Кислотно-основные реакции

Acid-core reactions

 

Автор: Бадмаева Антонина Борисовна

МБОУ «ЭМГ», Элиста, Республика Калмыкия, Россия

e-mail: ox1genium@yandex.ru

Badmaeva Antonina Borisovna

Elista, Republic Of Kalmykia, Russia

e-mail: ox1genium@yandex.ru

Аннотация: Развитие логического мышления обучающихся является одним из приоритетных направлений работы школы. Технология УДЕ раскрывает возможности деятельности, познания, реализации и развития способностей обучающихся.

Abstract: Developing the logical thinking of students is one of the priorities of the school. UDE technology reveals the possibilities of activity, cognition, implementation and development of the abilities of students.

Ключевые слова: кислотно-основные реакции, укрупнение дидактических единиц.

Keywords: acid-core reactions, enlargement of didactic units.

Тематическая рубрика: Химия и материаловедение.

 

Укрупнение дидактических единиц – это технология обучения, обеспечивающая самовозрастание знаний учащегося благодаря активизации у него подсознательных механизмов переработки информации посредством сближения во времени и пространстве мозга взаимодействующих компонентов доказательной логики и положительных эмоций (П.М. Эрдниев).

Одним из средств укрупнения единицы усвоения служит матричная система фиксации учебной информации.

Главная особенность укрупнения единицы усвоения – создание условий для постижения богатства связей и переходов между компонентами единого знания.

Одним из ключевых терминов технологии УДЕ является матрица. Матричная фиксация учебной информации представляет дидактически целесообразный метод приведения в систему химических знаний (информационный аспект), так как приносит обучающемуся структурную информацию, которая способствует углубленному усвоению знаний по предмету (философский аспект) (Б.П. Эрдниев)

Задание 1. Определите, какое химическое взаимодействие приведет к  образованию солей, расположенных по диагонали матрицы? Внесите в матрицу химические формулы солей и дайте им название по международной (систематической) номенклатуре. Напишите уравнения химических реакций. 

 

Матрица 1. Методы синтеза солей (вариант 1)

 

Кислотно-основные реакции

а) кислотный оксид + щелочь →

б) кислота + щелочь →

  +  RbOH  →  Rb2SO4  +  H2O

  +  LiOH   →  LiNO3  +  H2O

  +  Sr(OH)2  →  Sr3(РО4)2↓  +  H2O

Матрица 1. Методы синтеза солей.

 

Матрица 1. Методы синтеза солей.

Матрица 1. Методы синтеза солей (вариант 2)

   + KOH → K3РО4 + H2O

  + RbOH → RbNO3 + H2O

  + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + H2O

1. Определите, какое химическое взаимодействие приведет к образованию солей, расположенных по диагонали матрицы? Внесите в матрицу химические формулы солей и дайте им систематическое название. Напишите уравнения химических реакций.

Матрица 2. Методы синтеза солей (вариант 1)

 

Кислотно-основные реакции 

а) основный оксид + кислота →

б) основание + кислота →

+ НNО3 → Ba(NO3)2 + Н2О 

+ Н2SО4 → СаSО4↓ + Н2О

+ H3PO4 → Na3PO4 + H2O

Матрица 2. Методы синтеза солей (вариант 2)

+ H2SO4 → Na2SO4 + H2O

+ НNО3 → Сa(NO3)2 + Н2О

+ Н3PО4 → Ba3(PO4)2↓ + Н2О

 

2. На основании общих химических формул солей, расположенные по диагонали матрицы, определите реагенты образующие соли данного состава. О каком химическом взаимодействии идет речь? Напишите уравнения химических реакций.

Матрица 3. Методы синтеза солей (вариант 1)

Кислотно-основные реакции 

а) MO + 2HNO3 = M(NO3)2 + H2O

MO + N2O5 = M(NO3)2

M(OH)2 + 2HNO3 = M(NO3)2 + 2H2O

M(OH)2 + N2O5 = M(NO3)2 + H2O

b) MO + H2SO4 = MSO4↓+ H2O

MO + SO3 = MSO4

M(OH)2 + H2SO4 = MSO4↓ + 2H2O

M(OH)2 + SO3 = MSO4↓ + H2O

c) 3M2O + 2H3PO4 = 2М3PO4 + 3H2O

3M2O + P2O5 = 2М3PO4

3MOH + H3PO4 = М3PO4 + 3H2O

6MOH + P2O5 = 2М3PO4 + 3H2O

Матрица 3. Методы синтеза солей (вариант 2).

а) M2O + H2SO4 = M2SO4 + H2O

M2O + SO3 = M2SO4

2MOH + H2SO4 = M2SO4 + 2H2O

2MOH + SO3 = M2SO4 + H2O

b) M2O + 2HNO3 = 2MNO3 + H2O

M2O + N2O5 = 2MNO3

MOH + HNO3 = MNO3 + H2O

2MOH + N2O5 = 2MNO3 + H2O

с) 3MO + 2H3PO4 = М3(PO4)2↓ + 3H2O

3MO + P2O5 = М3(PO4)2

3M(OH)2 + 2H3PO4 = М3(PO4)2↓ + 6H2O

3M(OH)2 + P2O5 = М3(PO4)2↓ + 3H2O 

К кислотно-основному типу относятся реакции кислот с основными, амфотерными оксидами и гидроксидами, проявляющие основные и амфотерные свойства. Общие для всех кислот реакции – реакции, связанные с наличием в их растворах иона водорода или точнее иона гидроксония (оксония). Реакции кислотных и основных оксидов с водой относят также к кислотно-основному типу.                  

 Матрица 1. Кислотно-основные реакции.

 

Матрица 2. Кислотно-основные реакции.

 

К кислотно-основному типу относятся  реакции кислот со средними, основными, а иногда и кислыми солями.

Матрица 3. Кислотно-основные реакции.

Матрица 4. Кислотно-основные реакции.

[М(ОН)]2СО3 + 4НBr = 2MBr2 + CO2↑ + 3H2O 

2[М(ОН)]+ + СО32- + 4Н+ = 2M+ + CO2↑ + 3H2O 

 

Матрица 5. Кислотно-основные реакции.

M(HCO3)2 + 2HCl = MCl2 + 2CO2↑ + 2H2O

2HCO3- + 2H+ = 2CO2↑ + 2H2O 

 

К кислотно-основному типу относятся реакции оснований с кислыми солями.

Матрица 6. Кислотно-основные реакции.

                      

Матрица 7. Кислотно-основные реакции.

 

Протонная теория кислот и оснований

(И. Бренстед и  Т. Лоури, 1923г)

Реагент-кислота и реагент-основание, а также продукт-основание и продукт-кислота конкурируют между собой за обладание протоном. В обратимой кислотно-основной реакции устанавливается протолитическое равновесие. В системе присутствуют четыре вещества двух сопряженных пар кислота – основание реагент-кислота/продукт-основание и продукт-кислота/реагент-основание. Вещества, проявляющие кислотные или основные свойства, получили название протолиты.

Слабые протолиты обратимо реагируют с водой. К слабым протолитам относятся катионы многих солей, проявляющие слабые кислотные свойства.

Матрица 1. Протолиты.

	«А»	«В»	«С»
«Х»	H3O+
«Z»		CrOH2+
«N»			pH < 7

 

Обратимый протолиз

NH4+ + 2H2O          NH3 ∙ H2O + H3O+ 

M3+ ∙ H2O + H2O          MOH2+ + H3O+ 

К слабым протолитам относятся анионы многих солей, проявляющие слабые основные свойства, т. к. они сопряжены со слабыми кислотами.

Матрица 2. Протолиты.

	«А»	«В»	«С»
«Х»	OH-
«Z»		СО2↑
«N»			pH > 7

 

 CO32- + H2O          HCO3- + OH-                           

CO32- + 2H+ = CO2↑ + H2O  

Амфолиты – протолиты, выполняющие одновременно обе функции – кислотную и основную. К амфолитам относятся: HCO3-, HSO3-, HS-, HPO42-, H2PO4- и др.

Матрица 3. Амфолиты.

	«А»	«В»	«С»
«Х»	H3O+
«Z»		OH-
«N»			pH > 7 или pH < 7

 HS- + H2O            S2- + H3O+

 HS- + H2O           H2S   + OH- 

Матрица 1. Кислотно-основные реакции.

	«А»	«В»	«С»
«Х»	NH3 ∙ nH2O
«Z»		[CH3NH3]Cl
«N»			[(CH3)2NH2]HSO4

 

NH3 + H+ = NH4+

NH3 + H2O           NH4+ + OH-

Основание + кислота             кислота + основание

CH3NH2 + H2O          [CH3NH3]+ + OH-

CH3NH2 + H+          [CH3NH3]+ 

 

Задание 1. Определите анионы, которые относятся к слабым протолитам, проявляющие слабые основные свойства, так как они сопряжены со слабыми кислотами. Напишите уравнения обратимого протолиза.

Задание 2. Снимите цветные стикеры и при правильном определении вы найдете три буквенных обозначения – это известная  в дидактике современная технология обучения. Правильные ответы могут располагаться, как по горизонтали или вертикали, так и по диагонали матрицы.

Матрица 1. Обратимый протолиз.

	«S»	«A»	«N»
1	ClO4-	SO42-	HCO3-
2	I-	CN-	HSO4-
3	S2-	Br-	Cl-

 

Задание 1. Определите катионы, которые относятся к слабым протолитам, проявляющие слабые кислотные свойства, так как они сопряжены со слабыми основаниями. Напишите уравнения обратимого протолиза.

Матрица 2.  Обратимый протолиз.

	«S»	«A»	«N»
1	Al3+ ∙ H2O	K+ ∙ H2O	Cr3+ ∙ H2O
2	Na+ ∙ H2O	Fe3+ ∙ H2O	Sr2+ ∙ H2O
3	NH4+	Ca2+ ∙ H2O	Ba2+ ∙ H2O

Задание 1. Определите анионы, которые относятся к сильным протолитам, проявляющие сильные кислотные свойства, т. к. они сопряжены с данными кислотами. Напишите уравнения необратимого протолиза. Сильные протолиты в водном растворе – HClO4, HClO3, HBrO3, HIO3, HCl, HBr, HI, HNO3, HNCS, HMnO4, H2SeO4, HSeO4-, H2SO4, HSO4- и др. 

Матрица.  Необратимый протолиз.

	«S»	«A»	«N»
1	ClO4-	CN-	HCO3-
2	I-	SO42-	HS-
3	S2-	Br-	HSO4-

 

Матрица способствует обобщению и систематизации химических знаний. Систематическое сопоставление сходных или противоположных по составу веществ, химических свойств, способов получения неорганических веществ – приводит к развитию способности одновременно охватывать несколько дидактических единиц взаимосвязи, что способствует самостоятельному извлечению новой информации.

Технология УДЕ – технология создания действенных и эффективных условий для развития познавательных способностей обучающихся, их интеллекта и творческого начала, расширения химического кругозора.

 

Список литературы:

1. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. – М.: Международная академическая издательская компания  «Наука»,1997.

2. Эрдниев Б. П. Матрицы  в обучении. – Элиста: Калмыцкий государственный университет, 1990.

3. Эрдниев П. М., Эрдниев Б. П. Укрупнение дидактических единиц в обучении математике. – М.: «Просвещение», 1986.

4. Эрдниев П. М. Укрупнение дидактических единиц как технология обучения (часть І,II). – М.: «Просвещение», 1992.