Глосарій
Хімічні реакції та розчини
А
Дисперсна система, у якій рідкі або тверді частинки (дисперсна фаза) розподілені в газоподібному середовищі (зазвичай у повітрі). Приклади: туман і хмари (рідина в газі), дим і пил (тверде в газі).
Електрод, на якому відбувається окиснення. У гальванічному елементі анод негативний (−). Активніший метал у парі стає анодом, його маса зменшується, бо атоми металу переходять у розчин у вигляді йонів.
Ag₃PO₄ — жовтий осад, розчинний у нітратній кислоті. Утворюється під час якісної реакції на ортофосфат-йони (PO₄³⁻) з аргентум нітратом.
AgCl — білий сирнистий осад, нерозчинний у воді та нітратній кислоті. Утворюється під час якісної реакції на хлорид-йони (Cl⁻) з аргентум нітратом. На світлі поступово темніє.
Б
BaSO₄ — білий дрібнокристалічний осад, нерозчинний у воді та кислотах. Утворюється під час якісної реакції на сульфат-йони (SO₄²⁻) із солями Барію.
В
Прозорий насичений розчин кальцій гідроксиду (Ca(OH)₂) у воді. Використовують як якісний реагент на карбон(IV) оксид (CO₂) — каламутніє внаслідок утворення нерозчинного CaCO₃.
Метод розділення однорідних сумішей (розчинів), за яким розчин нагрівають, розчинник випаровується, а розчинена тверда речовина залишається. Розчинник при цьому втрачається.
Процес приєднання електронів атомом, йоном або молекулою, унаслідок чого ступінь окиснення елемента знижується.
Речовина або частинка, яка віддає електрони в окисно-відновній реакції; при цьому сама окиснюється, а її ступінь окиснення зростає.
Метод розділення неоднорідних сумішей, за яким важчі частинки осідають на дно під дією сили тяжіння, після чого рідину зливають. Для рідин, що не змішуються, використовують розділювальну лійку.
Водневий показник, який у розбавлених водних розчинах характеризує концентрацію йонів H⁺. За 25 °C: pH < 7 — кисле, pH = 7 — нейтральне, pH > 7 — лужне середовище. Чим менший pH, тим більше йонів H⁺.
Г
Пристрій, у якому хімічна енергія окисно-відновної реакції перетворюється на електричну завдяки просторовому розділенню процесів окиснення й відновлення. Електрони від відновника до окисника рухаються зовнішнім колом.
Хімічна реакція, в якій реагенти перебувають у різних фазах (наприклад, тверда + рідка, тверда + газ). Відбувається на межі поділу фаз, тому її швидкість залежить від площі поверхні контакту.
Процес оточення йона молекулами води в розчині. Гідратовані йони мають інші властивості, ніж відповідні атоми, і є більш стійкими в розчині.
Тип гідролізу, за якого аніон слабкої кислоти (CO₃²⁻, S²⁻, CH₃COO⁻, PO₄³⁻) зв'язує йони H⁺ з молекул води, унаслідок чого в розчині лишається надлишок OH⁻ і середовище стає лужним.
Тип гідролізу, за якого катіон слабкої основи (NH₄⁺, Zn²⁺, Al³⁺, Fe³⁺) зв'язує гідроксид-йони OH⁻ з молекул води, унаслідок чого в розчині лишається надлишок H⁺ і середовище стає кислим.
Обмінна взаємодія йонів солі з молекулами води, унаслідок якої утворюється слабкий електроліт і в розчині з'являється надлишок йонів H⁺ або OH⁻.
Хімічна реакція, в якій усі реагенти перебувають в одній фазі (газовій або рідкій) і взаємодіють в усьому об'ємі суміші.
Д
Речовина, у якій рівномірно розподілена дисперсна фаза. Наприклад, у крейді у воді дисперсійне середовище — вода, у тумані — повітря.
Система, у якій одна речовина у вигляді дрібних частинок (дисперсна фаза) рівномірно розподілена в іншій речовині (дисперсійне середовище). Приклади: туман, молоко, розчин солі у воді.
Речовина, яка у вигляді дрібних частинок розподілена в дисперсійному середовищі. Наприклад, у крейді у воді дисперсна фаза — крейда, у тумані — краплі води.
Метод розділення однорідних сумішей, за яким рідину нагрівають до кипіння, пару охолоджують і конденсують, збираючи чистий розчинник (дистилят) в окремий приймач. Дає змогу зберегти і розчинник, і розчинену речовину.
Е
Хімічна реакція, яка відбувається з виділенням теплоти в довкілля. Має від'ємне значення зміни ентальпії: ΔH < 0. Приклади: горіння, нейтралізація, гасіння вапна.
Провідник (металева пластинка), занурений у розчин електроліту, на якому відбувається електрохімічний процес — окиснення або відновлення. У гальванічному елементі розрізняють анод і катод.
Речовина, розчин або розплав якої проводить електричний струм завдяки наявності вільних рухливих йонів. До електролітів належать кислоти, луги та солі.
Процес розпаду електроліту на йони під дією полярних молекул води або під час плавлення. Теорію електролітичної дисоціації запропонував С. Арреніус у 1887 році.
Умовний запис процесу окиснення або відновлення, що показує зміну ступеня окиснення елемента й число переданих електронів. Наприклад: Fe⁺³ + 3e⁻ → Fe⁰ (відновлення), C⁺² − 2e⁻ → C⁺⁴ (окиснення).
Грубодисперсна система, у якій краплі однієї рідини (дисперсна фаза) розподілені в іншій рідині (дисперсійне середовище), з якою перша не змішується. З часом розшаровується. Приклади: молоко, майонез, олія, збовтана з водою.
Хімічна реакція, яка відбувається з поглинанням теплоти з довкілля. Має додатне значення зміни ентальпії: ΔH > 0. Приклади: розклад кальцій карбонату, фотосинтез, утворення NO з N₂ і O₂.
Мінімальна енергія, яку повинні мати частинки реагентів під час зіткнення, щоб відбулася хімічна реакція. Позначають Eₐ. Каталізатор знижує енергію активації, прискорюючи реакцію.
З
Фундаментальний закон хімії: маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися, оскільки атоми лише перегруповуються, а не зникають і не з'являються.
Закон Гей-Люссака: за однакових температури й тиску об'єми газів, що вступають у реакцію й утворюються, відносяться як невеликі цілі числа — коефіцієнти рівняння.
Хімічна реакція, що відбувається в напрямку від продуктів до реагентів. В оборотній реакції зворотна реакція йде одночасно з прямою, і в стані рівноваги їхні швидкості однакові.
Позначення теплового ефекту хімічної реакції в сучасній хімії. ΔH = H(продуктів) - H(реагентів). Від'ємне значення (ΔH < 0) вказує на екзотермічну реакцію, додатне (ΔH > 0) — на ендотермічну.
Перехід системи з одного стану хімічної рівноваги в інший під дією зовнішніх чинників (зміни концентрації, тиску або температури). Напрямок зміщення визначають за принципом Ле Шательє.
І
Речовина, що сповільнює хімічну реакцію або запобігає їй. Діє протилежно до каталізатора: підвищує енергію активації або блокує активні центри. Приклади: консерванти, антиоксиданти.
Мала цифра внизу праворуч від символу хімічного елемента, яка показує кількість атомів цього елемента в одній молекулі (формульній одиниці) речовини.
Однорідна дисперсна система з частинками дисперсної фази молекулярного або йонного розміру (менше 1 нм). Прозорий, стійкий, не розшаровується. Приклади: розчин кухонної солі, цукру, мідного купоросу у воді.
Й
Складний катіон NH₄⁺, який виявляють за реакцією з лугом під час нагрівання: виділяється амоніак NH₃ із різким запахом, а вологий індикаторний папірець синіє.
Йони, які присутні в розчині до й після реакції, але не беруть участі в утворенні нових речовин. У повному йонному рівнянні вони записані в лівій і правій частинах однаково, тому їх викреслюють під час складання скороченого йонного рівняння.
Рівняння хімічної реакції, у якому сильні розчинні електроліти записані у вигляді йонів, а осади, гази, вода й слабкі електроліти — молекулярними формулами. Буває повним (усі сильні розчинні електроліти записано йонами) і скороченим (без йонів-спостерігачів).
К
Речовина, що прискорює хімічну реакцію, знижуючи енергію активації, але після реакції лишається хімічно незмінною й не витрачається. Каталізатор однаково прискорює пряму і зворотну реакції, тому не зміщує хімічну рівновагу.
Електрод, на якому відбувається відновлення. У гальванічному елементі катод позитивний (+). На катоді йони з розчину приймають електрони й відновлюються, тому маса катода зростає або на ньому виділяється газ.
Середовище водного розчину, в якому концентрація йонів H⁺ більша за концентрацію йонів OH⁻. У програмі НМТ також називається кислотним. Відповідає pH < 7 за 25 °C.
Кислота, у якій окисником виступає не катіон Гідрогену, а інший елемент у вищому ступені окиснення. Нітратна кислота HNO₃ є кислотою-окисником завдяки Нітрогену(+5), тому з металами водень не виділяється.
Число перед формулою речовини в хімічному рівнянні, яке показує кількість молекул (або формульних одиниць) і множить усі атоми цієї формули.
Дисперсна система з частинками дисперсної фази розміром від 1 до 100 нм. Зовні прозорий або ледь опалесцентний, стійкий (не осідає), розсіює світло (ефект Тіндаля). Приклади: розчин желатину, яєчного білка, крохмальний клейстер.
Графік залежності розчинності речовини (г на 100 г води, вісь y) від температури (°C, вісь x). Точка на кривій відповідає насиченому розчину, під кривою — ненасиченому, над кривою — надлишку або пересиченому розчину.
Молекули води, які входять до складу кристалічної ґратки кристалогідрату. Вони є структурними одиницями сполуки, а не просто зволожують поверхню. Кількість молекул води позначають після крапки у формулі, наприклад 5H2O в CuSO4·5H2O.
Тверда речовина, до складу якої входить вода в певному стехіометричному співвідношенні (наприклад, CuSO4 · 5H2O — мідний купорос). Формула кристалогідрату записується з точкою.
Л
Середовище водного розчину, в якому концентрація йонів OH⁻ більша за концентрацію йонів H⁺. Відповідає pH > 7 за 25 °C. Приклади: розчини NaOH, KOH, Ca(OH)₂.
М
Кислотно-основний індикатор. У кислому середовищі — червоний (рожевий), у нейтральному — оранжевий, у лужному — жовтий.
Спосіб зрівнювання окисно-відновних реакцій, заснований на рівності числа електронів, відданих відновником, і числа електронів, приєднаних окисником. Ключові кроки: визначення ступенів окиснення, складання електронних рівнянь, знаходження НСК і множників, дозрівнювання решти атомів.
Н
Розчин, який за даної температури містить максимально можливу масу розчиненої речовини й більше не може її розчиняти. Доданий кристалик речовини в такому розчині не розчиняється.
Речовина, розчин якої не проводить електричний струм, оскільки в ньому немає вільних рухливих йонів. Приклади: сахароза, етанол, гліцерол, кисень, азот.
Середовище водного розчину, в якому концентрації йонів H⁺ і OH⁻ рівні. Відповідає pH = 7 за 25 °C. Приклади: чиста вода, розчин NaCl.
Розчин, який за даної температури може розчинити ще додаткову кількість розчиненої речовини. Доданий кристалик у такому розчині поступово зникає, розчиняючись.
Хімічна реакція, яка відбувається до кінця в одному напрямку. Ознаки необоротності: утворення осаду, виділення газу, що виходить, або утворення води. У рівнянні позначається знаком →. Приклад: BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl.
Повне розкладання солі водою, яке відбувається до кінця (зі знаком →), коли сіль утворена слабкою основою і слабкою кислотою, а продукти реакції — газ або осад. У таблиці розчинності такі солі позначені «#».
Суміш, у якій компоненти помітні оком або під мікроскопом; між ними є видима межа. Приклади: пісок у воді, олія з водою, граніт.
О
Хімічна реакція, яка за тих самих умов одночасно відбувається в прямому й зворотному напрямках. У рівнянні позначається знаком ⇄. Приклад: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃.
Суміш, у якій межі між компонентами не видно навіть під мікроскопом; компоненти перемішані на молекулярному або йонному рівні. Приклади: розчин солі у воді, повітря.
Процес віддачі електронів атомом, йоном або молекулою, унаслідок чого ступінь окиснення елемента зростає.
Речовина або частинка, яка приєднує електрони в окисно-відновній реакції; при цьому сама відновлюється, а її ступінь окиснення знижується.
Здатність речовини виявляти в різних реакціях як окисні, так і відновні властивості; характерна для елементів у проміжному ступені окиснення (наприклад, SO₂, H₂O₂, N₂).
Хімічна реакція, під час якої змінюються ступені окиснення елементів. Відбуваються процеси окиснення (віддача електронів) і відновлення (приєднання електронів). Усі реакції заміщення між простою і складною речовинами — окисно-відновні, реакції обміну — ні.
П
Рівняння реакції, в якому всі сильні розчинні електроліти записані у вигляді йонів, а нерозчинні речовини, гази, вода й слабкі електроліти — молекулярними формулами. Показує всі йони, реально присутні в розчині.
Принцип, сформульований Анрі Луї Ле Шательє 1884 року: якщо на систему в стані хімічної рівноваги подіяти ззовні (змінити концентрацію, тиск або температуру), рівновага зміщується в бік того процесу, який послаблює цю дію.
Хімічна реакція, що відбувається в напрямку від реагентів до продуктів. В оборотній реакції пряма реакція йде одночасно зі зворотною, і в стані рівноваги їхні швидкості зрівнюються.
Р
Речовина, яку додають до проби досліджуваного розчину, щоб спричинити характерну зміну (утворення осаду, виділення газу, зміну кольору), за якою виявляють певний йон.
Хімічна реакція заміщення. У неорганічній хімії — реакція між простою і складною речовинами, під час якої атоми простої речовини заміщують атоми одного з елементів складної (A + BC → AC + B); наприклад, активніший метал витісняє менш активний метал із розчину його солі. В органічній хімії — реакція, у якій атом або група атомів у молекулі заміщується іншим атомом або групою.
Хімічна реакція між розчинами електролітів, у якій катіони й аніони реагентів обмінюються місцями. Відбувається до кінця, якщо утворюється осад, газ або слабкий електроліт.
Хімічна реакція між двома сполуками в розчині, під час якої вони обмінюються йонами: AB + CD → AD + CB. Відбувається лише тоді, коли утворюється осад, газ або малодисоційована речовина (зокрема вода).
Хімічна реакція, у якій з однієї складної речовини утворюються дві або більше речовин. Схема: A → B + C + ... . Приклад: CaCO₃ → CaO + CO₂ (за нагрівання).
Характеристика водного розчину, яка визначається співвідношенням концентрацій йонів H⁺ і OH⁻. Розрізняють кисле (H⁺ > OH⁻), нейтральне (H⁺ = OH⁻) і лужне (H⁺ < OH⁻) середовище.
Хімічна реакція, у якій з двох або кількох речовин (простих чи складних) утворюється одна складна речовина. Схема: A + B + ... → C. Приклад: 2H₂ + O₂ → 2H₂O.
Компонент розчину, якого кількісно менше і який рівномірно розподілений у розчиннику. У розчині може бути одна або кілька розчинених речовин.
Компонент розчину, якого кількісно більше або який має той самий агрегатний стан, що й утворений розчин. Наприклад, у водному розчині цукру розчинником є вода, а в йодній настоянці — спирт.
Здатність речовини утворювати з водою (або іншим розчинником) однорідну систему — розчин. Кількісно виражається масою речовини (у грамах), яка може розчинитися в 100 г води за певної температури.
С
H₂SiO₃ — драглистий (желеподібний) осад, що утворюється під час якісної реакції на силікат-йони (SiO₃²⁻) із сильною кислотою. На відміну від карбонатів, газу не виділяється.
Електроліт, ступінь дисоціації якого близький до 1 (100 %). У рівняннях дисоціації використовують знак →. Приклади: HCl, HNO₃, H₂SO₄, NaOH, KOH, розчинні солі.
Йонне рівняння, з якого вилучено йони-спостерігачі (однакові йони в лівій і правій частинах). Показує лише ті йони, які безпосередньо беруть участь у реакції. Коефіцієнти мають бути найменшими цілими числами.
Електроліт, ступінь дисоціації якого значно менший за 1. У рівняннях дисоціації використовують знак ⇄. Приклади: H₂S, H₂CO₃, HF, CH₃COOH, NH₃·H₂O, H₂O.
Частина молекул кислоти, які не змінюють ступеня окиснення елемента, а дають кислотні залишки для утворення солі. Наприклад, у реакції 3Cu + 8HNO₃ окисником є 2 молекули HNO₃, а 6 молекул — солетворна частина, що дає нітрат-йони для Cu(NO₃)₂.
Трубка, заповнена розчином солі (наприклад, KCl), яка з'єднує розчини двох напівелементів гальванічного елемента. Він замикає електричне коло, дозволяючи йонам рухатися між розчинами, і запобігає накопиченню заряду.
Відношення числа (або кількості речовини) молекул, що розпалися на йони, до загального числа розчинених молекул. Позначається α, виражається в частках одиниці або у відсотках.
Грубодисперсна система, у якій тверді частинки дисперсної фази розподілені в рідкому дисперсійному середовищі. Каламутна, з часом осідає, частинки затримуються фільтром. Приклади: крейда у воді, глина у воді, вапняне молоко.
Запис хімічної реакції, що показує формули реагентів і продуктів без коефіцієнтів, тобто без зрівнювання кількості атомів.
Т
Кількість теплоти, яку хімічна реакція виділяє в довкілля (екзотермічна) або поглинає з довкілля (ендотермічна). Вимірюється в кілоджоулях (кДж) і позначається ΔH.
Хімічне рівняння, у якому зазначено агрегатні стани речовин (г, р, т) і тепловий ефект реакції ΔH. Тепловий ефект відповідає кількостям речовин, указаним коефіцієнтами.
У
Суміш кількох індикаторів, яка дає поступову зміну кольору в широкому діапазоні pH. Наносять на смужки паперу; колір порівнюють зі шкалою для визначення наближеного pH. Поблизу pH 7 — зелений.
Ф
Кислотно-основний індикатор. Безбарвний у кислому та нейтральному середовищах (pH < 8,2). У лужному середовищі (pH приблизно від 8,2) набуває рожево-малинового кольору.
Ферум(II) гідроксид — нерозчинна основа, випадає у вигляді сіро-зеленого осаду під час дії лугу на солі Fe²⁺. На повітрі поступово окиснюється до бурого Fe(OH)₃.
Ферум(III) гідроксид — нерозчинна основа бурого кольору. Випадає під час дії лугу на солі Fe³⁺. Під час нагрівання розкладається на Fe₂O₃ і H₂O.
Метод розділення неоднорідних сумішей, за яким суміш пропускають крізь пористий матеріал (фільтр). Тверді частинки затримуються на фільтрі, а рідина (фільтрат) проходить крізь нього.
Х
Стан оборотної хімічної реакції, за якого швидкості прямої та зворотної реакцій однакові, а концентрації всіх речовин у системі лишаються сталими. Рівновага є динамічною — обидві реакції тривають, але з однаковою швидкістю.
Зрівняна схема хімічної реакції, у якій число атомів кожного елемента ліворуч і праворуч однакове завдяки коефіцієнтам.
Ц
Метод розділення неоднорідних сумішей, за яким швидке обертання створює відцентрову силу, що пришвидшує осідання важчих частинок. Застосовують для дрібних частинок, які повільно осідають під дією сили тяжіння.
Ч
Речовина, яка має сталий склад і сталі фізичні властивості (температуру плавлення, кипіння, густину). Складається з однакових структурних частинок: атомів, молекул або формульних одиниць йонної сполуки (як-от NaCl, де йони Na⁺ і Cl⁻ у співвідношенні 1 : 1).
Ш
Величина, що показує, як змінюється концентрація реагенту або продукту за одиницю часу. Для гомогенної реакції обчислюють за формулою v = |Δc| / Δt, одиниця — моль/(л·с).
Я
Хімічна реакція, за характерною ознакою якої (утворення осаду певного кольору, виділення газу із запахом, зміна забарвлення індикатора) виявляють певний йон або молекулу в розчині.