Legătura genetică în chimia anorganică şi organică

Legătura genetică în chimia anorganică şi organică Să ne amintim că între substanţele anorganice simple şi compuse (oxizi, acizi, baze şi săruri) există o legătură genetică, care explică posibilitatea transformărilor reciproce. Astfel, calciul, o substanţă simplă (metal), în urma combinării cu oxigenul, se transformă în oxid de calciu care, la rândul său, la interacţiunea cu apa, formează hidroxidul de calciu. Acesta, la interacţiunea cu un acid, dă o sare. Toate aceste transformări pot fi reprezentate astfel: 181Diversitatea şi unitatea chimică a lumii subst anţ el or 182 00 Ca —• CaO —• Ca(OH)2 —• CaSO4 Produsul final, sulfatul de calciu, poate fi obţinut şi pe altă cale, pornind de la un nemetal, de exemplu, de la sulf: S —— SO2 —— SO3 —— H2SO4 —— CaSO4 Prin urmare, pe diferite căi, a fost obţinută una şi aceeaşi sare. Este cunoscută şi transformarea inversă, de la sare ajungându-se la alte clase de compuşi anorganici sau la substanţe simple. Spre exemplu, sarea de sulfat de cupru se poate transforma în cupru conform schemei: CuSO4 — Cu(OH)2 — CuO — Cu O astfel de relaţie dintre clasele de compuşi anorganici este prezentată prin schemele legăturilor genetice ale principalelor clase de compuşi anorganici, din care pot fi deduse proprietăţile chimice ale acestora. Proprietăţile chimice ale oxizilor Proprietăţile chimice ale acizilor Să ne amintim că şi clasele de compuşi organici au legătură genetică între ele. În acest context, cea mai simplă legătură genetică este în cadrul diverselor tipuri de hidrocarburi. Astfel, cu ajutorul proceselor de dehidrogenare a alcanilor, se pot obţine hidrocarburi etilenice, dienice. Toate hidrocarburile nesaturate pot fi hidrogenate până la saturaţia completă, ajungându-se la alcani. O altă cale de transformare vizează arenele. Hidrocarburile acetilenice inferioare, în rezultatul trimerizării, formează hidrocarburi aromatice, de exemplu, din acetilenă se obţine benzen. La fel, prin dehidrogenarea cicloalcanilor (ciclohexanul), se pot obţine hidrocarburi aromatice (benzen) etc. O schemă generalizatoare a legăturii genetice, care cuprinde tipurile de hidrocarburi şi majoritatea claselor de compuşi organici, este redată la pag. 12. EVALUARE 1. Realizaţi transformările: ,------------------ , 5 a) Ca CaO .2 b) S FeS H2S 4 Ca3(PO4)2 3 4 P P2O5 - ^ SO2 Metal oxid bazic Nemetal —► oxid acid acid bază sare A 1 <4> sare Proprietăţile chimice ale sărurilor Proprietăţile chimice ale bazelor S arcini imediate Folosind schemele alăturate, deduceţi proprietăţile chimice pentru: a) un oxid, b) o bază, c) un acid. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 1 3 . a) Realizaţi transformările: butan —► but-1-enă —► but-1,3-dienă —► but-2-enă —► butan b) Din metan, obţineţi ciclohexan. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor, arătaţi condiţiile de realizare a acestora. Cum se va schimba structura moleculară a substanţelor în următoarele transformări: etan ^ etilenă ^ acetilenă ^ benzen? Scrieţi formulele de structură pentru fiecare substanţă, arătaţi tipul de legături (o sau n) din molecule. Care dintre tipurile de hidrocarburi cunoscute pot reacţiona cu următoarele substanţe: brom, clorură de hidrogen, hidrogen? Alcătuiţi ecuaţiile reacţiilor respective (folosind exemple concrete). Folosind legătura genetică a azotului şi a compuşilor săi, scrieţi ecuaţiile reacţiilor chimice pentru această schemă de transformări: oxid de azot (II) <— Acid Oxid de azotic ■<— azot (IV) Azot Nitruri Oxid de azot (II) Amoniac Săruri de amoniu Realizaţi transformările, scriind ecuaţiile reacţiilor chimice: ZnS ■ ZnO —► Zn —► Zn(NO3)2 ■ Zn(OH)2 —► ZnSO4 —► ZnCl2 —► Zn ZnO —► Na2ZnO2 Numiţi domeniile de utilizare pentru fiecare dintre substanţele respective. Ce volum de soluţie alcalină cu partea de masă a hidroxidului de potasiu 22% şi densitatea de 1,2 g/ml va fi necesar pentru dizolvarea amestecului cu masa de 200 g, care constă din aluminiu (partea de masă 21,6%), oxid de aluminiu (10,4%) şi hidroxid de aluminiu (68%)? Fierul cu masa de 12,2 g a fost topit cu 6,4 g de sulf. La produsul obţinut s-a adăugat acid clorhidric în exces. Gazul care s-a degajat a fost trecut printr-o soluţie de CuCl2 cu masa de 200 g cu partea de masă a clorurii de cupru (II) de 15%. Ce masă de precipitat s-a format? Au interacţionat 340 g soluţie de nitrat de argint de 10% cu 146 g de soluţie de acid clorhidric de 20%. Calculaţi masa precipitatului format. Scrieţi ecuaţia reacţiei chimice în formă moleculară, ionică şi ionic redusă. La arderea a 7,2 g de substanţă organică cu densitatea relativă a vaporilor din aer egală cu 2,485, s-au obţinut 11,2 l (c.n.) de oxid de carbon (IV) şi 10,8 g de apă. Care este denumirea substanţei, dacă formula sa de structură conţine un atom de carbon cuaternar? Acetilena cu volumul de 280 ml (c.n.) a fost folosită pentru obţinerea aldehidei acetice cu un randament de 80%. Ce masă de metal (depus pe sticlă) poate fi obţinută la adăugarea întregii cantităţi de aldehidă la un exces de soluţie amoniacală de oxid de argint? La interacţiunea a 100 g de soluţie de etanol şi fenol în benzen cu exces de sodiu, s-au eliminat 1,12 l de hidrogen (c.n.). Aceeaşi cantitate de soluţie, la interacţiunea cu exces de apă de brom, formează 16,55 g de precipitat. a) Determinaţi părţile de masă ale alcoolului şi fenolului în soluţie. b) Indicaţi câte un domeniu de utilizare a alcoolului şi fenolului. La deshidratarea a 1,5 g de alcanol în prezenţă de H2SO4, s-au obţinut 0,56 l de alchenă (c.n.). Se cere: a) determinaţi formula alcoolului; b) scrieţi formulele de structură ale tuturor izomerilor posibili ai alcoolului dat şi numiţi-i conform nomenclaturii sistematice.