Determinarea uneia sau mai multor substanțe pe baza reacțiilor calitative. §5

Rezolvarea problemelor calitative de identificare a substanțelor găsite în sticle fără etichete presupune efectuarea unui număr de operațiuni, ale căror rezultate pot fi folosite pentru a determina ce substanță se află într-o anumită sticlă.

Prima etapă a soluției este un experiment de gândire, care este un plan de acțiune și rezultatele așteptate ale acestuia. Pentru a înregistra un experiment de gândire, se utilizează o matrice-tabel specială, în care formulele substanțelor care se determină sunt indicate orizontal și vertical. În locurile în care se intersectează formulele substanţelor care interacţionează se înregistrează rezultatele scontate ale observaţiilor: - degajarea gazelor, - se indică precipitaţii, modificări de culoare, miros sau absenţa modificărilor vizibile. Dacă, în funcție de condițiile problemei, este posibil să se utilizeze reactivi suplimentari, atunci este mai bine să notați rezultatele utilizării lor înainte de a întocmi tabelul - numărul de substanțe care trebuie determinat în tabel poate fi astfel redus.
Prin urmare, soluția problemei va consta în următorii pași:
- discutarea preliminară a reacțiilor individuale și a caracteristicilor externe ale substanțelor;
- înregistrarea formulelor și a rezultatelor așteptate ale reacțiilor în perechi într-un tabel;
- efectuarea unui experiment în conformitate cu tabelul (în cazul unei sarcini experimentale);
- analiza rezultatelor reactiilor si corelarea acestora cu substante specifice;
- formularea răspunsului la problemă.

Trebuie subliniat că un experiment de gândire și realitatea nu coincid întotdeauna complet, deoarece reacțiile reale au loc la anumite concentrații, temperaturi și iluminare (de exemplu, sub lumină electrică, AgCl și AgBr sunt identice). Un experiment de gândire omite adesea multe detalii mici. De exemplu, Br2/aq este perfect decolorat cu soluţii de Na2CO3, Na2SiO3, CH3COONa; formarea precipitatului de Ag3PO4 nu are loc într-un mediu puternic acid, deoarece acidul în sine nu dă această reacție; glicerolul formează un complex cu Cu (OH) 2, dar nu se formează cu (CuOH) 2 SO 4, dacă nu există exces de alcali etc. Situația reală nu este întotdeauna în acord cu predicția teoretică, iar în acest capitol există Tabelele matriceale „ideale” și „realitățile” vor fi uneori diferite. Și pentru a înțelege ce se întâmplă cu adevărat, căutați fiecare oportunitate de a lucra cu mâinile experimental într-o lecție sau opțiune (amintiți-vă cerințele de siguranță).

Exemplul 1. Sticlele numerotate conțin soluții din următoarele substanțe: azotat de argint, acid clorhidric, sulfat de argint, azotat de plumb, amoniac și hidroxid de sodiu. Fără a utiliza alți reactivi, determinați ce sticlă conține soluția a cărei substanțe.

Soluţie. Pentru rezolvarea problemei vom alcătui un tabel matriceal în care vom introduce în pătratele corespunzătoare sub diagonala care o intersectează datele de observare a rezultatelor îmbinării substanțelor dintr-o eprubetă cu alta.

Observarea rezultatelor turnării secvenţiale a conţinutului unor eprubete numerotate în toate celelalte:

1 + 2 - se formează un precipitat alb; ;
1 + 3 - nu se observă modificări vizibile;

Substanțe	1. AgNO3,	2. HCI	3. Pb(NO 3) 2,	4.NH4OH	5.NaOH
1. AgNO3	X	AgCl alb	-	precipitatul care cade se dizolvă	Ag 2 O maro
2. HCI	alb	X	PbCl 2 alb,	-	_
3. Pb(NO 3) 2	-	PbCl2 alb	X	Pb(OH)2 turbiditate)	Pb(OH)2 alb
4.NH4OH	-	-	(turbiditate)		-
S.NaOH	maro	-	alb	-	X

1 + 4 - în funcție de ordinea în care se scurg soluțiile, se poate forma un precipitat;
1 + 5 - se formează un precipitat maro;
2+3 - se formează un precipitat alb;
2+4 - nu se observă modificări vizibile;
2+5 - nu se observă modificări vizibile;
3+4 - se observă tulburări;
3+5 - se formează un precipitat alb;
4+5 - nu se observă modificări vizibile.

Să scriem în continuare ecuațiile reacțiilor în curs în cazurile în care se observă modificări în sistemul de reacție (emisia de gaz, sediment, schimbarea culorii) și introducem formula substanței observate și pătratul corespunzător din tabelul matricei deasupra diagonalei. care o intersecteaza:

I. 1+2:	AgN03 + HCI		AgCI + HN03;
II. 1+5:	2AgNO3 + 2NaOH		Ag20 + 2NaN03 + H20;
			maro (2AgOH Ag2O + H2O)
III. 2+3:	2HCI + Pb(N03)2		PbCI2 + 2HNO3;
			alb
IV. 3+4:	Pb(N03)2 + 2NH4OH		Pb(OH)2 + 2NH4N03;
			tulbureala
V.3+5:	Pb(N03)2 + 2NaOH		Pb(OH)2 + 2NaN03
			alb

(când se adaugă nitrat de plumb la excesul de alcali, precipitatul se poate dizolva imediat).
Astfel, pe baza a cinci experimente, distingem substanțele din eprubetele numerotate.

Exemplul 2. Opt eprubete numerotate (de la 1 la 8) fără inscripții conțin substanțe uscate: azotat de argint (1), clorură de aluminiu (2), sulfură de sodiu (3), clorură de bariu (4), azotat de potasiu (5), fosfat potasiu (6), precum și soluții de acizi sulfuric (7) și clorhidric (8). Cum, fără alți reactivi suplimentari în afară de apă, puteți face distincția între aceste substanțe?

Soluţie. În primul rând, să dizolvăm solidele în apă și să marchem eprubetele unde au ajuns. Să creăm un tabel matrice (ca în exemplul anterior), în care vom introduce date din observațiile rezultatelor îmbinării substanțelor dintr-o eprubetă cu alta dedesubt și deasupra diagonalei care o intersectează. În partea dreaptă a tabelului vom introduce o coloană suplimentară „rezultat general al observației”, pe care o vom completa după finalizarea tuturor experimentelor și însumând rezultatele observațiilor orizontal de la stânga la dreapta (vezi, de exemplu, p. 178). ).

1+2:	3AgNO3 + A1C1,		3AgCl alb	+ Al(N03)3;
1 + 3:	2AgNO3 + Na2S		Ag 2 S negru	+ 2NaN03;
1 + 4:	2AgNO3 + BaCl2		2AgCl alb	+ Ba(N03)2;
1 + 6:	3AgNO3 + K3PO4		Ag 3 PO 4 galben	+ 3KNO3;
1 + 7:	2AgNO3 + H2SO4		Ag,SO4 alb	+ 2HNOS;
1 + 8:	AgNO3 + HCI		AgCl alb	+ HNO3;
2 + 3:	2AlCI3 + 3Na2S + 6H20		2Al(OH)3,	+ 3H2S + 6NaCI;
		(Na2S + H2O NaOH + NaHS, hidroliză);
2 + 6:	AlCI3 + K3PO4		A1PO 4 alb	+ 3KCI;
3 + 7:	Na2S + H2S04		Na2SO4	+H2S
3 + 8:	Na2S + 2HCI		-2NaCl	+ H2S;
4 + 6:	3BaCI2 + 2K3PO4		Ba 3 (PO 4) 2 alb	+ 6KC1;
4 + 7	BaCI2 + H2S04		BaSO 4 alb	+ 2HC1.

Modificările vizibile nu apar numai cu nitratul de potasiu.

Pe baza numărului de ori când se formează un precipitat și se eliberează gaz, toți reactivii sunt identificați în mod unic. În plus, BaCl2 și K3PO4 se disting prin culoarea precipitatului cu AgNO3: AgCl este alb și Ag3PO4 este galben. În această problemă, soluția poate fi mai simplă - oricare dintre soluțiile acide vă permite să izolați imediat sulfura de sodiu, care determină azotat de argint și clorură de aluminiu. Dintre celelalte trei solide, clorura de bariu și fosfatul de potasiu sunt determinate de nitrat de argint; acizii clorhidric și sulfuric se disting prin clorura de bariu.

Exemplul 3. Patru eprubete neetichetate conţin benzen, clorhexan, hexan şi hexenă. Folosind cantitățile minime și numărul de reactivi, propuneți o metodă de determinare a fiecărei substanțe specificate.

Soluţie. Substanțele determinate nu reacționează între ele; nu are rost să alcătuiești un tabel de reacții în perechi.
Există mai multe metode pentru determinarea acestor substanțe, una dintre ele este prezentată mai jos.
Doar hexenul decolorează imediat apa cu brom:

C6H12 + Br2 = C6H12Br2.

Clorhexanul poate fi distins de hexan prin trecerea produselor lor de ardere printr-o soluție de azotat de argint (în cazul clorhexanului, precipită un precipitat alb de clorură de argint, insolubil în acid azotic, spre deosebire de carbonatul de argint):

2C6H14 + 19O2 = 12C02 + 14H20;
C6H13CI + 9O2 = 6C02 + 6H20 + HCI;
HCl + AgNO3 = AgCI + HNO3.

Benzenul diferă de hexan prin înghețarea în apă cu gheață (C 6 H are 6 punct de topire = +5,5 ° C, iar C 6 H are 14 punct de topire = -95,3 ° C).

1. Se toarnă volume egale în două pahare identice: unul cu apă, celălalt dintr-o soluție diluată de acid sulfuric. Cum poți distinge între aceste lichide fără a avea la îndemână nici un reactiv chimic (nu poți gusta soluțiile)?

2. Patru eprubete conțin pulberi de oxid de cupru (II), oxid de fier (III), argint și fier. Cum să recunoști aceste substanțe folosind un singur reactiv chimic? Recunoaștere de către aspect exclus.

3. Patru eprubete numerotate conțin oxid uscat de cupru (II), negru de fum, clorură de sodiu și clorură de bariu. Cum, folosind o cantitate minimă de reactivi, puteți determina ce eprubetă conține ce substanță? Justifică-ți răspunsul și confirmă-l cu ecuațiile reacțiilor chimice corespunzătoare.

4. Șase eprubete neetichetate conțin compuși anhidri: oxid de fosfor (V), clorură de sodiu, sulfat de cupru, clorură de aluminiu, sulfură de aluminiu, clorură de amoniu. Cum puteți determina conținutul fiecărei eprubete dacă tot ce aveți este un set de eprubete goale, apă și un arzător? Propune un plan de analiză.

5 . Patru eprubete nemarcate conțin soluții apoase de hidroxid de sodiu, acid clorhidric, potasiu și sulfat de aluminiu. Sugerați o modalitate de a determina conținutul fiecărei eprubete fără a utiliza reactivi suplimentari.

6 . Eprubetele numerotate conțin soluții de hidroxid de sodiu, acid sulfuric, sulfat de sodiu și fenolftaleină. Cum se face distincția între aceste soluții fără a utiliza reactivi suplimentari?

7. Borcanele neetichetate conțin următoarele substanțe individuale: pulberi de fier, zinc, carbonat de calciu, carbonat de potasiu, sulfat de sodiu, clorură de sodiu, azotat de sodiu, precum și soluții de hidroxid de sodiu și hidroxid de bariu. Nu există alți reactivi chimici la dispoziție, inclusiv apă. Faceți un plan pentru a determina conținutul fiecărui borcan.

8 . Patru borcane numerotate fără etichete conțin oxid solid de fosfor (V) (1), oxid de calciu (2), azotat de plumb (3), clorură de calciu (4). Stabiliți ce borcan conține fiecare din dintre compușii indicați, dacă se știe că substanțele (1) și (2) reacționează violent cu apa, iar substanțele (3) și (4) se dizolvă în apă, iar soluțiile rezultate (1) și (3) pot reacționa cu toate celelalte soluții cu formare de precipitare.

9 . Cinci eprubete fără etichete conțin soluții de hidroxid, sulfură, clorură, iodură de sodiu și amoniac. Cum se determină aceste substanțe folosind un reactiv suplimentar? Dați ecuații pentru reacțiile chimice.

10. Cum se recunoaște soluțiile de clorură de sodiu, clorură de amoniu, hidroxid de bariu, hidroxid de sodiu conținute în vase fără etichete, folosind doar aceste soluții?

11. . Opt eprubete numerotate conțin soluții apoase de acid clorhidric, hidroxid de sodiu, sulfat de sodiu, carbonat de sodiu, clorură de amoniu, azotat de plumb, clorură de bariu și azotat de argint. Folosind hârtie indicator și efectuând orice reacții între soluțiile din eprubete, determinați ce substanță este conținută în fiecare dintre ele.

12. Două eprubete conțin soluții de hidroxid de sodiu și sulfat de aluminiu. Cum să le distingem, dacă este posibil, fără utilizarea de substanțe suplimentare, având o singură eprubetă goală sau chiar fără ea?

13. Cinci eprubete numerotate conțin soluții de permanganat de potasiu, sulfură de sodiu, apă cu brom, toluen și benzen. Cum puteți face distincția între ele folosind doar reactivii numiți? Utilizați trăsăturile lor caracteristice pentru a detecta fiecare dintre cele cinci substanțe (indicați-le); oferiți un plan pentru analiză. Scrieți diagrame ale reacțiilor necesare.

14. Șase sticle fără nume conțin glicerină, o soluție apoasă de glucoză, butiraldehidă (butanal), 1-hexenă, o soluție apoasă de acetat de sodiu și 1,2-dicloretan. Cu doar hidroxid de sodiu anhidru și sulfat de cupru ca substanțe chimice suplimentare, determinați ce este în fiecare sticlă.

1. Pentru a determina apa și acidul sulfuric, puteți utiliza diferența de proprietăți fizice: puncte de fierbere și de îngheț, densitate, conductivitate electrică, indice de refracție etc. Cea mai mare diferență va fi în conductivitate electrică.

2. Adăugați acid clorhidric la pulberile din eprubete. Silver nu va reacționa. Când fierul se dizolvă, se eliberează gaz: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Oxidul de fier (III) și oxidul de cupru (II) se dizolvă fără a degaja gaz, formând soluții galben-brun și albastru-verde: Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O; CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O.

3. CuO și C sunt negre, NaCl și BaBr2 sunt albe. Singurul reactiv poate fi, de exemplu, acid sulfuric diluat H2SO4:

CuO + H2S04 = CuS04 + H20 (soluție albastră); BaCI2 + H2S04 = BaS04 + 2HCI (precipitat alb).
Acidul sulfuric diluat nu interacționează cu funingine și NaCl.

4 . Pune o cantitate mică din fiecare substanță în apă:

CuS04 +5H2O = CuS045H2O	(se formează o soluție albastră și cristale);
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2S	(se formează un precipitat și se eliberează un gaz cu miros neplăcut);
AlCl 3 + 6H 2 O = A1C1 3 6H 2 O + Q AlCl 3 + H 2 O AlOHCI 2 + HCl AlOHC1 2 + H 2 0 = Al (OH) 2 CI + HCl A1(OH) 2 C1 + H 2 O = A1(OH) 2 + HCl	(are loc o reacție violentă, se formează precipitate de săruri bazice și hidroxid de aluminiu);
P205 + H20 = 2HP03 HP03 +H20 = H3P04	(reacție violentă cu eliberare cantitate mare căldură, se formează o soluție limpede).

Două substanțe - clorură de sodiu și clorură de amoniu - se dizolvă fără a reacționa cu apa; se pot distinge prin încălzirea sărurilor uscate (clorura de amoniu se sublimează fără reziduu): NH 4 Cl NH 3 + HCl; sau prin culoarea flăcării cu soluții din aceste săruri (compușii de sodiu colorează flacăra în galben).

5. Să facem un tabel de interacțiuni perechi ale reactivilor indicați

Substanțe	1.NaOH	2 HCI	3. K 2 CO 3	4. Al2 (SO4) 3	Rezultatul general observatii
1, NaOH		-	-	Al(OH)3	1 sediment
2. NS1	_		CO2	__	1 gaz
3. K 2 CO 3	-	CO2		Al(OH)3 CO2	1 sediment și 2 gaze
4. Al2 (S04) 3	A1(OH) 3	-	A1(OH) 3 CO2		2 sedimente și 1 gaz
NaOH + HCI = NaCI + H2O
K2CO3 + 2HC1 = 2KS1 + H2O + CO2

3K2C03 + Al2(S04)3 + 3H2O = 2Al (OH)3 + 3C02 + 3K2S04;

Pe baza tabelului prezentat, toate substanțele pot fi determinate după numărul de precipitații și degajarea gazelor.

6. Toate solutiile se amesteca in perechi.O pereche de solutii care da culoarea zmeura este NaOH si fenolftaleina.Solutia de zmeura se adauga in cele doua eprubete ramase. Unde culoarea dispare este acidul sulfuric, în cealaltă este sulfatul de sodiu. Rămâne de făcut distincția între NaOH și fenolftaleină (eprubete 1 și 2).
A. Din eprubeta 1, adăugați o picătură de soluție la o cantitate mare de soluție 2.
B. Din eprubeta 2 se adaugă o picătură de soluție la o cantitate mare de soluție 1. În ambele cazuri, culoarea este purpurie.
Adăugați 2 picături de soluție de acid sulfuric la soluțiile A și B. Acolo unde culoarea dispare, a fost conținută o picătură de NaOH. (Dacă culoarea dispare în soluția A, atunci NaOH - în eprubeta 1).

Substanțe	Fe	Zn	CaCO 3	K2CO3	Na2SO4	NaCl	NaNO3
Ba(OH) 2				sediment	sediment	soluţie	soluţie
NaOH		posibilă degajarea hidrogenului		soluţie	soluţie	soluţie	soluţie
Nu există precipitat în cazul a două săruri în Ba(OH) 2 și în cazul a patru săruri în NaOH	pulberi întunecate (solubile în alcali - Zn, insolubile în alcali - Fe)		CaCO 3 dă un precipitat cu ambele alcaline	da un precipitat, diferă în culoarea flăcării: K + - violet, Na + - galben		nu există precipitații; diferă în comportament atunci când este încălzit (NaNO 3 se topește și apoi se descompune pentru a elibera O 2, apoi NO 2

8 . Reacționează violent cu apa: P 2 O 5 și CaO cu formarea de H 3 PO 4 și respectiv Ca(OH) 2:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4, CaO + H2O = Ca(OH)2.
Substanțele (3) și (4) - Pb(NO 3) 2 și CaCl 2 - se dizolvă în apă. Soluțiile pot reacționa între ele după cum urmează:

Substanțe	1. N 3 RO 4	2. Ca(OH)2,	3. Pb(NO 3) 2	4.CaCl2
1. N 3 RO 4		CaHPO 4	PbHPO4	CaHPO 4
2. Ca(OH) 2	SaNRO 4		Pb(OH)2	-
3. Pb(NO 3) 2	PbNPO 4	Pb(OH)2		РbСl 2
4. CaC1 2	CaHPO 4		PbCl2

Astfel, soluția 1 (H3PO4) formează precipitate cu toate celelalte soluții la interacțiune. Soluția 3 - Pb(NO 3) 2 formează și precipitate cu toate celelalte soluții. Substanțe: I-P2O5, II-CaO, III-Pb(NO3)2, IV-CaCI2.
În general, apariția majorității precipitațiilor va depinde de ordinea în care soluțiile sunt drenate și de excesul uneia dintre ele (într-un mare exces de H 3 PO 4, fosfații de plumb și de calciu sunt solubili).

9. Problema are mai multe soluții, dintre care două sunt prezentate mai jos.
A. Adăugați soluție de sulfat de cupru în toate eprubetele:
2NaOH + CuS04 = Na2S04 + Cu(OH)2 (precipitat albastru);
Na2S + CuS04 = Na2S04 + CuS (precipitat negru);
NaCl + CuSO 4 (fără modificări într-o soluție diluată);
4NaI+2CuS04 = 2Na2S04 + 2CuI+I2 (precipitat maro);
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4 (soluție albastră sau precipitat albastru, solubil în soluție de amoniac în exces).

b. Adăugați soluție de azotat de argint în toate eprubetele:
2NaOH + 2AgN03 = 2NaNO3 + H2O + Ag20 (precipitat maro);
Na2S + 2AgN03 = 2NaN03 + Ag2S (precipitat negru);
NaCI + AgNO3 = NaNO3 + AgCI (precipitat alb);
Nal + AgN03 = NaN03 + AgI (precipitat galben);
2NH3 + 2AgNO3 + H20 = 2NH4NO3 + Ag20 (precipitat maro).
Ag 2 O se dizolvă în exces de soluție de amoniac: Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.

10 . Pentru a recunoaște aceste substanțe, toate soluțiile ar trebui să reacționeze între ele:

Substanțe	1. NaCl	2.NH4C1	3. Ba(OH),	4. NaOH	Rezultatul observației generale
1. NaCl		___	_	_	nu s-a observat nicio interacțiune
2.NH4CI	_	X	NH3	NH3	în două cazuri se eliberează gaz
3. Ba(OH) 2	-	NH3	X	-
4. NaOH	-	NH3	-	X	într-un caz se eliberează gaz

NaOH și Ba(OH) 2 se pot distinge prin diferitele culori ale flăcării (Na+ este galben și Ba 2+ este verde).

11. Determinați aciditatea soluțiilor folosind hârtie indicator:
1) mediu acid -HCI, NH4C1, Pb(N03)2;
2) mediu neutru - Na2S04, BaCl2, AgNO3;
3) mediu alcalin - Na2CO3, NaOH. Să facem o masă.

Problema 9-1.

Pe cântare se echilibrează două baloane, în care se toarnă 100 ml din aceeași soluție de acid sulfuric. 1 g de aluminiu a fost picurat într-unul dintre baloane, care s-a dizolvat complet. Ce masă de carbonat de magneziu trebuie adăugată în al doilea balon pentru a restabili echilibrul perturbat?
Care ar trebui să fie concentrația molară minimă de acid în soluția utilizată pentru ca această concluzie să fie clară? (10 puncte).

Problema 9-2.

Cel mai vechi pigment alb care a ajuns până la noi în lucrările de pictură de șevalet constă în mod formal din doi compuși înrudiți ai aceluiași metal divalent; raportul molar al compușilor din pigment este de 1:2. Ambii compuși se dizolvă în acid azotic, în timp ce unul dintre ei nu eliberează gaz.

Când se dizolvă 15,5 g de pigment în acid azotic, se eliberează 896 ml de gaz (n.s.) cu o densitate de hidrogen de 22. Dacă soluția rezultată este tratată cu un exces de soluție de sulfat de sodiu, atunci se pot obține 18,18 g de precipitat. Setați compoziția pigmentului. (10 puncte)

Problema 9-3.

Clorofila este un pigment important care oferă culoarea verde a frunzelor plantelor și procesul de fotosinteză. Când se ard 89,2 mg de clorofilă în exces de oxigen, se formează următoarele patru substanțe: 242 mg din gazul care carbonatează băuturile, 64,8 mg din lichidul care formează baza acestor băuturi, 5,6 mg gaz, cel mai abundent în atmosfera terestră și 4,00 mg de pulbere albă, care este un oxid de metal, în care numărul de protoni din nucleul atomului este de 6 ori mai mare decât numărul de electroni din stratul exterior al învelișului de electroni.

Întrebări:
a) Ce substanțe s-au format la arderea clorofilei?
b) Ce elemente chimice sunt incluse în molecula sa? Găsiți-le masele
c) Calculați formula clorofilei, ținând cont de faptul că molecula acesteia conține un atom de metal.
d) Scrieți ecuația pentru reacția de ardere a clorofilei.
e) Contine clorofila clor? Ce au in comun?

(10 puncte)

Problema 9-4.

Vi s-a dat un amestec din următoarele săruri uscate: sulfat de amoniu, sulfat de cupru, sulfat de zinc și sulfat de bariu. În plus, aveți la dispoziție apă, soluții diluate de potasiu caustic și acid sulfuric, precum și echipamentul de laborator necesar.

Scrieți o descriere a lucrării de separare a amestecului și obținere a sărurilor originale în forma lor pură. Notați ecuațiile reacțiilor pe care le veți efectua în acest caz.

Faceți o listă cu echipamentul minim necesar.

(10 puncte)

Problema 9-5.

Patru eprubete conțin soluții transparente din patru substanțe cu o concentrație de 0,1 mol/L. Se știe că în aceste soluții se găsesc hidrogen, zinc, bariu și cationi de sodiu și anioni de clorură, sulfat și carbonat. De asemenea, se știe că ionul de clorură este prezent într-o singură soluție.

1) Ce substanțe pot fi în fiecare eprubetă? Este singura varianta propusa? Explica-ti alegerea.

2) Descrieți succesiunea de acțiuni care vă permit să determinați ce substanță se află în fiecare eprubetă fără a apela la ajutorul altor reactivi.

3) Scrieți ecuațiile reacțiilor pe care le propuneți în formă moleculară și ionică și indicați semnele apariției lor.

(10 puncte)

Total 50 de puncte.

Halogenuri de hidrogen și acizi hidrohalici. Toate halogenurile de hidrogen (formula lor generală poate fi scrisă ca NG) sunt gaze incolore cu un miros înțepător și sunt toxice. Se dizolvă foarte bine în apă și fumează în aer umed, deoarece atrag vaporii de apă în aer, formând un nor de ceață.

Figura 93 ilustrează un experiment care arată clar solubilitatea bună a clorurii de hidrogen în apă (în condiții normale, aproximativ 500 din volumele sale sunt dizolvate într-un volum de apă).

Orez. 93.
Dizolvarea acidului clorhidric în apă:
a - la începutul experimentului; b - la ceva timp după ce apare

Soluțiile de halogenuri de hidrogen în apă sunt acizi, aceștia sunt HF - fluorhidric sau acid fluorhidric, HCl - clorhidric sau acid clorhidric, HBr - acid bromhidric, HI - acid iodhidric. Capacitatea lor de a se disocia electrolitic cu formarea de cationi de hidrogen crește de la HF la HI.

Cel mai puternic dintre acizii hidrohalici este acidul iodhidric, iar cel mai slab este acidul fluorhidric. Rezistență chimică mare Conexiuni H-F(prin urmare, acidul fluorhidric se disociază slab în apă) se datorează dimensiunii reduse a atomului de F și, în consecință, distanței mici dintre nucleele atomilor de hidrogen și fluor. Pe măsură ce raza atomică crește de la F la I, la fel crește distanta N-G, puterea moleculelor scade și, în consecință, crește capacitatea de disociere electrolitică.

Cele mai importante din punct de vedere tehnic sunt acidul clorhidric și acidul clorhidric. În industrie, clorura de hidrogen este produsă prin sinteza din hidrogen și clor:

H2 + CI2 = 2HCI.

În condiții de laborator, pentru a produce acid clorhidric, se folosește o reacție realizată prin încălzire (Fig. 94):

Orez. 94.
Obținerea acidului clorhidric

Apariția ireversibilă a acestei reacții este facilitată de volatilitatea HCl.

Acidul clorhidric este un lichid incolor care emană fum în aer și este puțin mai greu decât apa. Acesta este un acid tipic care reacționează cu metale, oxizi metalici și hidroxizi și săruri (dați ecuații pentru reacțiile corespunzătoare și caracterizați-le în lumina teoriei disocierii electrolitice și a proceselor de oxidare și reducere în cazul în care aceasta are loc).

Acidul clorhidric este utilizat pe scară largă în industrie (Fig. 95).

Orez. 95.
Aplicarea acidului clorhidric:
1 - curățarea suprafeței metalelor; 2 - lipire; 3 - obţinerea sărurilor; 4 - producția de materiale plastice și alte materiale sintetice; 5 - primirea de medicamente; 6 - producția de vopsea

Săruri ale acizilor hidrohalici. Acizii hidrohalici formează săruri: fluoruri, cloruri, bromuri și ioduri. Clorurile, bromurile și iodurile multor metale sunt foarte solubile în apă.

Pentru a determina ionii de clorură, bromură și iodură în soluție și pentru a le distinge, se utilizează reacția cu azotat de argint AgNO 3 (Fig. 96). Ca rezultat al reacției clorurilor (și acidului clorhidric însuși) cu acest reactiv, precipită un precipitat alb de clorură de argint AgCl; ecuația ionică abreviată a acestei reacții este scrisă după cum urmează:

Ag + + Cl - = AgCl↓.

Orez. 96.
Reacții calitative la ionii de halogenură (Cl -, Br -, I -)

În reacțiile cu acid bromhidric și sărurile sale și cu acidul bromhidric și sărurile sale se formează și precipitate, dar numai de culoare galbenă, care diferă prin nuanțe:

Experimentul de laborator nr 26
Reacție calitativă la ionii de halogenură

Dar pentru recunoașterea acidului fluorhidric și a sărurilor sale (fluoruri), azotatul de argint este nepotrivit ca reactiv, deoarece fluorura de argint AgF rezultată este solubilă în apă. Pentru a demonstra prezența ionilor de fluorură F în soluție, puteți utiliza reacția cu ionii de calciu Ca 2+, deoarece fluorura de calciu CaF 2 precipită (Fig. 97).

Orez. 97.
Reacție calitativă la ionul de fluor F -

Acidul fluorhidric și-a primit numele datorită proprietății sale unice: atunci când interacționează cu oxidul de siliciu (IV), care face parte din sticla, pare că îl topește:

Si02 + 4HF = SiF4 + 2H20.

Această reacție este folosită pentru a face inscripții și desene pe sticlă. Un strat subțire de parafină este aplicat pe sticlă, un design este zgâriat în el și apoi produsul este scufundat într-o soluție de acid fluorhidric. Astfel, de exemplu, artistul lituanian M. Ciurlionis a creat circa 30 de opere de artă (Fig. 98).

Orez. 98.
Reproduceri de picturi de M. K. Ciurlionis (1875-1911) din ciclul „Iarna”. 1907

Halogeni în natură. Halogenii există în natură numai în stare legată. Dintre acestea, cele mai comune sunt clorul (0,19% din greutatea scoarței terestre) și fluorul (0,03%).

Cel mai important compus natural de clor este halit NaCl (Fig. 99), cu care v-ați familiarizat în detaliu anul trecut. Halita este extrasă prin exploatarea zăcămintelor de sare gemă - clorură de sodiu solidă.

Orez. 99.
Sare gema

Pe lângă halit, se găsește clorură naturală de potasiu KCl. Acestea sunt mineralele silvita (Fig. 100) și silvinita (un amestec de KCl și NaCl, a cărui compoziție este reflectată de formula KCl NaCl).

Orez. 100.
Silvin

Mineralul natural de fluor este fluoritul sau spatul fluor CaF 2 (Fig. 101).

Orez. 101.
Spat fluor

Bromul și iodul sunt oligoelemente și nu își formează propriile minerale. Aceste elemente sunt concentrate în apele oceanelor și mărilor, în apele puțurilor de foraj și, de asemenea, în alge (Fig. 102).

Orez. 102.
Algele marine sunt bogate în iod

Cuvinte și concepte noi

1. Halogenuri de hidrogen.
2. Acizi halohidric: fluorhidric sau fluorhidric, clorhidric sau clorhidric, bromhidric, iodhidric.
3. Halogenuri: fluoruri, cloruri, bromuri, ioduri. Reacții calitative la ionii de halogenură.
4. Compuși naturali cu halogen: halit, sylvin, sylvinit, fluorit.

Sarcini pentru munca independentă