2O3
(FeIIFe2III)O4 + 4H2 (1000°) = 4H2O + 3Fe (особо чистое)
(FeIIFe2III)O4 + CO (500-800°) = 3FeO + CO2
(FeIIFe2III)O4 + Fe (900-1000°) à 4FeO
4FeO (560-700°) à (FeIIFe2III)O4 + Fe
(FeIIFe2III)O4 + 8Al (>2000°) = 4Al2O3 + 9Fe
3Fe2O3 + C (t°) = 2(FeIIFe2III)O4 + CO
6Fe2O3 (1200-1300°) = 4(FeIIFe2III)O4 + O2
Fe2O3 + 6HCl (разб) (τ, 600°, p) = 2FeCl3 + 3H2O
Fe2O3 + 2NaOH (конц) (τ) = H2O + 2NaFeO2 (красн.) диоксоферрат (III)
Fe2O3 + MO = (MIIFe2III)O4 (M = Cu, Mn, Fe, Ni, Zn)
3Fe2O3 + H2 (400°) = 2(FeIIFe2III)O4 + H2O
Fe2O3 + 3H2 (1050-1100°) = 3H2O + 2Fe (особо чистое)
Fe2O3 + Fe (900°) = 3FeO
Fe2O3 + 3H2S (750°) = 2FeS + 3H2O + S
3Fe2O3 + CO (400-600°) = 2(FeIIFe2III)O4 + CO2
FeO – бертоллид (Fe0,89O, Fe0.91O, Fe0.93O)
FeO(OH) + 3HCl (разб) = FeCl3 + 2H2O
FeO(OH) (NaOH, 75°, τ) à Na3[Fe(OH)6], Na5[Fe(OH)8]
2FeO(OH) + 3Ba(OH)2 + 2H2O (τ, 90°) = Ba3[Fe(OH)6]2↓ (желт.) – гексагидроксоферрат (III)
2FeO(OH) + Fe(OH)2 (600-1000°) = (FeIIFe2III)O4 + 2H2O
2FeO(OH) + 3H2 (500-600°) = 4H2O + 2Fe (особо чистое)
2FeO(OH) + 3Br2 + 10KOH = 2K2FeO4 + 6H2O + 6KBr
Fe(OH)2 (150-200°, в атм. N2) = FeO + H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)2 + 2HCl (разб) = FeCl2 + 2H2O
Fe(OH)2 + 2NaOH (>50%) = Na2[Fe(OH)4]↓ (сине-зеленый)
Fe(OH)2 + 2NH4Cl (конц) (τ, 100°) = FeCl2 + 2NH3 + 2H2O
4Fe(OH)2 (суспензия) + O2 (τ) = 4FeO(OH)↓ + 2H2O
2Fe(OH)2 (суспензия) + H2O2 (разб) = 2FeO(OH)↓ + 2H2O
Fe(OH)2 + KNO2 (конц) (60°) = FeO(OH)↓ + NO↑ + KOH
Fe(OH)3 + 3KOH = K3[Fe(OH)6]
Fe(OH)3 + 2HNO3 = FeOH(NO3)2 + 2H2O
Fe(OH)3 + HNO3 = Fe(OH)2NO3 + H2O
FeCl3 + 6KCN = K3[Fe(CN)6] + 3KCl
2FeCl3 + 3K2S = 2FeS + S + 6KCl
2FeS + 10H2SO4 (конц) = Fe2(SO4)3 + 9SO2 + 10H2O
2FeS + 36HNO3 (разб) = 10Fe2(SO4)3 + 10S + 3N2 + 18H2O
FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + Na2SO4
2Fe2(SO4)3 (t°) = 2Fe2O3 + 6SO2 + 3O2
Fe2(SO4)3 (500-700°) = Fe2O3 + 3SO3
4Fe(NO3)3 (t°) = 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2
4[Fe(NO3)3*9H2O] (600-700°) = 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2 + 36H2O
FeCO3 (490-550°) = FeO + CO2
4K2FeO4 (700°) = 4KFeO4 + 3O2 + 2K2O
4K2FeO4 + 6H2O (гор) = 4FeO(OH)↓ + 8KOH + 3O2↑
K2FeO4 + 2(NH3*H2O) (80°) = 2FeO(OH)↓ + N2↑ + 2H2O + 4KOH
K2FeO4 + 3C2H5OH (40°) = Fe2O3 + 3CH3C(H)O↑ + 4KOH + H2O
K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6] – красная и желтая кровяная соль, реактив для качественного определения ионов Fe2+ и Fe3+ соответственно (гексацианоферрат II и III).
K4[Fe(CN)6] + Fe3+ = KFeIII [FeII(CN)6]↓ + 3K+ – берлинская лазурь
K3[Fe(CN)6] + Fe2+ = KFeII [FeIII(CN)6]↓ + 2K+ – турнбуллевая синь
KFeII [FeIII(CN)6] ó KFeIII [FeII(CN)6] => одно и тоже вещество
Co3O4 + 4C = 3Co + 4CO
Co + H2SO2 = CoSO2 + H2
Co + 2HCl = CoCl2 + H2
CoCl2 + 2NaOH = Co(OH)2 + 2NaCl
2Co(OH)2 + Br2 + 2H2O = 2Co(OH)3 + 2HBr
Ni + H2SO4 = NiSO4 + H2
Ni + 4CO = Ni(CO)4
Кислород. Озон
2BaO2 (t°) = 2BaO +O2
2H2O2 (t°) = 2H2O + O2
2HgO (t°) = 2Hg + O2
2KClO3 (150-300°, кат. MnO2) = 2KCl + 3O2
2KMnO4 (200-240°) = K2MnO4 + MnO2 + O2
2KNO3 (400-520°) = 2KNO2 + O2
2Pb3O4 (t°) = 6PbO + O2
4K2Cr2O7 (t°) = 4K2CrO4 + 2Cr2O3 + 3O2
2HgO (450-500°) = 2Hg + O2
2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O
2H2S + O2 = 2S + 2H2O
2NO + O2 = 2NO2
C + O2 (600-700°) = CO2
2C + O2 (1000°) = 2CO
N2 + O2 ó 2NO - Q
S + O2 (280-360°) = SO2
5O2 + 4P (240-400°) = 2P2O5
O2 + 4Li (>200°) = 2Li2O
O2 + Na (250-400°) = Na2O2
O2 + 2Hg (250-350°) = 2HgO (красн)
Атомарный кислород
KNO3 (t°) = KNO2 + O0 (кислород in statu nascendi, лат. – в момент возникновения)
O0 + C (графит) = CO2
3O2 (УФ-изл. или 250°, кат. MnO2, Pt) ó 2O3
Электрический разряд в озонаторе:
O2 ó 2O0
O2 + O0 ó O3
O3 + MO2 = O2 + MO3 (озониды) (ниже 0°C, M = K, Rb, Cs)
4O3 + 4KOH = 4KO3 + O2 + 2H2O
O3 + NO ó NO2 + O2
O3 + H2O + Mn2+ = MnO2↓ + O2↑ + 2H+
4O3 + 3PbS (влажн.) = 3PbSO4
O3 (Al, Ag, Cl2) à Al2IIIO3, (AgIAgIII)O2, ClVIO3
2KI + O3 + H2O = I2 + 2KOH + O2 (качественная реакция на озон)
H2C=CH2 + O3 = (H2CO)2O
Кремний. Оксиды. Силикаты. Силициды. Силаны
H2SiO3 ó H+ + HSiO3- (k1 = 2,2 *10-10)
H2SiO3 – метакремниевая кислота
H4SiO4 – ортокремневая кислота
H2Si2O5 – двуметакремниевая кислота
Si + O2 = SiO2
2Si + O2 = 2SiO
Si + SiO2 = 2SiO
4Si + S8 = 4SiS2
Si + C = SiC (карборунд)
3Si + 4HNO3 + 12HF = 3SiF4↑ + 4NO + 8H2O
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + H2
3Si + 2MgO = Mg2Si + 2SiO
Si + 2Mg = Mg2Si
SiO2 + 2KOH = K2SIO3 + H2O
SIO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O
SiO2 + CaO (t°) = CaSiO3
SiO2 + Na2CO3 (t°) = Na2SIO3 + CO2
6SiO2 + Na2CO3 + CaCO3 = Na2O*CaO*6SiO2 (стекло) + 2CO2↑
Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3↓
K2SiO3 + H2O ó 2KOH + H2SiO3↓ (жидкое стекло)
CaO*SiO2 + CO2 + H2O = CaSO3↓ + H2SiO3↓ (обычный цемент)
[Ca3SiO5 + H2O = Ca2SiO4 + Ca(OH)2 (портландский цемент)
[Ca2SiO4 + 4H2O = Ca2SiO4*4H2O
2CaH2 + Si = Ca2Si + 2H2
Ca2Si + 4HCl = 2CaCl2 + SiH4 (моносилан, запах плесени)
SinH2n+2 где n от 1 до 6
SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O (самопроизвольно воспламеняется)
SiH4 + 2KOH + H2O = K2SiO3 + 4H2
SiH4 + 2H2O = SiO2 + 4H2
SiH4 = Si + 2H2
2SiH3Cl + Ca = Si2H6
Кремневая органика – соединения, в которых углерод непосредственно связан с кремнием Si-C
Si(CH3)4 Si(C2H5)4 Si(CH3)3OCH3 Si(CH3)2(OCH3)2 – при гидролизе этих соединений получаются гидроксильные производные, которые далее могут конденсироваться с образованием полимерных соединений:
Высокомолекулярные соединения, содержащие группировки –Si-O-Si-O-, называют силиконами.
От соотношения количества радикальных групп и кремния зависят свойства силиконов:
R/Si > 2 – вязкие жидкости
R/Si ~ 2 – эластичные каучукоподобные массы
R/Si < 2 – твердые вещества с различной степенью жесткости
Марганец. Перманганаты. Манганаты
Шкала степеней окисления
+VII Mn2O7 MnO4- HMnO4 KMnO4
+VI Mn42- K2MnO4
+IV MnO2 Mn(SO4)2 MnF4 K4[MnF8]
+III Mn2O3 MnO(OH) Mn2(SO4)3 MnF3 K3[MnF6]
+II Mn2+ MnO Mn(OH)2 MnSO4 MnCl2
Mn + O2 (<450°) = MnO2
4Mn+3O2 (<800°) =2Mn2O3
5Mn + 3O2 (>800°) = 2MnO + (MnIIMnIII2)O4 – «окалина»
Mn + Cl2 (200°) = MnCl2
Mn + S (<1580°) = MnS
Mn + 2HCl = MnCl2 + H2
MnCl2 + 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Mn(NO3)2
MnO2 + 4HCl (конц) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
4MnO2 (530-585°) = 2Mn2O3 + O2
2MnO2 + 2H2SO4 (конц) = MnSO4 + O2↑ + 2H2O (кипячение)
MnO2 + H2SO4 (гор) + KNO2 = MnSO4 + KNO3 + H2O
MnO2 + 2H2SO4 + 2FeSO4 = MnSO4 + Fe(SO4)3 + 2H2O
MnO2 + SO2 (450°) = MnSO4
MnO2 + 2KOH + KNO3 (350-450°) = K2MnO4 + KNO2 + H2O
3MnO2 + 3K2CO3 + KClO3 (400°) = 3K2MnO4 + KCl + 3CO2
MnO4- + 5e (кислая среда) à Mn2+
MnO4- + 3e (нейтральная среда) à MnO2
MnO4- + 1e (щелочная среда) à K2MnO4
2MnSO4 + 2H2O (электролиз, 40°) = 2Mn↓ + O2↑ + 2H2SO4
2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O
Mn(NO3)2 (t°) = MnO2 + 2NO2
2KMnO4 (200-240°) = K2MnO4 + MnO2 + O2
2KMnO4 + 2H2O (τ) = MnO2↓ + 3O2↑ + 4KOH
2KMnO4 + 16HCl (конц, 80°) = 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O + 2KCl
2KMnO4 + 2H2SO4 (96%) = 2KHSO4 + Mn2O7 + H2O (на холоде)
4KMnO4 (насыщ) + 4KOH (15%) (100°) = 4K2MnO4 + O2↑ + 2H2O
2KMnO4 + 2(NH3*H2O) (50°) = 2MnO2↓ + N2↑ + 4H2O + 2KOH
2KMnO4 + Na2SO3 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O
2KMnO4 + 6NaCl + 4H2O = 3Cl2 + 2MnO2 + 6NaOH + 2KOH
2KMnO4 + 10KI + 8H2SO4 = 2MnSO4 + 5I2 + 6K2SO4 + 8H2O
2KMnO4 + 2NaI + 2KOH = 2K2MnO4 + I2 + 2NaOH
2KMnO4 + 5SnSO4 + 8H2SO4 = 5Sn(SO4)2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
2KMnO4 + 3SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnO2
2KMnO4 + 3H2S (насыщ) = 2MnO2↓ + 3S↓ + 2H2O + 2KOH
2KMnO4 + 2H2O + 3Mn2+ = 5MnO2↓ + 4H+
3K2MnO4 (конц) + 2H2O (τ) = 2KMnO4 + MnO2↓ + 4KOH
3K2MnO4 + 4HCl (разб) = 2KMnO4 + MnO2↓ + 2H2O + 4KCl
K2MnO4 + 8HCl (конц) = MnCl2 + 2Cl2↑ + 4H2O + 2KCl
3K2MnO4 + 2H2O + 4CO2 = 2KMnO4 + MnO2↓ + 4KHCO3
2K2MnO4 + Cl2 (насыщ) = 2KMnO4 + 2KCl
K2MnO4 + C2H5OH (τ, 30-50°) = MnO2↓ + CH3C(H)O↑ + 2KOH
2K2MnO4 + 2H2O (электролиз) = H2↑ + 2KMnO4 + 2KOH
Медь, Серебро, Золото и их соединения
CuCl2 + Cu = 2CuCl
Cu + 2H2SO4 (конц) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Cu + 4HNO3 (конц) = Cu(NO3)3 + 2NO2 + 2H2O
3Cu + 8 HNO3 (разб) = 3Cu(NO3)3 + 2NO + 4H2O
Cu2S + 14HNO3 = 2Cu(NO3)2 + H2SO4 + 10NO2 + 6H2O
CuCl + 2NH3 = [Cu(NH3)2]Cl
Cu2O + 4NH3 + H2O = 2[Cu(NH3)2]OH
[Cu(H2O)6]Cl2 (сине-голубая окраска р-ра) + 2NaOH = [Cu(OH)2(H2O)4]↓ (голубой осадок) + 2NaCl + 2H2O
[Cu(OH)2(H2O)4] + 4NH3 = [Cu(NH3)4(H2O)4] (ярко-синий) + 2H2O
2[Cu(NH3)2]Cl + K2S = Cu2S↓ + 4NH3 + 2KCl
2Ag + 2H2SO4 (конц) = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
Ag + 2HNO3 (конц) = AgNO3 + NO2 + 2H2O
3Ag + 4HNO3 (разб) = 3AgNO3 + NO + 2H2O
4Ag + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4Na[Ag(CN)2] + 4NaOH
Ag+ + Hal- = AgHal↓
2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O↓ + 2NaNO3 + H2O
AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl
Ag2O + 4NH3 + H2O = 2[Ag(NH3)2]OH
Ag2S + 4NaCN = 2Na[Ag(CN)2] + Na2S
Hg(Z = 80, M = 197) + e(Z = -1, M = 0) à Au(Z = 79, M = 197) Мечта алхимика! J
Au2Cl2 (Метью и Уотерс 1900г)
[AuBr3(P(C6H5)3)] (1946г)
AuI; Au2Cl6 (1960г)
AuF5 (1972г)
Минералы:
AuTe2 калаверит
Au2Te3 монтбрайит
AuAgTe4 сильванит
2Au + 3Br2 (t°) = Au2Br6
2Au + 3Cl2 (>200°) = 2AuCl3
Au + S ≠
3H2S + [Au2Cl6] (в эфире) = Au2S3 + 6HCl
H2S + 2K[Au(CN)2] = Au2S + 2HCN + 2KCN
Au2O3 + 4NH3 = «Гремучее золото» взрывается!
Au(OH)3 + KOH = K[Au(OH)4]
2CsAu + O2 (400°) = 2CsAuO
AuCl + CO (90°) = [AuCl(CO)]
Au2Cl6 + 2C6H6 = [(AuCl2C6H5)2] + 2HCl
[AuCl(CO)] + C6H5N = [C6H5N→AuCl] + CO
Au(OH)3 + HCl = H[AuCl4] + 3H2O (золотохлороводородная к-та)
Au(OH)3 + HCl (150°, 2 недели) = AuOCl
AuOCl (290°) = 2Au + O2 + Cl2
Au(OH)3 + KOH = KAuO2*3H2O (ион [Au(OH)4]- ?)
2Au(OH)3 (t°) = Au2O3 + 3H2O
4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
nK[Au(CN)2] + nHCl = (-Au-CN-)n + nKCl + nHCN
2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au
HNO3 + 3HCl + Au = AuCl3 + NO + 2H2O
см. также растворение в селеновой кислоте
2AuCl3 + 3H2O2 + 6KOH = 2Au + 3O2 + 6KCl + 6H2O
Мышьяк, Сурьма, Висмут и их соединения
As2O3 + 3H2O = 2H3AsO3
As2O3 + 3C = 2As + 3CO
As2O5 + H2O = H3AsO4
2As2S3 + 9O2 = 2As2O3 + 6SO2
3Sb + 5HNO3 = 3HSbO3 + 5NO + H2O
2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 (сильный окислитель) + 16HNO3 = 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 5NaNO3 + 7H2O
Bi + 4HNO3 = Bi(NO3)3 + NO + 2H2O (сравни с Sb)
Селен, Теллур и их соединения
SeO2 + 2SO2 + 2H2O = Se + 2H2SO4
Se + 2Cu = Cu2Se
3Se + 6NaOH ó 2Na2Se + Na2SeO3 + 3H2O
SeO2 + 2NaOH = Na2SeO3 + H2O
5H2SeO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5H2SeO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O
H2SeO4 + 2HCl = Cl2 + H2SeO3 + H2O
2Au + 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3SeO2 + 6H2O
2H2SeO4 + 4HCl + Pt = PtCl4 + 2SeO2 + 4H2O
K2SeO4 + SO3 = K2SO4 + SeO3 (тв)
SeO3 + 2HCl = Cl2 + H2SeO3
FeSe + 2HCl = FeCl2 + H2Se
H2Se + H2O ó H3O+ + HSe-
Note Bene: Na2Se4 SeF6 SeF4 SeCl4 SeBr4 SeF2 Se2Cl2 Se2Br2
Te + 2H2O = TeO2 + 2H2
2Ag + Te = Ag2Te
Note Bene: H6TeO6; Ag6TeO6; Hg3TeO6 Na2Te6 TeF6 TeF4 TeCl4 TeBr4 TeI4 TeCl2 TeBr2
H6TeO6 (t°) = 3H2O + TeO3
Al2Te3 + 6H2O = 3H2Te + 2Al(OH)3
Семейство платины
2Pt + O2 (>500°) = 2PtO
Pt + Cl2 (>500°) = PtCl2
Pt + 2HNO3 + 2HCl = PtCl2 + 2NO2 + 2H2O
PtCl4 + 2KCl = K2[PtCl6]
PtCl2 + 4NH3 = [Pt(NH3)4]Cl2
см. также растворение платины в селеновой кислоте + HCl
Os + 8HNO3 (конц) (t°) = OsO4 + 8NO2 + 4H2O
Ru, Ro, Ir + кислота или «царская водка» ≠
Pd + 2H2SO4 (конц) (t°) = PdSO4 + SO2 + 2H2O
Сера. Сероводород. Сульфиды
5S + 2P (400°) = P2S5
3S + 4HNO3 (конц) = 3SO2 + 4NO + 2H2O
3S + 6KOH (конц) = K2SO3 + 2K2S + 3H2O
S +2Na (130°) = Na2S
3S + 2Al (200°) = Al2S3
S + Fe (600°) = FeS
S + H2 (150°) = H2S + 20,6 кДж
S + Hg (25°) = HgS
S + 2H2SO4 (конц) = 3SO2 + 2H2O
S + 3F2 (20°) = SF6 (инертное соединение, весьма устойчивое)
S + Cl2 = SCl2
S + O2 (280°) = SO2
S + Na2SO3 = Na2S2O3
2S + C (700°) = CS2
S + 2H2SO4 (конц) = 3SO2↑ + 2H2O
S + 2HI (газ) = I2 + H2S
I2 + H2S (раствор) = 2HI + S↓
Pb2+ + H2S = PbS↓ + 2H+
Al2S3 (тв) + 6H2O (ж) = 2Al(OH)3 + 3H2S
FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S
P2S5 + 8H2O = 2H3PO4 + 5H2S↑
H2S (400-1700°) = H2 + S
H2 + S (150-200°) = H2S
H2S + O2 (τ) = 2S↓ + 2H2O (при свете)
H2S + 3O2 (250-300°) = 2SO2 + 2H2O
H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O
H2S + NaOH = NaHS + H2O
2H2S + [Pb(OH)]2CO3 = 2PbS + CO2 + 3H2O
2H2S + 2FeCl3 = FeS2 + FeCl2 + 4HCl↑
H2S + 2FeCl3 = 2FeCl2 + S + 2HCl
2H2S + H2SO3 = 3S↓ + 3H2O
2H2S + SO2 (25°, кат. – капля H2O) = 3S + 2H2O
H2S + 4Cl2 + 4H2O = H2SO4 + 8HCl
H2S (насыщ) + Br2 (р-р) = S↓ + 2HBr
H2S + 4Br2 + 4H2O = H2SO4 + 8HBr
H2S + H2SO4 (конц) = S + SO2 + 2H2O
H2S + 3H2SO4 (конц) = 4SO2 + 4H2O
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S↓ + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
H2S + 6HNO3 = SO2 + 6NO2 + 4H2O
H2S (г) + NH3*H2O (конц) = NH4HS + H2O
H2S (г) + NH3 (ж) (-40°) = (NH4)2S
H2S + ZnO (800-1000°) = ZnS + H2
H2S (влажн.) + Zn (700-800°) = ZnS + H2
Na2SO4 + 4H2 (500°, Fe2O3) = Na2S + 4H2O (Na2SO4*10H2O – минерал мирабилит)
Na2SO4 + 4C (800-1000°) = Na2S + 4CO
Na2SO4 + 4CO (600-700°) = Na2S + 4CO2
Na2S + nS (t°) = Na2Sn+1 где n от 1 до 8 (цвет меняется от желто-оранжевого до красного)
2HCl + Na2Sn = 2NaCl + H2Sn
Na2S + 3H2SO4 (конц) (<50°) = SO2↑ + S↓ + 2H2O + 2NaHSO4
Na2S + 4HNO3 (конц) (60°) = 2NO2↑ + S↓ + 2H2O + 2NaNO3
Na2S + H2S (насыщ) = 2NaHS
Na2S + 2O2 (>400°) = Na2SO4
Na2S + H2O2 (конц) = Na2SO4 + 4H2O
K2S + S = K2S2
FeS + S = FeS2
S2O (желтый газ) + H2O = H2S2O2 тиосернистая кислота
Серы оксид (IV). Сернистая кислота. Тиосульфат
H2O + SO2 ó H2SO3 (k1)ó H+ + HSO3- (k2)ó 2H+ + SO32- (K1=1,6*10-2 K2=6,3*10-8)
Na2SO4 + SO3 = Na2S2O7
Na2S2O7 + 2NaOH = 2Na2SO4 + H2O
SCl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO2 сульфоксиловая кислота
Co + H2SO2 = CoSO2 + H2 (одно из устойчивых соединений сульфоксиловой к-ты)
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
2P + 5H2SO4 = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 +H2O
2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2
4FeSO4 (t°) = 2Fe2O3 + 4SO2 + O2
Ag2SO4 (t°) = 2Ag + SO2 + O2
Cu + 2H2SO4 (конц) = CuSO4 + SO2 + 2H2O
HgSO4 = Hg + SO2 + O2
Zn + 2H2SO4 (конц) = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
3Zn + 4H2SO4 = S + 3ZnSO4 + 4H2O (условия протекания не известны...)
4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
3SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnO2
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O
SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O
SO2 + Na2SO3 + H2O = 2NaHSO3
SO2 + H2 (кат)à S + H2O
SO2 + Cl2 (hv) = SO2Cl2 (бесветная жидкость, резкопахнущая)
SO2 + C = CO2 + S
SO2 + PCl5 = POCl3 + SOCl2 (тионилхлорид)
2SO2 + MnO2 = MnS2O6
SO2 + 2CO = S + 2CO2
2SO2 + Zn (пыль) = ZnS2O4
SOCl2 + 2H2O = 2HCl + H2SO3
SO2Cl2 + 2H2O = H2SO4 + 2HCl
2Na2SO3 + O2 (постепенное окисление) = 2Na2SO4
Na2SO3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + 2HCl
Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SO3
Na2SO3 + H2S = S + H2O
3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
Na2SO3 + S (тонко измельченая, +t°) = Na2S2O3
4Na2SO3 (t°, кат) = 3Na2SO4 + Na2S (?)
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI
2KHSO3 + H2SO4 = K2SO4 + 2SO2 + 2H2O
2KHSO3 = K2S2O5 + H2O
Серы оксид (VI). Серная кислота
2SO2 + O2 (400-450°, p, V2O5/NO) ó 2SO3 + Q
SO3 + H2O = H2SO4
2SO3 + C = CO2 + 2SO2
SO3 + 2KOH = K2SO4 + H2O
SO3 + KOH = KHSO4
SO3 + 3H2S = 4S + 3H2O
SO3 + Na2SO4 = Na2S2O7
2KMnO4 + 3SO2 + 2H2O = K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnO2
H2SO4 ó H+ + HSO4- (K1=1*103)
HSO4- ó H+ + SO42- (K2=1,1*10-2)
H2SO4(изб) + KOH = KHSO4 + H2O
Zn + H2SO4 (разб) = ZnSO4 + H2
H2SO4 + SO3 = H2S2O7 (олеум)
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓ (качественная реакция)
ZnSO4 (t°) = ZnO + SO3
2NaHSO4 (t°) = Na2S2O7 + H2O
C12H22O11 (H2SO4 конц. -11H2O) à 12C
C2H5OH (H2SO4 конц. -H2O) à CH2=CH2
хлорсульфоновая кислота сульфурилхлорид
HSO3Cl + H2O2 = HCl + H2SO3(O2) пероксомоносерная (кислота Коро) H2SO5
2HSO3Cl + H2O2 = 2HCl + HSO3(O2)SO3H пероксодисерная H2S2O8
H2S2O8 + H2O = H2SO5 + H2SO4
H2SO5 + H2O = H2SO4 + H2O2 (?)
Скандий, Иттрий, Лантан и их соединения
4Sc + 3O2 = 2Sc2O3
2Y + 3Cl2 = 2YCl3
4La + 3O2 = 2La2O3
2La + 6H2O = 2La(OH)3 + 3H2
При н.у. или при небольшом нагревании реагируют с O2, S, Hal, HCl, H2SO4, HNO3
Титан, Цирконий, Гафний и их соединения
Ti + 2Cl2 (t°) = TiCl4
Ti + C (t°) = TiC
2Ti + N2 (t°) = 2TiN
2Ti + 6HCl (t°) = 2TiCl3 + 3H2
Ti + 6HF = H2[TiF6] + 2H2
Ti + 2I2 (t°) = TiI4
TiO2 + H2SO4 (t°) = Ti(SO4)O + H2O (оксид титана – бертоллид: TiO1,7 ... TiO2,3)
TiO2 + 2KOH = K2TiO3 (титанат калия) + H2O
TiO2 + BaO (t°) = BaTiO3
TiO2 + 2Cl2 + C (t°) = TiCl4 + CO2
2Ti(SO4)O + Zn + 2H2SO4 = Ti2(SO4)3 + ZnSO4 + 2H2O
TiCl4 + 2Mg = Ti + MgCl2
TiI4 (1300-1500 t°) = Ti + 2I2
2Zr + O2 = 2ZrO (бертоллид – от TiO0,7 до TiO1,3)
2ZrO + O2 = 2ZrO2 (бертоллид – от TiO1,9 до TiO2)
Zr + 6HF = H2[ZrF6] + 2H2
ZrO2 + 2KOH = K2ZrO3 (цирконат калия) + H2O
2Zr + N2 (t°) = 2ZrN (бертоллид – от ZrN0.59 до ZrN0.89)
Hf(OH)4 + 2HCl (t°) = Hf(Cl)2O + 3H2O
Углерод. Оксиды. Карбонаты. Карбиды
H2O + CO2 ó H2CO3 ó H+ + HCO3- ó 2H+ +CO32- (k1 = 4*10-7 k2 = 5*10-11 при 25°)
H+ + HCO3- ó H2CO3 ó H2O + CO2↑ (качественная реакция)
2H+ + CO32- ó H2CO3 ó H2O + CO2↑ (качественная реакция)
C + H2O (пар, +t°) ó CO + H2
C + 2S (700-1000°) = CS2
C + 2F2 (>900°) = CF4
2C + Ca = CaC2 (часто карбиды щелочных и щелочноземельных металлов – бертоллиды)
2C + N2 (t° или 7) = C2N2 (циан, яд!)
2C + O2 = 2CO
3C + 4HNO3 = 3CO2 + NO + 2H2O
3C + CaO = CaC2 + CO
4C + CaCO3 = CaC2 + 3CO
9C + 2Al2O3 = Al4C3 + 6CO
C + 2H2SO4 = CO2 + 2SO2 + 2H2O
C + CuO = Cu + CO
C + O2 = CO2
C + 2H2 (600-1000°) = CH4
2C + H2 (1500-2000°) = C2H2
HCOOH (H2SO4 или P2O5) à CO + H2O
2CO (кат) = C + CO2
2CO + O2 = 2CO2
4CO + Ni = Ni(CO)4
CO + 2H2 ó CH3OH
CO + Cl2 = COCl2 (яд!)
CO + FeO = Fe + CO2
CO + H2O (пар) ó CO2 + H2
CO + KOH (под давлением) = HCOOK
CO + PdCl2 + H2O = Pd + 2HCl + CO2
HCOOH (H2SO4 конц) à CO + H2O
CO2 + Zn (t°) = ZnO + CO
CO2 + 2Mg (600°) = 2MgO + C
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O
CO2 + KOH = KHCO3
MgO + 2CO2 + H2O = Mg(HCO3)2
CaCO3 (взвесь) + H2O + CO2 (избыток) = Ca(HCO3)2
MgCO3 (t°) = MgO + CO2
Na2CO3 (t°) ≠
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl
Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 = Na2O*CaO*6SiO2 (стекло) + 2CO2
2NaHCO3 (t°) = Na2CO3+ H2O + CO2
NaHCO3 + CaCl2 ≠
NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 + H2O
KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O
Ca(HCO3)2 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + CaCO3↓ + 2H2O
[Метод Сольвэ (получение питьевой и кальцинированной соды):
[CO2 + NH3 + H2O = NH4HCO3
[NH4HCO3 + NaCl = NaHCO3↓ + NH4Cl
[2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3 + CaCl2 + H2O
[NaHCO3↓ – нерастворим в холодном насыщенном растворе
[2NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
Al4C3 + 12H2O = Al(OH)3↓ + 3CH4
Ag2C2 + 2HCl = 2AgCl + C2H2
Фосфор. Фосфин. Галогениды. Кислоты. Соли
Метафосфорная кислота – HPO3
Ортофосфорная кислота – H3PO4
Пирофосфорная кислота – H4P2O7
Фосфористая кислота – H3PO3 (двухосновная! O=P(OH)2H; k1 = 2*10-2, k2 = 2*10-7) – соли фосфиты.
Фосфорноватистая кислота – H3PO2 (k = 9*10-2) – соли гипофосфиты.
Ca3(PO4)2 + 3SIO2 + 5C = 2P(белый) + 5CO + 3CaSiO3
P4 + 10Cl2 = 4PCl5
6P + 5KClO3 = 3P2O5 + 5KCl (взрыв!)
P4 + 10N2O = P4O10 + 10N2
P4 + 3O2 = 2P2O3
P4 + 5O2 = P4O10
P4 + 6Br2 = 4PBr3
P4 + 6Cl2 = 4PCl3
P4 + 6Mg = 2Mg3P2 (часто фосфиды щелочных и щелочноземельных металлов – бертоллиды)
P4 + 6S = 2P2S3
P4(белый) + 3KOH + 3H2O = 3KH2PO2 + PH3
3P + 2H2O + 5HNO3 = 3H3PO4 + 5NO
2AlP + 6HCl = 2AlCl3 + 2PH3
2PH3 + 4O2 (самопроизвольно) = 2H3PO4
PH3 + 8AgNO3 + 4H2O = 8Ag + H3PO4 + 8HNO3
Mg3P2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2PH3
PH3 + HI = PH4I
PH3 + HClO4 = (PH4)ClO4
H4P2O7 = HPO3 + H3PO4
P2O5 + 2H2O = H4P2O7
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
P2O5 + H2O = 2HPO3
2P2O5 + 4HClO4 = (HPO3)4 + 2Cl2O7
P4O6 + 6H2O = PH3 + 3H3PO4
P4O6 + 6HCl = 2H3PO3 + 2PCl3
PCl3 + 3H2O = H3PO3 + 3HCl
PCl3 + Cl2 ó PCl5
PCl5 + 4H2O = H3PO4 + 5HCl
PCl5 + CH3CHO = CH3CHCl2 + POCl3
PCl5 + CH3COCH3 = CH3CCl2CH3 + POCl3
4H3PO3 = PH3 + 3H3PO4
Хром. Хромат. Дихромат. Молибден и вольфрам
Хром. Массовая доля хрома в земной коре составляет 0,02%. Важнейшими минералами, входящими в состав хромовых руд, являются хромит, или хромистый железняк, (Cr2FeII)O4или Fe(CrO2)2 и его разновидности, в которых железо частично замещено на магний, а хром – на алюминий.
Хром – серебристо-серый металл. Температура плавления его составляет 1890°, плотность 7,19 г/см3. Чистый хром достаточно пластичен, а технический – самый твердый из всех металлов.
Хром химически малоактивен. В обычных условиях он реагирует только со фтором (из неметаллов), образуя смесь фторидов. В азотной и концентрированной серной кислотах он пассивируется, покрываясь защитной оксидной пленкой. В хлороводородной и разбавленной серной кислотах растворяется, при этом, если кислота полностью освобождена от растворенного кислорода, получаются соли хрома (II), а если реакция протекает на воздухе – то соли хрома (III).
Соли хрома (III) разнообразны по окраске, например, CrCl3 имеет фиолетовую окраску, CrF3 – зеленую, Cr(NO3)3*9H2O – пурпурную.
Гидроксидами хрома (VI) являются две кислоты: хромовая H2CrO4 и дихромовая H2Cr2O7. Обе кислоты существуют только в водных растворах.
Cr + 2HCl (разб) = CrCl2 + H2
4Cr + 12HCl + O2 = 4CrCl3 + 4H2 + 2H2O
4Cr (порошок) + 3O2 (τ, 600°) = 2Cr2O3
2Cr (порошок) + 3Cl2 (1100°) = 2CrCl3
2Cr (порошок) + 3S (τ, 1000°) = Cr2S3
2Cr + 3H2O ó Cr2O3 + 3H2
2Cr + 3Hal2 = 2CrHal3
2Cr + 6H2SO4 (конц) = Cr2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
Cr + 6HNO3 (конц) = Cr(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
Cr + H2SO4 (разб) = CrSO4 + H2
CrO + H2SO4 = CrSO4 + H2O
Cr2O3 + 6NaOH + 3H2O = 2Na3[Cr(OH)6]
Cr2O3 + 2NaOH = 2NaCrO2 + H2O
Cr2O3 + HCl = 2CrCl3 + 3H2O
Cr2O3 + Na2CO3 = 2NaCrO2 + CO2
Cr2O3 + 6KHSO4 = Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 + 3H2O
CrO3 + 2KOH = K2CrO4 + H2O (CrO4-2 желтые хроматы)
CrCl2 + 2NaOH = Cr(OH)2↓ + 2NaCl (желтый осадок)
CrO2Cl2 + 2H2O = H2CrO4 + 2HCl
Cr(OH)2 (t°) = CrO + H2O
Cr(OH)3 + NaOH (300-400°) = NaCrO2 (зеленый) + 2H2O
Cr(OH)3 + NaOH (конц) + 3H2O2 (конц) = 2Na2CrO4 + 8H2O
Cr(OH)3 + KOH = K[Cr(OH)4] – тетрагидроксихромит калия
2Cr(OH)3 (t°) = Cr2O3 + 3H2O
2Cr(OH)3 + 3Br2 + 10KOH = 2K2CrO4 + 6KBr + 8H2O
Cr(OH)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6]
2Cr(OH)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O
2CrO4-2 + 2H+ ßЩелочная среда ─ Кислая среда à Cr2O72- + H2O
H2CrO4 + 2H2O2 = 3H2O + CrO5
4(Cr2FeII)O4 + 8K2CO3 + 7O2 (1000°) = 8K2CrO4 + 2Fe2O3 + 8CO2 (спекание хромита с поташем)
2K2CrO4 + H2SO4 (30%) = K2Cr2O7 + K2SO4 + H2O
2K2CrO4 + 3KNO2 + 2KOH + 5H2O = 3KNO3 + 2K3[Cr(OH)6]
2K2CrO4 + 16HCl (конц, гор.) = 2CrCl3 + 3Cl2 + 8H2O + 4HCl
2K2CrO4 + 2H2O + 3H2S = 2Cr(OH)3↓ + 3S↓ + 4KOH
2K2CrO4 + 8H2O + 3K2S = 2K3[Cr(OH)6] + 3S↓ + 4KOH
2K2CrO4 + 2AgNO3 = 2KNO3 + Ag2CrO4 (красный)↓
Cr2O72- (конц) + 2Ag+ (разб) = Ag2Cr2O7 (темно-красный ↓)
Cr2O72- (разб) + H2O + 2Pb2+ = 2H+ + 2PbCr2O7 (красный ↓)
Cr2O72- + 14H+ + 6I- = 2Cr3+ + 3I2↓ + 7H2O
Cr2O72- + 2H+ + 3SO2 = 2Cr3+ + 3SO42- + H2O
Cr2O72- + 8H+ + 3C2H5OH = 2Cr3+ + 3CH3C(H)O↑ + 7H2O
Cr2O72- + 8H+ + 3H2C2O4 = 2Cr3+ + 6CO2↑ + 7H2O
K2Cr2O7 (насыщ) + H2SO4 (конц) = 2CrO3 + K2SO4 + H2O (?)
K2Cr2O7 + 2H2SO4 (96%) ó 2KHSO4 + 2CrO3 + H2O («хромовая смесь»)
K2Cr2O7 + 6HCl + 8H0(Zn) = 2CrCl2 (синий) + 7H2O + 2KCl
4K2Cr2O7 (500-600°) = 2Cr2O3 + 4K2CrO4 + 3O2
K2Cr2O7 + H2O + 3H2S = 3S + 2KOH + 2Cr(OH)3↓
K2Cr2O7 + 3H2 (500°) = Cr2O3 + 2KOH + 2H2O
Na2Cr2O7 + 3C (800°) = Na2O + Cr2O3 + 3CO
K2Cr2O7 + 4Al (800-900°) = 2Cr + 2KAlO2 + Al2O3
K2Cr2O7 + S (800-1000°) = Cr2O3 + K2SO4
K2Cr2O7 + 3SO2 + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
K2Cr2O7 + 3Zn + 7H2SO4 = 3ZnSO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
K2Cr2O7 + 2KOH = 2K2CrO4 + H2O
K2Cr2O7 + 3Na2SO3 + 4H2SO4 = 3Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 4H2O
K2Cr2O7 + H2SO4 = K2SO4 + 2CrO3 + H2O
K2Cr2O7 + 14HCl (конц, кипячение) = 2KCl + 2CrCl3 + 3Cl2 + 7H2O
2Na3[Cr(OH)6] + 3Br2 + 4NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 8H2O
5Cr2(SO4)3 + 6KMnO4 + 11H2O = 3K2Cr2O7 + 2H2Cr2O7 + 6MnSO4 + 9H2SO4
Cr2(SO4)3 + 6NH4OH = 2Cr(OH)3 + 3(NH4)2SO4
Cr2(SO4)3 + 6NaOH = Cr(OH)3↓ + 3Na2SO4 (зеленый студенистый осадок)
Cr2(SO4)3 + 3H2O2 + 10NaOH = 2Na2CrO4 + 3Na2SO4 + 8H2O
Хромовые квасцы (KCr(SO4)2) – полная аналогия с алюминиевыми квасцами (искл. температуру)
Молибден и вольфрам. Молибден и вольфрам относятся к редким металлам, их массовые доли в земной коре равны соответственно 3*10-4 и 1*10-4%. Важнейшими минералами молибдена и вольфрама являются: молебденит MoS2, шеелит CaWO4 и вольфрамит (Fe, Mn)WO4.
Молибден и вольфрам представляют собой светло-серебристые металлы. Плотности их равны 10,22 г/см3 (Mo) и 19,32 г/см3 (W), а температуры плавления составляют 2660° и 3387° соответственно. Вольфрам имеет наибольшую температуру плавления из всех металлов.
Молибден и вольфрам химически менее активны, чем хром. С неметаллами они реагируют при сильном нагревании. Не растворяются в хлороводородной, азотной и серной кислотах, растворяются в смеси азотной и фтороводородной кислот:
W + 6HNO3 + 8HF = H2[WF8] + 6NO2 + 6H2O
Наиболее устойчивы соединения, в которых молибден и вольфрам имеют степень окисления +6. Оксид молибдена (VI) MoO3 и оксид вольфрама (VI) WO3 проявляют кислотные свойства:
MoO3 + 2NaOH = Na2MoO4 + H2O молибдат натрия
WO3 + 2NH4OH = (NH4)2WO4 + H2O вольфрамат аммония
Молибдаты и вольфраматы являются солями кислот молибденовой H2MoO4 (белое малорастворимое вещество) и вольфрамовой H2WO4 (желтое малорастворимое вещество).
W + 3NaNO3 + 2NaOH = Na2WO4 + 3NaNO2 + H2O (то же для Mo)
WO2(OH)2 + 2HCl = WO2Cl2 + 2H2O (то же для Mo)
Note Bene: (NH4)6Mo7O24 Na10W12O41 (вольфрамовые и мольбденовые «бронзы» – проявляют полупроводниковые свойства)
Цинк, Кадмий, Ртуть и их соединения
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O
ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2 + 6NH3 = [Zn(NH3)6](OH)2
Cd(OH)2 + 6NH3 = [Cd(NH3)6](OH)2 (соли кадмия ядовиты!)
Hg + HCl ≠ (почти все соли ртути ядовиты, канцерогены)
Hg + H2SO4 (разб) ≠
Hg + NaOH (разб) ≠
Hg + S (25°) = HgS
Hg + Me (Zn, Sb, Na, Cu, Au) = MeHg – амальгама
Hg + 2H2SO4 (конц) = HgSO4 + SO2 + 2H2O
6Hg + 8HNO3 (разб) = 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Hg(NO3)2 + 2NaOH = HgO↓ + 2NaNO3 + H2O
HgCl2 (сулема) + Hg = Hg2Cl2 (каломель)
2HgCl2 + SnCl2 = Hg2Cl2↓ + SnCl4
Hg2Cl2 + SnCl2 = 2Hg + SnCl4
Щелочные металлы
4Li + O2 = 2Li2O
2Li + H2 (25°) = 2LiH
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2
2LiOH (t°) = Li2O + H2O↑
2Na + O2 (>250°) = Na2O2 (воспламеняется на воздухе при умеренном нагревании)
2Na + Cl2 = 2NaCl
6Na + N2 = 2Na3N
2Na + H2 = 2NaH
2Na + S = Na2S
2Na + 2C = Na2C2
3Na + 2O2 = Na2O2 + NaO2
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 + 368 кДж
2Na + 2NH3 = H2 + 2NaNH2
8Na + 10HNO3 (разб) = 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O
2Na + 2NaOH (600°) = 2Na2O + H2
2Na + Na2O2 (130-200°) = 2Na2O
2Na2O (>700° длительно) = Na2O2 + 2Na
Na2O + H2O = 2NaOH + 236 кДж
Na2O + M2O3 = 2NaMO2 (1200°, M = Al, Cr)
Na2O + O2 (250-350°, p) = 2Na2O2
Na2O + CO2 (450-550°) = Na2CO3
2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
Na2O2 + CO = Na2CO3
Na2O2 + 2H2SO4 = 2NaHSO4 + H2O2
Na2O2 + 2NaI + 2H2SO4 = I2 + 2Na2SO4 + 2H2O
2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + H2
NaNH2 + H2O = NaOH + NH3
NaOH (t°) ≠
NaOH + H2O = NaOH*H2O + 56 кДж
2NaOH + SiO2 (t°) = Na2SiO3 + H2O
NaOH (разб) + H3PO4 (конц) = NaH2PO4 + H2O
2NaOH (разб) + H3PO4 (разб) = Na2HPO4 + 2H2O
3NaOH (конц) + H3PO4 (разб) = Na3PO4 + 3H2O
2NaOH (тв) + M2O3 = 2NaMO2 + H2O (1000°, M = Al, Cr)
2NaOH (конц) + 3H2O + Al2O3 (кипячение) = 2Na[Al(OH)4]
2NaOH (тв) + M(OH)2 = Na2MO2 + 2H2O (500°, M = Be, Zn)
2NaOH (конц) + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4]
6NaOH (разб. горяч.) + 3S = 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
2NaOH (конц. холодн.) + Cl2 = NaCl + NaClO + H2O
2K + 2H2O = 2KOH + H2 + 392 кДж
8K + 10HNO3 (конц) = 8KNO3 + N2O + 5H2O
K2O + 2HCl = 2KCl + H2O
2K2O + 2NH3 = 2KOH + N2 + 2H2O
2KO2 + 2H2O = 2KOH + H2O2 + O2
2KO2 + S = K2SO4
K2O2 + 2K = 2K2O
2K2O2 + 2CO2 = 2K2CO3 + O2 (регенерация кислорода – космические станции, применяется ли в настоящее время?)
KNH2 + H2O = KOH + NH3
Щелочноземельные металлы
BeF2 + Mg = Be + MgF2
2Be + O2 = 2BeO
Be + 2HCl = BeCl2 + H2
Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] +H2
Be + H2SO4 + 4H2O = [Be(H2O)4]SO4 + H2↑
BeO + 2Na = Be + Na2O
BeO + 2KOH + H2O = K2[Be(OH)4}
BeO + 2HCl + 3H2O = [Be(H2O)4]Cl2
BeO + SiO2 (t°) = BeSiO3
BeO + Na2O = Na2BeO2
Be(OH)2 + 2KOH = K2[Be(OH)4]
Be(OH)2 + 2HCl = BeCl2 + 2H2O
BeCl2 + 2LiH (эфир) = BeH2 + 2LiCl
BeF2 + 2KF = K2[BeF4]
BeF2 + SiF4 = Be[SiF6]
Соли Be ядовиты (опаснее солей Ba, вызывают воспаление кожи)!
Mg + Cl2 = MgCl2
3Mg + N2 (t°) = Mg2N2
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2
MgO + C (t°) = Mg + CO
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2
MgO + 2CH3COOH = (CH3COO)2Mg + H2O
R─Hal + Mg = R─Mg─Hal (реактив Гриньяра, используется в органике)
Note Bene: MgCl2*6H2O Mg(NO3)2*6H2O
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2 + 413 кДж
Ca + S = CaS
Ca + H2 (t°) = CaH2
Ca + V2O5 = 2V + 5CaO
Ca + 3Sn (t°) = CaSn3
2Ca + Sn (t°) = Ca2Sn
Ca + 10HNO3 (разб) = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
4Ca + 10HNO3 (конц) = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O
4Ca + 5H2SO4 (конц) = 4CaSO4 + H2S + 4H2O
CaO + H2O = Ca(OH)2 + 64 кДж
3CaO + 2Al = 3Ca + Al2O3
Ca(OH)2 (t°) = CaO (негашеная известь) + H2O↑
Ca3P2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2PH3
Ca + 2C = CaC2
CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
CaC2 + N2 = CaCN2 + C
CaCO3 (t°) = CaO + CO2
CaCl2 + 2Na = Ca + 2NaCl
3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3
BaO2 + 2H2O = Ba(OH)2 + H2O2
Ba(OH)2 (t°) = BaO + H2O↑
BaH2 + 2H2O = Ba(OH)2 + 2H2
Соли Ba ядовиты!