Détermination d'une ou plusieurs substances sur la base de réactions qualitatives. §5

La résolution de problèmes qualitatifs d'identification de substances dans des bouteilles sans étiquette implique une série d'opérations dont les résultats peuvent déterminer quelle substance se trouve dans une bouteille particulière.

La première étape de la décision est une expérience de pensée, qui est un plan d'action et leurs résultats attendus. Pour enregistrer une expérience de pensée, un tableau matriciel spécial est utilisé, il indique les formules des substances déterminées horizontalement et verticalement. Aux endroits où les formules des substances en interaction se croisent, les résultats attendus des observations sont enregistrés : - l'évolution des gaz, - les précipitations, les changements de couleur, d'odeur ou l'absence de changements visibles sont indiqués. Si, selon l'état du problème, il est possible d'utiliser des réactifs supplémentaires, il est préférable de noter les résultats de leur utilisation avant de compiler le tableau - le nombre de substances à déterminer dans le tableau peut ainsi être réduit.
La solution du problème consistera donc en les étapes suivantes :
- discussion préliminaire des réactions individuelles et des caractéristiques externes des substances ;
- enregistrer les formules et les résultats attendus des réactions par paires dans un tableau,
- réaliser une expérience conformément au tableau (dans le cas d'une tâche expérimentale) ;
- analyse des résultats des réactions et de leur corrélation avec des substances spécifiques ;
- la formulation de la réponse au problème.

Il faut souligner qu'une expérience de pensée et la réalité ne coïncident pas toujours complètement, car les réactions réelles sont effectuées à certaines concentrations, températures et éclairages (par exemple, AgCl et AgBr sont identiques dans la lumière électrique). Une expérience de pensée néglige souvent de nombreuses petites choses. Par exemple, Br 2 /aq est parfaitement décoloré par des solutions de Na 2 CO 3, On 2 SiO 3, CH 3 COONa ; la formation d'un précipité d'Ag 3 PO 4 ne se produit pas dans un milieu fortement acide, puisque l'acide lui-même ne donne pas cette réaction ; le glycérol forme un complexe avec Сu (OH) 2, mais ne se forme pas avec (CuOH) 2 SO 4 s'il n'y a pas d'excès d'alcali, etc. La situation réelle n'est pas toujours d'accord avec la prédiction théorique, et dans ce chapitre le " les tableaux matriciels « idéaux » et la « réalité » seront parfois différents. Et afin de comprendre ce qui se passe réellement, recherchez toutes les occasions de travailler expérimentalement avec vos mains dans une leçon ou un cours facultatif (rappelez-vous en même temps les exigences de sécurité).

Exemple 1 Les flacons numérotés contiennent des solutions des substances suivantes : nitrate d'argent, acide chlorhydrique, sulfate d'argent, nitrate de plomb, ammoniaque et hydroxyde de sodium. Sans utiliser d'autres réactifs, déterminez dans quelle bouteille se trouve la solution de quelle substance.

Solution. Pour résoudre le problème, nous allons compiler un tableau matriciel, dans lequel nous entrerons dans les cases appropriées sous la diagonale qui la coupe, les données d'observation des résultats de la fusion des substances d'un tube à essai avec d'autres.

Observation des résultats du versement séquentiel du contenu de quelques éprouvettes numérotées à toutes les autres :

1 + 2 - un précipité blanc précipite ; ;
1 + 3 - aucun changement visible n'est observé ;

Matières	1. AgNO3,	2. HCl	3. Pb(NO 3) 2,	4.NH4OH	5.NaOH
1. AgNO3	X	AgCl blanc	-	le précipité est dissous	Ag 2 O brun
2. HCl	blanc	X	PbCl 2 blanc,	-	_
3. Pb(NO 3) 2	-	PbCl2 blanc	X	Pb(OH) 2 turbidité)	Pb(OH) 2 blanc
4.NH4OH	-	-	(nuage)		-
S.NaOH	brun	-	blanc	-	X

1 + 4 - selon l'ordre d'évacuation des solutions, un précipité peut se former ;
1 + 5 - un précipité brun se forme ;
2 + 3 - un précipité blanc précipite ;
2 + 4 - aucun changement visible n'est observé ;
2+5 - aucun changement visible n'est observé ;
3+4 - une turbidité est observée ;
3 + 5 - un précipité blanc tombe;
4 + 5 - aucun changement visible n'est observé.

Écrivons davantage les équations des réactions qui se produisent dans les cas où des changements dans le système de réaction sont observés (évolution de gaz, précipitation, changement de couleur) et entrez la formule de la substance observée et le carré correspondant du tableau matriciel au-dessus de la diagonale qui le croise :

I.1 + 2 :	AgNO3 + Hcl		AgCl + HNO 3 ;
II. 1+5 :	2AgNO3 + 2NaOH		Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O;
			marron (2AgOH Ag 2 O + H 2 O)
III. 2+3 :	2HCl + Pb (NO 3) 2		PbCl 2 + 2HNO 3;
			blanc
IV. 3+4 :	Pb(NO 3) 2 + 2NH 4 OH		Pb(OH) 2 + 2NH 4 NO 3;
			turbidité
V.3 + 5 :	Pb(NO 3) 2 + 2NaOH		Pb(OH) 2 + 2NaNO 3
			blanc

(lorsque du nitrate de plomb est ajouté à un excès d'alcali, le précipité peut immédiatement se dissoudre).
Ainsi, sur la base de cinq expériences, nous distinguons les substances dans les éprouvettes numérotées.

Exemple 2. Huit éprouvettes numérotées (de 1 à 8) sans inscriptions contiennent des substances sèches : nitrate d'argent (1), chlorure d'aluminium (2), sulfure de sodium (3), chlorure de baryum (4), nitrate de potassium (5), phosphate potassium (6), ainsi que des solutions d'acides sulfurique (7) et chlorhydrique (8). Comment, sans aucun réactif supplémentaire, à l'exception de l'eau, faire la distinction entre ces substances ?

Solution. Tout d'abord, dissolvons les solides dans l'eau et marquons les tubes à essai où ils se sont retrouvés. Faisons un tableau-matrice (comme dans l'exemple précédent), dans lequel nous entrerons les données d'observation des résultats de la fusion des substances de certaines éprouvettes avec d'autres en dessous et au-dessus de la diagonale qui la coupe. Dans la partie droite du tableau, nous introduirons une colonne supplémentaire "résultat général d'observation", que nous remplirons après la fin de toutes les expériences et résumant les résultats des observations horizontalement de gauche à droite (voir, par exemple, p. 178).

1+2:	3AgNO3 + A1C1,		3AgCl blanc	+ Al(NO 3) 3 ;
1 + 3:	2AgNO3 + Na2S		Ag 2S noir	+ 2NaNO 3 ;
1 + 4:	2AgNO 3 + BaCl 2		2AgCl blanc	+ Ba(NO 3) 2 ;
1 + 6:	3AgN0 3 + K 3 PO 4		Ag 3 PO 4 jaune	+ 3KNO 3 ;
1 + 7:	2AgNO 3 + H 2 SO 4		Ag,SO 4 blanc	+ 2HNOS ;
1 + 8:	AgNO 3 + HCl		AgCl blanc	+ HNO 3 ;
2 + 3:	2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O		2Al(OH)3,	+ 3H 2 S + 6NaCl;
		(Na 2 S + H 2 O NaOH + NaHS, hydrolyse) ;
2 + 6:	AlCl 3 + K 3 PO 4		A1PO 4 blanc	+ 3KCl;
3 + 7:	Na2S + H2SO4		Na2SO4	+ H2S
3 + 8:	Na2S + 2HCl		-2NaCl	+H2S ;
4 + 6:	3BaCl2 + 2K3PO4		Ba 3 (PO 4) 2 blanc	+ 6KC1 ;
4 + 7	BaCl 2 + H 2 SO 4		BaSO4 blanc	+ 2HC1.

Les changements visibles ne se produisent pas uniquement avec le nitrate de potassium.

Par le nombre de fois qu'un précipité précipite et qu'un gaz est libéré, tous les réactifs sont déterminés de manière unique. De plus, BaCl 2 et K 3 PO 4 se distinguent par la couleur du précipité avec AgNO 3 : AgCl est blanc et Ag 3 PO 4 est jaune. Dans ce problème, la solution peut être plus simple - n'importe laquelle des solutions acides vous permet d'isoler immédiatement le sulfure de sodium, elle détermine le nitrate d'argent et le chlorure d'aluminium. Parmi les trois solides restants, le chlorure de baryum et le phosphate de potassium sont déterminés par le nitrate d'argent, les acides chlorhydrique et sulfurique sont distingués par le chlorure de baryum.

Exemple 3 Quatre tubes non étiquetés contiennent du benzène, du chlorhexane, de l'hexane et de l'hexène. A l'aide des quantités et du nombre minimum de réactifs, proposer une méthode de dosage de chacune des substances indiquées.

Solution. Les substances à déterminer ne réagissent pas entre elles, cela n'a aucun sens d'établir un tableau de réactions par paires.
Il existe plusieurs méthodes pour déterminer ces substances, l'une d'entre elles est donnée ci-dessous.
L'eau bromée ne décolore immédiatement que l'hexène :

C 6 H 12 + Br 2 \u003d C 6 H 12 Br 2.

Le chlorhexane se distingue de l'hexane par le passage de leurs produits de combustion dans une solution de nitrate d'argent (dans le cas du chlorhexane, un précipité blanc de chlorure d'argent précipite, insoluble dans l'acide nitrique contrairement au carbonate d'argent) :

2C 6 H 14 + 19O 2 \u003d 12CO 2 + 14H 2 O;
C 6 H 13 Cl + 9O 2 \u003d 6CO 2 + 6H 2 O + HC1;
HCl + AgNO 3 \u003d AgCl + HNO 3.

Le benzène diffère de l'hexane par sa congélation dans de l'eau glacée (pour C 6 H 6 mp = +5,5 ° C et pour C 6 H 14 mp = -95,3 ° C).

1. Des volumes égaux sont versés dans deux béchers identiques : l'un avec de l'eau, l'autre avec une solution diluée d'acide sulfurique. Comment, sans aucun réactif chimique à portée de main, faire la distinction entre ces liquides (on ne peut pas goûter les solutions) ?

2. Quatre tubes à essai contiennent des poudres d'oxyde de cuivre (II), d'oxyde de fer (III), d'argent et de fer. Comment reconnaître ces substances à l'aide d'un seul réactif chimique ? Reconnaissance par apparence exclu.

3. Quatre tubes numérotés contiennent de l'oxyde de cuivre (II) sec, du noir de carbone, du chlorure de sodium et du chlorure de baryum. Comment, en utilisant le minimum de réactifs, déterminer lequel des tubes à essai contient quelle substance ? Justifiez votre réponse et confirmez avec les équations des réactions chimiques correspondantes.

4. Six tubes à essai non étiquetés contiennent des composés anhydres : oxyde de phosphore (V), chlorure de sodium, sulfate de cuivre, chlorure d'aluminium, sulfure d'aluminium, chlorure d'ammonium. Comment déterminer le contenu de chaque tube s'il n'y a qu'un ensemble de tubes vides, de l'eau et un brûleur ? Suggérer un plan d'analyse.

5 . Quatre tubes non étiquetés contiennent des solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium, d'acide chlorhydrique, de potasse et de sulfate d'aluminium. Suggérez un moyen de déterminer le contenu de chaque tube sans utiliser de réactifs supplémentaires.

6 . Les tubes numérotés contiennent des solutions d'hydroxyde de sodium, d'acide sulfurique, de sulfate de sodium et de phénolphtaléine. Comment faire la distinction entre ces solutions sans utiliser de réactifs supplémentaires ?

7. Les bocaux non étiquetés contiennent les substances individuelles suivantes : poudres de fer, de zinc, de carbonate de calcium, de carbonate de potassium, de sulfate de sodium, de chlorure de sodium, de nitrate de sodium, ainsi que des solutions d'hydroxyde de sodium et d'hydroxyde de baryum. Il n'y a pas d'autres réactifs chimiques à votre disposition, y compris l'eau. Faites un plan pour déterminer le contenu de chaque bocal.

8 . Quatre bocaux numérotés sans étiquette contiennent de l'oxyde de phosphore (V) solide (1), de l'oxyde de calcium (2), du nitrate de plomb (3), du chlorure de calcium (4). Déterminez quel bocal contient chacun depuis de ces composés, si l'on sait que les substances (1) et (2) réagissent violemment avec l'eau, et que les substances (3) et (4) se dissolvent dans l'eau, et que les solutions résultantes (1) et (3) peuvent réagir avec tous autres solutions avec formation de précipitations.

9 . Cinq éprouvettes sans étiquette contiennent des solutions d'hydroxyde, de sulfure, de chlorure, d'iodure de sodium et d'ammoniac. Comment déterminer ces substances à l'aide d'un réactif supplémentaire ? Donner les équations des réactions chimiques.

10. Comment reconnaître les solutions de chlorure de sodium, de chlorure d'ammonium, d'hydroxyde de baryum, d'hydroxyde de sodium, qui se trouvent dans des récipients sans étiquette, en utilisant uniquement ces solutions ?

11. . Huit tubes numérotés contiennent des solutions aqueuses d'acide chlorhydrique, d'hydroxyde de sodium, de sulfate de sodium, de carbonate de sodium, de chlorure d'ammonium, de nitrate de plomb, de chlorure de baryum, de nitrate d'argent. En utilisant du papier indicateur et en effectuant toutes les réactions entre les solutions dans les tubes à essai, déterminez quelle substance est contenue dans chacun d'eux.

12. Deux tubes à essai contiennent des solutions d'hydroxyde de sodium et de sulfate d'aluminium. Comment les distinguer, si possible, sans l'utilisation de substances supplémentaires, avec un seul tube à essai vide ou même sans lui ?

13. Cinq tubes numérotés contiennent des solutions de permanganate de potassium, de sulfure de sodium, d'eau bromée, de toluène et de benzène. Comment, en n'utilisant que les réactifs nommés, les distinguer ? Utilisez pour détecter chacune des cinq substances leurs traits caractéristiques (précisez-les); donner un plan d'analyse. Écrire des schémas de réactions nécessaires.

14. Six flacons sans nom contiennent du glycérol, du glucose aqueux, de l'aldéhyde butyrique (butanal), de l'hexène-1, de l'acétate de sodium aqueux et du 1,2-dichloroéthane. Avec seulement de l'hydroxyde de sodium anhydre et du sulfate de cuivre comme produits chimiques supplémentaires, déterminez ce qu'il y a dans chaque flacon.

1. Pour déterminer l'eau et l'acide sulfurique, vous pouvez utiliser la différence de propriétés physiques : points d'ébullition et de congélation, densité, conductivité électrique, indice de réfraction, etc. La plus forte différence sera la conductivité électrique.

2. Versez de l'acide chlorhydrique sur les poudres dans des tubes à essai. L'argent ne réagira pas. Lors de la dissolution du fer, du gaz sera libéré: Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2
L'oxyde de fer (III) et l'oxyde de cuivre (II) se dissolvent sans dégagement de gaz, formant des solutions jaune-brun et bleu-vert: Fe 2 O 3 + 6HCl \u003d 2FeCl 3 + 3H 2 O; CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O.

3. CuO et C sont noirs, NaCl et BaBr 2 sont blancs. Le seul réactif peut être, par exemple, l'acide sulfurique dilué H 2 SO 4 :

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (solution bleue); BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (précipité blanc).
L'acide sulfurique dilué ne réagit pas avec la suie et le NaCl.

4 . Nous mettons une petite quantité de chacune des substances dans l'eau :

CuSO 4 + 5H 2 O \u003d CuSO 4 5H 2 O	(une solution bleue et des cristaux se forment);
Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S	(un précipité se forme et un gaz à l'odeur désagréable se dégage);
AlCl 3 + 6H 2 O \u003d A1C1 3 6H 2 O + Q AlCl 3 + H 2 O AlOHCl 2 + HCl AlOHC1 2 + H 2 0 \u003d Al (OH) 2 Cl + HCl A1 (OH) 2 C1 + H 2 O \u003d A1 (OH) 2 + HCl	(une réaction violente se produit, une précipitation de sels basiques et d'hydroxyde d'aluminium se forme);
P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HPO 3 HPO 3 + H 2 O \u003d H 3 PO 4	(réaction violente avec libération un grand nombre chaleur, une solution limpide se forme).

Deux substances - le chlorure de sodium et le chlorure d'ammonium - se dissolvent sans réagir avec l'eau ; on les distingue par chauffage de sels secs (chlorure d'ammonium sublime sans résidu) : NH 4 Cl NH 3 + HCl ; soit par la couleur de la flamme avec des solutions de ces sels (les composés de sodium colorent la flamme en jaune).

5. Compiler un tableau des interactions par paires des réactifs indiqués

Matières	1.NaOH	2 HCl	3. K2CO3	4. Al 2 (SO 4) 3	Résultat global observations
1, NaOH		-	-	Al(OH)3	1 brouillon
2. HC1	_		CO2	__	1 gaz
3. K2CO3	-	CO2		Al(OH)3 CO2	1 sédiment et 2 gaz
4. Al 2 (S0 4) 3	A1(OH) 3	-	A1(OH) 3 CO2		2 tirage et 1 gaz
NaOH + HCl \u003d NaCl + H 2 O
K 2 CO 3 + 2HC1 \u003d 2KS1 + H 2 O + CO 2

3K 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4;

Sur la base du tableau présenté, toutes les substances peuvent être déterminées par le nombre de précipitations et de dégagement de gaz.

6. Toutes les solutions sont mélangées par paires.Une paire de solutions qui donne une couleur framboise - NaOH et phénolphtaléine.La solution de framboise est ajoutée aux deux tubes à essai restants. Où la couleur disparaît - l'acide sulfurique, dans l'autre - le sulfate de sodium. Il reste à distinguer NaOH et phénolphtaléine (tubes 1 et 2).
A. Du tube 1, ajoutez une goutte de solution à une grande quantité de solution 2.
B. Du tube 2 - une goutte de solution est ajoutée à une grande quantité de solution 1. Dans les deux cas, coloration cramoisie.
Aux solutions A et B ajouter 2 gouttes de solution d'acide sulfurique. Là où la couleur disparaît, une goutte de NaOH était présente. (Si la couleur disparaît dans la solution A, alors NaOH est dans le tube 1).

Matières	Fe	Zn	CaCO3	K2CO3	Na2SO4	NaCl	NaNO 3
Va(OH) 2				sédiment	sédiment	solution	solution
NaOH		dégagement possible d'hydrogène		solution	solution	solution	solution
Il n'y a pas de précipité dans le cas de deux sels de Ba(OH) 2 et dans le cas de quatre sels de NaOH	poudres foncées (solubles dans les alcalis - Zn, insolubles dans les alcalis - Fe)		CaCO3 donne un précipité avec les deux alcalis	donner un sédiment, diffèrent par la couleur de la flamme: K + - violet, Na + - jaune		ne donne pas de précipitations; diffèrent par leur comportement lorsqu'ils sont chauffés (NaNO 3 fond, puis se décompose avec la libération d'O 2, puis de NO 2

8 . Réagissent violemment avec l'eau : P 2 O 5 et CaO pour former respectivement H 3 PO 4 et Ca (OH) 2 :

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 RO 4, CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2.
Les substances (3) et (4) -Pb(NO 3) 2 et CaCl 2 - se dissolvent dans l'eau. Les solutions peuvent réagir entre elles comme suit :

Matières	1. H 3 RO 4	2. Ca(OH)2,	3. Pb(NO 3) 2	4. CaCl2
1. H 3 RO 4		CaHPO 4	PbHPO 4	CaHPO 4
2. Ca(OH)2	Sanro 4		Pb(OH)2	-
3. Pb(NO 3) 2	PbHPO 4	Pb(OH)2		PbCl 2
4. CaCl2	CaHPO 4		PbCl2

Ainsi, la solution 1 (H 3 PO 4) forme des précipités avec toutes les autres solutions lors de l'interaction. Solution 3 - Pb(NO 3) 2 forme également des précipités avec toutes les autres solutions. Substances : I -P 2 O 5, II -CaO, III -Pb (NO 3) 2, IV-CaCl 2.
Dans le cas général, la précipitation de la plupart des précipités dépendra de l'ordre dans lequel les solutions sont drainées et de l'excès de l'une d'entre elles (dans un large excès de H 3 PO 4, les phosphates de plomb et de calcium sont solubles).

9. Le problème a plusieurs solutions, dont deux sont données ci-dessous.
UN. Ajouter la solution de sulfate de cuivre dans tous les tubes à essai :
2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 (précipité bleu);
Na 2 S + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + CuS (précipité noir) ;
NaCl + CuSO 4 (pas de changement dans une solution diluée) ;
4NaI + 2CuSO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2CuI + I 2 (précipité marron) ;
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4 (solution bleue ou précipité bleu soluble dans une solution d'ammoniaque en excès).

b. Ajouter une solution de nitrate d'argent à tous les tubes à essai :
2NaOH + 2AgNO 3 \u003d 2NaNO 3 + H 2 O + Ag 2 O (précipité marron);
Na 2 S + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Ag 2 S (précipité noir) ;
NaCl + AgNO 3 = NaN0 3 + AgCl (précipité blanc) ;
NaI + AgNO 3 = NaNO 3 + AgI (précipité jaune) ;
2NH 3 + 2AgNO 3 + H 2 O = 2NH 4 NO 3 + Ag 2 O (précipité marron).
Ag 2 O se dissout dans un excès d'ammoniaque : Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.

10 . Pour reconnaître ces substances, les réactions de toutes les solutions les unes avec les autres doivent être effectuées:

Matières	1.NaCl	2.NH4C1	3.Ba(OH),	4.NaOH	Résultat d'observation global
1.NaCl		___	_	_	aucune interaction observée
2.NH4Cl	_	X	NH3	NH3	le gaz est libéré dans deux cas
3.Ba(OH)2	-	NH3	X	-
4.NaOH	-	NH3	-	X	dans un cas, du gaz est libéré

NaOH et Ba(OH) 2 se distinguent par les différentes couleurs de la flamme (Na+ est coloré en jaune et Ba 2 + est vert).

11. Déterminez l'acidité des solutions à l'aide de papier indicateur :
1) milieu acide -Hcl, NH 4 C1, Pb(NO 3) 2 ;
2) milieu neutre - Na 2 SO 4, ВаС1 2, AgNO 3;
3) environnement alcalin - Na 2 CO 3, NaOH. Nous faisons un tableau.

Problème 9-1.

Deux flacons sont équilibrés sur la balance, dans lesquels 100 ml de la même solution d'acide sulfurique sont versés. Dans l'un des flacons, 1 g d'aluminium a été abaissé, qui s'est complètement dissous. Quelle masse de carbonate de magnésium faut-il ajouter au second flacon pour rétablir l'équilibre perturbé ?
Quelle devrait être la concentration molaire minimale de l'acide dans la solution utilisée pour que cette conclusion soit sans ambiguïté ? (10 points).

Problème 9-2.

Le pigment blanc le plus ancien qui nous soit parvenu dans les œuvres de peinture de chevalet consiste formellement en deux composés liés du même métal divalent ; le rapport molaire des composés dans le pigment est de 1:2. Les deux composés se dissolvent dans l'acide nitrique, l'un d'eux sans dégagement de gaz.

Lors de la dissolution de 15,5 g de pigment dans de l'acide nitrique, 896 ml de gaz (N.O.) avec une densité d'hydrogène de 22 sont libérés.Si la solution résultante est traitée avec un excès de solution de sulfate de sodium, on peut obtenir 18,18 g d'un précipité . Définissez la composition du pigment. (10 points)

Problème 9-3.

La chlorophylle est un pigment important qui donne la couleur verte des feuilles des plantes et le processus de photosynthèse. Lorsque 89,2 mg de chlorophylle sont brûlés dans un excès d'oxygène, les quatre substances suivantes se forment : 242 mg de gaz, qui carbonate les boissons, 64,8 mg du liquide qui forme la base de ces boissons, 5,6 mg de gaz, qui est le plus l'atmosphère terrestre et 4,00 mg de poudre blanche, qui est un oxyde métallique, dans laquelle le nombre de protons dans le noyau d'un atome est 6 fois supérieur au nombre d'électrons dans la couche externe de la coquille électronique.

Des questions:
a) Quelles substances se sont formées lors de la combustion de la chlorophylle ?
b) Quels éléments chimiques sont inclus dans sa molécule ? Trouver leurs masses
c) Calculez la formule de la chlorophylle en tenant compte du fait que sa molécule contient un atome de métal.
d) Écris l'équation de la réaction de combustion de la chlorophylle.
e) La chlorophylle contient-elle du chlore ? Qu'est-ce qu'ils ont en commun?

(10 points)

Tâche 9-4.

Vous avez reçu un mélange des sels secs suivants : sulfate d'ammonium, sulfate de cuivre, sulfate de zinc et sulfate de baryum. De plus, de l'eau, des solutions diluées de potassium caustique et d'acide sulfurique, ainsi que le matériel de laboratoire nécessaire sont à votre disposition.

Faites une description du travail pour séparer le mélange et obtenir les sels d'origine sous forme pure. Écris les équations des réactions que tu vas réaliser dans ce cas.

Faites une liste de l'équipement minimum requis.

(10 points)

Tâche 9-5.

Quatre tubes contiennent des solutions transparentes de quatre substances à une concentration de 0,1 mol/l. On sait que les cations hydrogène, zinc, baryum et sodium et les anions chlorure, sulfate et carbonate peuvent être détectés dans ces solutions. Il est également connu que l'ion chlorure est présent dans une seule solution.

1) Quelles substances peuvent se trouver dans chaque tube à essai ? L'option proposée est-elle la seule ? Explique ton choix.

2) Décrivez la séquence d'actions qui vous permet de déterminer quelle substance se trouve dans chaque tube à essai sans recourir à d'autres réactifs.

3) Écrivez les équations des réactions que vous avez proposées sous forme moléculaire et ionique et indiquez les signes de leur apparition.

(10 points)

Total de 50 points.

Halogénures d'hydrogène et acides halohydriques. Tous les halogénures d'hydrogène (leur formule générale peut s'écrire NG) sont des gaz incolores, à odeur piquante et toxiques. Ils se dissolvent très bien dans l'eau et fument dans l'air humide, car ils attirent la vapeur d'eau dans l'air, formant un nuage brumeux.

La figure 93 illustre une expérience qui montre clairement la bonne solubilité du chlorure d'hydrogène dans l'eau (dans des conditions normales, environ 500 volumes de celui-ci se dissolvent dans un volume d'eau).

Riz. 93.
Dissolution du chlorure d'hydrogène dans l'eau :
a - au début de l'expérience ; b - quelque temps après son passage

Les solutions d'halogénures d'hydrogène dans l'eau sont des acides, ce sont HF - acide fluorhydrique ou fluorhydrique, HCl - acide chlorhydrique ou chlorhydrique, HBr - acide bromhydrique, HI - acide iodhydrique. Leur capacité de dissociation électrolytique avec formation de cations hydrogène augmente de HF à HI.

Le plus fort des acides halohydriques est l'iodhydrique et le plus faible est le fluorhydrique. Grande résistance chimique Obligations H-F(par conséquent, l'acide fluorhydrique se dissocie faiblement dans l'eau) est due à la petite taille de l'atome F et, par conséquent, à la faible distance entre les noyaux des atomes d'hydrogène et de fluor. Avec une augmentation du rayon de l'atome de F à I, et augmente distance H-H, la force des molécules diminue et, par conséquent, la capacité de dissociation électrolytique augmente.

Les plus importants techniquement sont le chlorure d'hydrogène et l'acide chlorhydrique. Dans l'industrie, le chlorure d'hydrogène est obtenu par synthèse à partir d'hydrogène et de chlore :

H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl.

Dans des conditions de laboratoire, pour obtenir du chlorure d'hydrogène, on utilise une réaction qui s'effectue lorsqu'elle est chauffée (Fig. 94):

Riz. 94.
Obtenir du chlorure d'hydrogène

La volatilité de HCl contribue au déroulement irréversible de cette réaction.

L'acide chlorhydrique est un liquide incolore et fumant qui est un peu plus lourd que l'eau. C'est un acide typique qui réagit avec les métaux, les oxydes et hydroxydes métalliques et les sels (donnez des équations pour les réactions pertinentes et caractérisez-les à la lumière de la théorie de la dissociation électrolytique et des processus d'oxydation et de réduction, le cas échéant).

L'acide chlorhydrique est largement utilisé dans l'industrie (fig. 95).

Riz. 95.
L'utilisation de l'acide chlorhydrique :
1 - nettoyer la surface des métaux; 2 - soudure; 3 - obtention de sels ; 4 - production de matières plastiques et autres matières synthétiques; 5 - obtenir des médicaments ; 6 - production de peinture

Sels d'acides halohydriques. Les acides halohydriques forment des sels : fluorures, chlorures, bromures et iodures. Les chlorures, bromures et iodures de nombreux métaux sont très solubles dans l'eau.

Pour déterminer les ions chlorure, bromure et iodure dans une solution et les distinguer, une réaction avec le nitrate d'argent AgNO 3 est utilisée (Fig. 96). À la suite de la réaction des chlorures (et de l'acide chlorhydrique lui-même) avec ce réactif, un précipité caillé blanc de chlorure d'argent AgCl précipite, l'équation ionique abrégée de cette réaction s'écrit comme suit :

Ag + + Cl - = AgCl↓.

Riz. 96.
Réactions qualitatives aux ions halogénures (Cl -, Br -, I -)

Dans les réactions avec l'acide bromhydrique et ses sels et avec l'acide iodhydrique et ses sels, des précipités se forment également, mais uniquement de couleur jaune, qui diffèrent par les nuances:

Expérience de laboratoire n ° 26
Réaction qualitative aux ions halogénures

Mais pour la reconnaissance de l'acide fluorhydrique et de ses sels (fluorures), le nitrate d'argent en tant que réactif ne convient pas, car le fluorure d'argent résultant AgF est soluble dans l'eau. Pour prouver la présence d'ions fluorure F - dans une solution, une réaction avec des ions calcium Ca 2+ peut être utilisée, car le fluorure de calcium CaF 2 précipite (Fig. 97).

Riz. 97.
Réaction qualitative à l'ion fluorure F -

L'acide fluorhydrique tire son nom de sa propriété unique : lors de l'interaction avec l'oxyde de silicium (IV), qui fait partie du verre, comment le faire fondre :

SiO 2 + 4HF \u003d SiF 4 + 2H 2 O.

Cette réaction est utilisée pour faire des inscriptions et des dessins sur verre. Une fine couche de paraffine est appliquée sur le verre, le long de laquelle un motif est rayé, puis le produit est immergé dans une solution d'acide fluorhydrique. Ainsi, par exemple, l'artiste lituanien M. Čiurlionis a créé une trentaine d'œuvres d'art (Fig. 98).

Riz. 98.
Reproductions de peintures de M. K. Chiurlionis (1875-1911) du cycle "Hiver". 1907

Halogènes dans la nature. Les halogènes dans la nature n'existent qu'à l'état lié. Parmi eux, les plus courants sont le chlore (0,19% de la masse de la croûte terrestre) et le fluor (0,03%).

Le composé naturel le plus important du chlore est l'halite NaCl (Fig. 99), vous en avez pris connaissance en détail l'année dernière. L'halite est extraite par l'extraction de gisements de sel gemme - chlorure de sodium solide.

Riz. 99.
Sel gemme

En plus de l'halite, on trouve du chlorure de potassium naturel KCl. Ce sont les minéraux sylvin (Fig. 100) et sylvinite (un mélange de KCl et de NaCl, dont la composition est reflétée par la formule KCl NaCl).

Riz. 100.
Silvin

Le minéral naturel du fluor est la fluorite, ou spath fluor CaF 2 (Fig. 101).

Riz. 101.
Spath fluor

Le brome et l'iode sont des éléments dispersés et ne forment pas leurs propres minéraux. Ces éléments sont concentrés dans les eaux des océans et des mers, dans les eaux des forages, ainsi que dans les algues (Fig. 102).

Riz. 102.
Le varech est riche en iode

Nouveaux mots et concepts

1. Halogénures d'hydrogène.
2. Acides halohydriques : fluorhydrique, ou fluorhydrique, chlorhydrique, ou chlorhydrique, bromhydrique, iode-hydrogène.
3. Halogénures : fluorures, chlorures, bromures, iodures. Réactions qualitatives aux ions halogénures.
4. Composés halogènes naturels : halite, sylvin, sylvinite, fluorite.

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