Slide 1

CHEMIA OGÓLNA
Klasyfikacja związków nieorganicznych

Wojciech Solarski


Slide 2

Podręcznik: Chemia dla inżynierów, pr. zb. pod red.
J.Banaś, W.Solarski, ROZDZ. IV

Internet: E-Chemia dla inżynierów
www.chemia.odlew.agh.edu.pl


Slide 3

Klasyfikacja związków
nieorganicznych
METALI

TLENKI EnOm
WODOROTLENKI

KWASY
SOLE

NIEMETALI


Slide 4

TLENKI METALI MenOm
Wzór
Na2O
MgO
BaO
Al2O3

nazwa zalecana
tlenek sodu
tlenek magnezu
tlenek baru
tlenek glinu

nazwa tradycyjna

PbO
PbO2
FeO
Fe2O3
MnO
Mn2O3
SnO
SnO2
Cu2O
CuO

tlenek ołowiu(II)
tlenek ołowiu(IV)
tlenek żelaza(II)
tlenek żelaza(III)
tlenek manganu(II)
tlenek manganu(III)
tlenek cyny(II)
tlenek cyny(IV)
tlenek miedzi(I)
tlenek miedzi(II)

tlenek ołowiawy
tlenek ołowiowy
tlenek żelazawy
tlenek żelazowy
tlenek manganawy
tlenek manganowy
tlenek cynawy
tlenek cynowy
tlenek miedziawy
tlenek miedziowy

Fe 2 O

tlenek sodowy
tlenek magnezowy
tlenek barowy
tlenek glinowy

II
3


Slide 5

TLENKI METALI MenOm
Wzór
Na2O
MgO
BaO
Al2O3

nazwa zalecana
tlenek sodu
tlenek magnezu
tlenek baru
tlenek glinu

nazwa tradycyjna

PbO
PbO2
FeO
Fe2O3
MnO
Mn2O3
SnO
SnO2
Cu2O
CuO

tlenek ołowiu(II)
tlenek ołowiu(IV)
tlenek żelaza(II)
tlenek żelaza(III)
tlenek manganu(II)
tlenek manganu(III)
tlenek cyny(II)
tlenek cyny(IV)
tlenek miedzi(I)
tlenek miedzi(II)

tlenek ołowiawy
tlenek ołowiowy
tlenek żelazawy
tlenek żelazowy
tlenek manganawy
tlenek manganowy
tlenek cynawy
tlenek cynowy
tlenek miedziawy
tlenek miedziowy

Fe

tlenek sodowy
tlenek magnezowy
tlenek barowy
tlenek glinowy

III
2

O

II
3


Slide 6

SYNTEZA TLENKÓW METALI
2Mg + O2 = MgO
4Al + 3O2 = 2Al2O3
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3

REAKCJE TLENKÓW METALI
K2O + H2O = 2KOH
MgO + H2O = Mg(OH)2
Fe2O3 + H2O = brak reakcji
Fe(OH)3


Slide 7

WODOROTLENKI.
Me(OH)n
Wzór

nazwa systematyczna

KOH
NaOH
Ca(OH)2

wodorotlenek potasu
wodorotlenek sodu
wodorotlenek wapnia

Sn(OH)2
Sn(OH)4
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Co(OH)2
Co(OH)3
Ni(OH)2
Ni(OH)3

wodorotlenek cyny(II)
wodorotlenek cyny(IV)
wodorotlenek żelaza(II)
wodorotlenek żelaza(III)
wodorotlenek kobaltu(II)
wodorotlenek kobaltu(III)
wodorotlenek niklu(II)
wodorotlenek niklu(III)

nazwa tradycyjna
wodorotlenek potasowy
wodorotlenek sodowy
wodorotlenek wapniowy
wodorotlenek cynawy
wodorotlenek cynowy
wodorotlenek żelazawy
wodorotlenek żelazowy
wodorotlenek kobaltawy
wodorotlenek kobaltowy
wodorotlenek niklawy
wodorotlenek niklowy


Slide 8

TLENKI NIEMETALI
Wzór
P2O3
P2O5
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O5
CO
CO2
SO2
SO3
I2O5

nazwa systematyczna
nazwa tradycyjna
tlenek fosforu(III),tritlenek difosforu trójtlenek fosforu
tlenek fosforu(V),pentatlenek difosforu pięciotlenek fosforu
tlenek azotu(I), tlenek diazotu
podtlenek azotu
tlenek azotu(II),tlenek azotu
tlenek azotu
tlenek azotu(III), tritlenek diazotu
trójtlenek azotu
tlenek azotu(IV),ditlenek azotu
dwutlenek azotu
tlenek azotu(V),pentatlenek diazotu pięciotlenek azotu
tlenek węgla(II), tlenek węgla
tlenek węgla
tlenek węgla(IV), ditlenek węgla
dwutlenek węgla
tlenek siarki(IV), ditlenek siarki
dwutlenek siarki
tlenek siarki(VI), tritlenek siarki
trójtlenek siarki
tlenek jodu(V), pentatlenek dijodu
pięciotlenek jodu


Slide 9

SYNTEZA TLENKÓW
C + O2 = CO2
4P + 5O2 = P4O10
N2 + O2 = 2NO

REAKCJE TLENKÓW
SO2 + H2O = H2SO3
P4O10 + 6H2O = 4H3PO4
SiO2 + H2O = brak reakcji Si(OH)4
CO + H2O = brak reakcji
Tlenek węgla nie tworzy kwasu ani zasady


Slide 10

KWASY
Hn R
Wzór

nazwa systematyczna

HCl
H2CO3
H2 S

kwas chlorowodorowy
kwas węglowy
kwas siarkowodorowy

HNO2
HNO3
HClO
HClO2
HClO3
HClO4
H2SO3
H2SO4
HMnO4

kwas azotowy(III)
kwas azotowy(V)
kwas chlorowy(I)
kwas chlorowy(III)
kwas chlorowy(V)
kwas chlorowy(VII)
kwas siarkowy(IV)
kwas siarkowy(VI)
kwas manganowy(VII)

nazwa tradycyjna
kwas solny
kwas węglowy
kwas siarkowodorowy
kwas azotawy
kwas azotowy
kwas podchlorawy
kwas chlorawy
kwas chlorowy
kwas nadchlorowy
kwas siarkawy
kwas siarkowy
kwas nadmanganianowy


Slide 11

SOLE MnRm
Me(OH)m + Hn R = Men Rm + 0,5(n+m)H2O
Ca(OH)2 + H2S = CaS + 2H2O

NAZEWNICTWO SOLI
BEZTLENOWYCH
Wzór

nazwa systematyczna

S2FClBrI-

siarczek
fluorek
chlorek
bromek
jodek

siarczek

CN-

cyjanek

cyjanek

nazwa tradycyjna

fluorek
chlorek

bromek
jodek


Slide 12

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

NAZEWNICTWO SOLI TLENOWYCH
Wzór
CO32NO3NO2SO42SO32PO43CrO42Cr2O72MnO4MnO42-

nazwa systematyczna
węglan
azotan(V)
azotan(III)
siarczan(VI)
siarczan(IV)
ortofosforan(V)
chromian(VI)
dichromian(VI)
manganian(VII)
manganian(VI)

nazwa tradycyjna
węglan
azotan
azotyn

siarczan
siarczyn
fosforan
chromian
dwuchromian
nadmanganian
manganian


Slide 13

TWORZENIE SIĘ SOLI

Hn R + Me(OH)m = Men Rm + 0,5(n+m)H2O
H2SO3 + 2 NaOH = Na2SO3
Kwas siarkowy(IV)

Siarczan(IV) sodu

SO3

+

2 H 2O


Slide 14

III II

3 H2S + 2 Fe(OH)3 = Fe2S3 + 6 H2O
Kwas siarkowodorowy

Fe

Siarczek żelaza(III)

S
S

Fe
S


Slide 15

2 H3PO4 + 3 Ca(OH)2 = Ca3(PO4) 2 + 6 H2O
Kwas ortofosforowy(V)

ortofosforan(V) wapnia

II

III

Ca 3(PO4)2


Slide 16

WZORY STRUKTURALNE
hydrofilowa część

hydrofobowa część


Slide 17

NAZWY SOLI
Wzór

nazwa systematyczna

nazwa tradycyjna

CaCO3

węglan wapnia

węglan wapniowy

FeSO3

siarczan(IV) żelaza(II)

siarczyn żelazawy

Fe2(SO4)3

siarczan (VI) żelaza (III)

siarczan żelazowy

Na3 PO4

ortofosforan(V) sodu

fosforan sodowy

KNO2

azotan(III) potasu

azotyn potasowy

Ba(NO3)2

azotan(V) baru

azotan barowy

CuS

siarczek miedzi(II)

siarczek miedziowy

HgI2

jodek rtęci(II)

jodek rtęciowy

Ca(HCO3)2

wodorowęglan wapnia

kwaśny węglan wapniowy

(MgOH)2CO3

węglan hydroksomagnezu

zasadowy węglan
magnezowy


Slide 18

NAZWY SOLI

-ek – sól kwasu beztlenowego

-an – sól kwasu tlenowego


Slide 19

OTRZYMYWANIE SOLI
1. Reakcja zobojętniania
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
2NH4OH + H2S = (NH4)2S + 2H2O


Slide 20

Reakcja zobojętniania
Miareczkowanie


Slide 21

Miareczkowanie


Slide 22

OTRZYMYWANIE SOLI
1. Reakcja zobojętniania
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
2NH4OH + H2S = (NH4)2S + 2H2O
2. Reakcja kwasu z metalem
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Au + 2HCl = nie zachodzi


Slide 23

3. Reakcja tlenku zasadowego z kwasem
CaO + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O
Na2O + H2CO3 = Na2CO3 + H2O
4. Reakcja wodorotlenku z tlenkiem
kwasowym
2NH4OH + CO2 = (NH4)2CO3 + H2O

2KOH + SO2 = K2SO3 + H2O


Slide 24

5. Reakcja tlenku zasadowego z tlenkiem
kwasowym
MgO + CO2 = MgCO3
K2O + SO3 = K2SO4

6. W reakcji metalu z niemetalem, np.:
Zn + S = ZnS

Ca + Br2 = CaBr2


Slide 25

Stopień utlenienia
Jest to dodatnia lub ujemna liczba będąca hipotetycznym ładunkiem
atomu, który istniałby, gdyby cząsteczka w skład, której wchodzi
atom zbudowana byłaby z jonów.
1. Stopień utlenienia atomu pierwiastka występującego w stanie wolnym
równy jest zeru.
2. Stopień utlenienia atomów pierwiastków o różnej elektroujemności
ustala się przypisując pierwiastkowi bardziej elektroujemnemu ładunek
ujemny, przy czym wartość tego ładunku jest równa ilości elektronów
wiążących.

3. Suma stopni utlenienia atomów w cząsteczce jest równa zeru, a w jonie
jest równa ładunkowi jonu.
4. Wodór w większości związków chemicznych występuje na +1 stopniu
utlenienia, a tlen na –2.


Slide 26

Stopień utlenienia
0

0

0

N2, Cl2, O2,
+1 -2 0

[H2O ]
+1 x

-2

H2 S O3

0

H2


Slide 27

Stopień utlenienia
0

0

0

0

N2, Cl2, O2,

H2

+1 -2 0

[H2O ]
+1

x -2

[H2 S O3]
2*(+1)+x+3(-2)=0

0

x=+4


Slide 28

Stopień utlenienia – wzór strukturalny
+1 +4 -2

[H2 S O3]
O

S

0

O

H

O

H


Slide 29

Stopień utlenienia – wzór strukturalny

+1 +6 -2

H2 S O4


Slide 30

Wzory strukturalne (kreskowe)
O
O
O

Al
Al
H
H

C
H

H

S
O

H

H
C
H

O

O

O
O

H

O

-

P
O

O
-

-


Slide 31

Wzory strukturalne (kreskowe)
H

O

H

O

P

O

H

O


Slide 32

Wzory strukturalne (elektronowe)


Slide 33

Wzory strukturalne (elektronowe)


Slide 34

Typy reakcji chemicznych
Reakcje syntezy
A + B = AB
2Mg + O2 --> 2MgO
S + O2 --> SO2

Reakcje analizy
AB = A + B
H2CO3 --> H2O + CO2
2KClO3 --> 2KCl + 3O2
2HgO --> 2Hg + O2


Slide 35

Typy reakcji chemicznych
Reakcje wymiany
AB + C --> AC + B
AB + CD --> AC + BD
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
CaCl2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HCl
AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3


Slide 36

Typy reakcji chemicznych
Reakcje redox

Zn + H2 SO4 = Zn SO4 + H2


Slide 37

Typy reakcji chemicznych
Reakcje redox
0

+1

+2

0

Zn + H2 SO4 = Zn SO4 + H2


Slide 38

Typy reakcji chemicznych
Reakcje redox
0

+1

+2

0

Zn + H2 SO4 = Zn SO4 + H2

Zn0 - 2e = Zn+2

utlenianie

2H+1 + 2e = H20

redukcja


Slide 39

Uzgadnianie reakcji redox
Kwas azotowy(V) + siarkowodór = siarka + tlenek azotu(II) + woda
+1 +5

-2

+1

-2

0

+2 -2

+1

-2

HNO3 + H2S = S + NO + H2O

S-2 - 2e = S0

*3

N+5 + 3e = N+2 *2

utlenianie
redukcja

2 HNO3 +3H2S =3S +2NO +4H2O


Slide 40

Obliczenia stechiometryczne
2Mg + O2 = 2MgO

2 atomy magnezu + 1 cząst. tlenu = 2 cząst. tlenku magnezu
2 * 24 j.m.at magnezu 1* 32 j.m.at. tlenu 2*(24 + 16) j.m.at. tlenku magnezu

1 mol =

23
6,02*10

2Mg + O2 = 2MgO
2 mole magnezu + 1 mol tlenu = 2 mole tlenku magnezu
2 *24 g magnezu + 32 g tlenu = 2 *40 g tlenku magnezu


Slide 41

Przykład obliczeń stechiometrycznych
Ile gramów kwasu siarkowego(VI) trzeba zużyć do
zobojętnienia 20 g wodorotlenku sodowego?

Rozwiązanie
1. Zapis i uzgodnienie reakcji chemicznej

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
2. Obliczenie stosunków masowych reagentów
(2*1+32+4*16)g H2SO4 x g H2SO4 x

98 * 20
80

2*(23+16+1) g NaOH
20 g NaOH
 24 , 5

Potrzeba 24,5 g kwasu siarkowego(VI)


Slide 42

Przykład obliczeń stechiometrycznych
Jaka objętość wodoru (zmierzona w warunkach
normalnych) wydzieli się w reakcji 0,5 kg magnezu z
nadmiarem kwasu siarkowego?
Rozwiązanie
Warunki normalne: p=101325 Pa, T=273 K,
Objętość molowa gazu doskonałego w war. norm.

V0= 22,4 dm3
p0 * V0
T0



p 1 * V1
T1


Slide 43

Przykład obliczeń stechiometrycznych
Jaka objętość wodoru (zmierzona w warunkach
normalnych) wydzieli się w reakcji 0,5 kg magnezu z
nadmiarem kwasu siarkowego?
Rozwiązanie
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2
Mg = 24 g/mol, H2SO4 = 98 g/mol, MgSO4 = 120 g/mol, H2 = 2 g/mol

24 g Mg

- 22,4 dm3 H2

500 g Mg -

x

500 * 22 , 4
24

x dm3 H2

 466 , 7

Powstanie 466,7 dm3 wodoru