Вопрос, страница 181 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 25. Классификация и характеристика неорганических и органических соединений. Глава 6. Классификация и взаимосвязь неорганических и органических веществ - страница 181.

Условие.

В быту, медицине широко применяются пищевая и техническая сода, перманганат калия, пероксид водорода, гипс, хлорид натрия, спиртовой раствор иода, этиловый спирт.

К каким классам соединений они относятся, какими отличительными химическими и физическими свойствами обладают?

В чём вы видите существенное различие между органическими и неорганическими веществами?

Решение.

Решение 2.

В быту, медицине широко применяются пищевая и техническая сода, перманганат калия, пероксид водорода, гипс, хлорид натрия, спиртовой раствор иода, этиловый спирт. К каким классам соединений они относятся, какими отличительными химическими и физическими свойствами обладают?

Данные вещества можно классифицировать и охарактеризовать следующим образом:

• Пищевая сода (гидрокарбонат натрия), формула $NaHCO_3$.
  Класс: неорганическое соединение, кислая соль.
  Физические свойства: белый мелкокристаллический порошок, растворимый в воде, без запаха.
  Химические свойства: реагирует с кислотами с выделением углекислого газа (например, при гашении соды уксусом), при нагревании разлагается на карбонат натрия, воду и углекислый газ. Водный раствор имеет слабощелочную реакцию.
• Техническая (кальцинированная) сода (карбонат натрия), формула $Na_2CO_3$.
  Класс: неорганическое соединение, средняя соль.
  Физические свойства: белый кристаллический порошок или гранулы, хорошо растворимые в воде.
  Химические свойства: водный раствор имеет сильнощелочную реакцию из-за гидролиза. Используется в производстве стекла, мыла, чистящих средств.
• Перманганат калия (марганцовка), формула $KMnO_4$.
  Класс: неорганическое соединение, соль.
  Физические свойства: темно-фиолетовые кристаллы, при растворении в воде образуют раствор яркого малинового цвета.
  Химические свойства: является сильным окислителем, благодаря чему обладает антисептическим действием. При нагревании разлагается с выделением кислорода.
• Пероксид водорода (перекись водорода), формула $H_2O_2$.
  Класс: неорганическое соединение, пероксид.
  Физические свойства: бесцветная жидкость, неограниченно растворима в воде. Обычно используется в виде 3% или 6% водных растворов.
  Химические свойства: неустойчивое соединение, легко разлагается на воду и кислород ($2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2 \uparrow$), особенно на свету и в присутствии катализаторов. Проявляет сильные окислительные свойства (используется как антисептик и отбеливатель).
• Гипс (дигидрат сульфата кальция), формула $CaSO_4 \cdot 2H_2O$.
  Класс: неорганическое соединение, кристаллогидрат соли.
  Физические свойства: белое кристаллическое вещество, малорастворимое в воде.
  Химические свойства: при нагревании теряет кристаллизационную воду и превращается в алебастр ($CaSO_4 \cdot 0.5H_2O$), который при смешивании с водой быстро твердеет, возвращаясь в состояние гипса.
• Хлорид натрия (поваренная соль), формула $NaCl$.
  Класс: неорганическое соединение, средняя соль.
  Физические свойства: белые или бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, имеют соленый вкус.
  Химические свойства: в растворе полностью диссоциирует на ионы $Na^+$ и $Cl^-$. Является основным источником ионов натрия и хлора для организма, используется как консервант.
• Спиртовой раствор иода.
  Это смесь веществ. Основные компоненты: иод ($I_2$), этиловый спирт ($C_2H_5OH$) и вода.
  Иод, $I_2$:
  Класс: простое вещество, неметалл (галоген).
  Физические свойства: твердое вещество, темно-серые кристаллы с фиолетовым металлическим блеском, легко возгоняется (сублимирует), образуя фиолетовые пары.
  Химические свойства: окислитель, обладает выраженными антисептическими свойствами.
• Этиловый спирт (этанол), формула $C_2H_5OH$.
  Класс: органическое соединение, одноатомный спирт.
  Физические свойства: бесцветная, летучая жидкость с характерным запахом, смешивается с водой в любых пропорциях.
  Химические свойства: горюч (горит с образованием $CO_2$ и $H_2O$), вступает в реакции этерификации с кислотами, окисляется до уксусного альдегида и уксусной кислоты. Используется как растворитель и антисептик.

Ответ: Перечисленные вещества относятся к различным классам соединений: солям (пищевая и техническая сода, перманганат калия, гипс, хлорид натрия), пероксидам ($H_2O_2$), простым веществам ($I_2$) и спиртам ($C_2H_5OH$). Их свойства определяются их составом и строением. Неорганические вещества в списке в основном являются ионными или полярными соединениями, твердыми при обычных условиях (кроме раствора $H_2O_2$), тогда как этанол — типичное органическое соединение, жидкость с низкой температурой кипения.

В чём вы видите существенное различие между органическими и неорганическими веществами?

Существенное различие между органическими и неорганическими веществами заключается в нескольких ключевых аспектах, вытекающих из того, что органическая химия — это химия соединений углерода.

• Элементный состав: Основу всех органических соединений составляет углерод. Кроме углерода, в их состав почти всегда входит водород, часто — кислород, азот, сера, фосфор, галогены. Неорганические вещества могут быть образованы любыми элементами периодической системы.
• Тип химической связи: В молекулах органических веществ преобладают ковалентные (часто малополярные) связи. Для неорганических соединений характерны все типы связей: ионная, ковалентная полярная и неполярная, металлическая.
• Строение и разнообразие: Атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя длинные и разветвленные цепи, а также циклы. Эта способность приводит к огромному разнообразию органических соединений. Для органических веществ очень характерно явление изомерии (существование веществ с одинаковым составом, но разным строением и свойствами). В неорганической химии разнообразие структур меньше, и изомерия встречается реже.
• Физические свойства: Большинство органических веществ имеют молекулярное строение, что обуславливает их относительно низкие температуры плавления и кипения. Многие из них летучи, горючи и плохо растворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях. Неорганические вещества с ионной или атомной кристаллической решеткой (соли, оксиды металлов) обычно тугоплавки, нелетучи и часто хорошо растворимы в воде.
• Термическая стойкость и химическая активность: Органические вещества, как правило, термически менее устойчивы и при нагревании разлагаются или сгорают. Химические реакции с их участием протекают обычно медленно и в несколько стадий. Реакции в неорганической химии, особенно между ионами в растворах, протекают, как правило, очень быстро.

Ответ: Основное различие заключается в том, что органические вещества — это соединения углерода, характеризующиеся преимущественно ковалентными связями, способностью углерода образовывать цепи и циклы, что ведет к их огромному разнообразию, и специфическими физическими свойствами (низкие температуры плавления, горючесть). Неорганические вещества образованы остальными элементами, для них характерны разнообразные типы связей (в том числе ионная) и, как следствие, часто иные физические и химические свойства (тугоплавкость, негорючесть, быстрые реакции в растворах).