Riešenie kvalitatívnych problémov identifikácie látok vo fľašiach bez etikiet zahŕňa sériu operácií, ktorých výsledky môžu určiť, ktorá látka sa v konkrétnej fľaši nachádza.
Prvou fázou rozhodnutia je myšlienkový experiment, ktorý predstavuje akčný plán a ich očakávané výsledky. Na zaznamenanie myšlienkového experimentu sa používa špeciálna maticová tabuľka, ktorá označuje vzorce látok, ktoré sa určujú horizontálne a vertikálne. V miestach, kde sa pretínajú vzorce interagujúcich látok, sa zaznamenávajú očakávané výsledky pozorovaní: - vývoj plynu, - zrážky, zmeny farby, zápachu alebo neprítomnosť viditeľných zmien. Ak je podľa stavu problému možné použiť ďalšie reagencie, potom je lepšie pred zostavením tabuľky zapísať výsledky ich použitia - počet látok určených na stanovenie v tabuľke sa tak môže znížiť.
Riešenie problému bude teda pozostávať z nasledujúcich krokov:
- predbežná diskusia o jednotlivých reakciách a vonkajších charakteristikách látok;
- zaznamenávanie vzorcov a očakávaných výsledkov párových reakcií do tabuľky,
- vykonanie experimentu v súlade s tabuľkou (v prípade experimentálnej úlohy);
- analýza výsledkov reakcií a ich korelácia s konkrétnymi látkami;
- formulácia odpovede na problém.
Je potrebné zdôrazniť, že myšlienkový experiment a realita sa nie vždy úplne zhodujú, pretože skutočné reakcie prebiehajú pri určitých koncentráciách, teplotách a osvetlení (napríklad AgCl a AgBr sú identické v elektrickom svetle). Myšlienkový experiment často prehliada veľa malých vecí. Napríklad Br2/aq je dokonale odfarbený roztokmi Na2C03, On2SiO3, CH3COONa; tvorba zrazeniny Ag 3 PO 4 sa nevyskytuje v silne kyslom prostredí, pretože samotná kyselina túto reakciu nedáva; glycerol tvorí komplex s Сu (OH) 2, ale netvorí sa s (CuOH) 2 SO 4, ak nie je nadbytok alkálií atď. Skutočná situácia nie vždy súhlasí s teoretickou predpoveďou a v tejto kapitole sa „ ideálne“ maticové tabuľky a „realita“ budú niekedy odlišné. A aby ste pochopili, čo sa skutočne deje, hľadajte každú príležitosť experimentálne pracovať s rukami na vyučovacej hodine alebo voliteľnom predmete (pamätajte zároveň na bezpečnostné požiadavky).
Príklad 1 Očíslované injekčné liekovky obsahujú roztoky nasledujúcich látok: dusičnan strieborný, kyselina chlorovodíková, síran strieborný, dusičnan olovnatý, amoniak a hydroxid sodný. Bez použitia iných činidiel určite, v ktorej fľaštičke sa nachádza roztok ktorej látky.
Riešenie. Na vyriešenie úlohy zostavíme maticovú tabuľku, do ktorej zapíšeme do príslušných štvorcov pod uhlopriečku, ktorá ju pretína, pozorovacie údaje výsledkov zlučovania látok jednej skúmavky s inými.
Pozorovanie výsledkov postupného nalievania obsahu niektorých očíslovaných skúmaviek do všetkých ostatných:
1 + 2 - vyzráža sa biela zrazenina; ;
1 + 3 - nie sú pozorované žiadne viditeľné zmeny;
| Látky | 1. AgNO3, | 2. HCl | 3. Pb(NO 3) 2, | 4.NH40H | 5.NaOH |
| 1. AgNO3 | X | AgCl biely | - | zrazenina sa rozpustí | Ag 2 O hnedá |
| 2. HCl | biely | X | PbCl 2 biely, | - | _ |
| 3. Pb(NO 3) 2 | - | biely PbCl 2 | X | Pb(OH)2 zákal) | Pb(OH)2 biely |
| 4.NH40H | - | - | (zakalenie) | - | |
| S. NaOH | hnedá | - | biely | - | X |
1 + 4 - v závislosti od poradia vypúšťania roztokov sa môže vytvoriť zrazenina;
1 + 5 - vytvorí sa hnedá zrazenina;
2 + 3 - vyzráža sa biela zrazenina;
2 + 4 - nie sú pozorované žiadne viditeľné zmeny;
2+5 - nie sú pozorované žiadne viditeľné zmeny;
3+4 - pozoruje sa zákal;
3 + 5 - vypadne biela zrazenina;
4 + 5 - nie sú pozorované žiadne viditeľné zmeny.
Zapíšme si ďalej rovnice prebiehajúcich reakcií v tých prípadoch, keď sú pozorované zmeny v reakčnom systéme (vývoj plynu, zrážanie, zmena farby) a nad uhlopriečku zadáme vzorec pozorovanej látky a príslušný štvorec maticovej tabuľky. ktorý to pretína:
| I. 1 + 2: | AgNO 3 + Hcl | AgCl + HN03; | |
| II. 1+5: | 2AgN03 + 2NaOH | Ag20 + 2NaN03 + H20; | |
| hnedá (2AgOH Ag 2 O + H 2 O) | |||
| III. 2+3: | 2HCl + Pb (NO 3) 2 | PbCl2 + 2HN03; | |
| biely | |||
| IV. 3+4: | Pb(N03)2 + 2NH40H | Pb (OH)2 + 2NH4N03; | |
| zákal | |||
| V.3 + 5: | Pb(N03)2 + 2NaOH | Pb(OH)2 + 2NaN03 | |
| biely |
(keď sa dusičnan olovnatý pridá do nadbytku alkálie, zrazenina sa môže okamžite rozpustiť).
Na základe piatich pokusov teda rozlišujeme látky v očíslovaných skúmavkách.
Príklad 2. Osem očíslovaných skúmaviek (od 1 do 8) bez nápisov obsahuje suché látky: dusičnan strieborný (1), chlorid hlinitý (2), sulfid sodný (3), chlorid bárnatý (4), dusičnan draselný (5), fosforečnan draslík (6), ako aj roztoky kyseliny sírovej (7) a kyseliny chlorovodíkovej (8). Ako bez akýchkoľvek ďalších činidiel, okrem vody, rozlíšiť tieto látky?
Riešenie. V prvom rade rozpustíme pevné látky vo vode a označíme skúmavky, kde skončili. Urobme si tabuľku-maticu (ako v predchádzajúcom príklade), do ktorej budeme zapisovať pozorovacie údaje výsledkov zlučovania látok niektorých skúmaviek s inými pod a nad uhlopriečkou, ktorá ju pretína. V pravej časti tabuľky zavedieme dodatočný stĺpec „všeobecný výsledok pozorovania“, ktorý vyplníme po ukončení všetkých experimentov a sčítaní výsledkov pozorovaní vodorovne zľava doprava (pozri napr. str. 178).
| 1+2: | 3AgNO3 + A1C1, | 3AgCl biely | + Al(N03)3; | |
| 1 + 3: | 2AgN03 + Na2S | Ag 2S čierna | + 2NaN03; | |
| 1 + 4: | 2AgN03 + BaCl2 | 2AgCl biely | + Ba(N03)2; | |
| 1 + 6: | 3AgN03 + K3PO4 | Ag 3 PO 4 žltá | + 3KN03; | |
| 1 + 7: | 2AgN03 + H2S04 | Ag,SO 4 biely | + 2HNOS; | |
| 1 + 8: | AgN03 + HCl | AgCl biely | + HN03; | |
| 2 + 3: | 2AlCl3 + 3Na2S + 6H20 | 2Al(OH)3, | + 3H2S + 6NaCl; | |
| (Na2S + H20 NaOH + NaHS, hydrolýza); | ||||
| 2 + 6: | AlCl3 + K3P04 | A1PO 4 biela | + 3 KCI; | |
| 3 + 7: | Na2S + H2S04 | Na2S04 | + H2S | |
| 3 + 8: | Na2S + 2HCl | -2NaCl | +H2S; | |
| 4 + 6: | 3BaCl2 + 2K3P04 | Ba 3 (PO 4) 2 biela | + 6KC1; | |
| 4 + 7 | BaCl2 + H2S04 | BaSO4 biela | + 2HC1. | |
Viditeľné zmeny nenastávajú len pri dusičnane draselnom.
Podľa počtu zrazenín zrazeniny a uvoľnenia plynu sú všetky činidlá jednoznačne určené. Okrem toho sa BaCl2 a K3P04 odlišujú farbou zrazeniny s AgN03: AgCl je biely a Ag3P04 je žltý. V tomto probléme môže byť riešenie jednoduchšie - ktorýkoľvek z kyslých roztokov vám umožňuje okamžite izolovať sulfid sodný, určuje dusičnan strieborný a chlorid hlinitý. Zo zvyšných troch pevných látok sú chlorid bárnatý a fosforečnan draselný určený dusičnanom strieborným, kyselina chlorovodíková a sírová sa rozlišujú podľa chloridu bárnatého.
Príklad 3 Štyri neoznačené skúmavky obsahujú benzén, chlórhexán, hexán a hexén. Pomocou minimálnych množstiev a počtu činidiel navrhnite metódu stanovenia každej z uvedených látok.
Riešenie. Látky, ktoré sa majú určiť, spolu nereagujú, nemá zmysel zostavovať tabuľku párových reakcií.
Existuje niekoľko metód na stanovenie týchto látok, jedna z nich je uvedená nižšie.
Brómová voda okamžite odfarbuje iba hexén:
C6H12 + Br2 \u003d C6H12Br2.
Chlórhexán možno odlíšiť od hexánu tak, že produkty spaľovania prechádzajú cez roztok dusičnanu strieborného (v prípade chlórhexánu sa vyzráža biela zrazenina chloridu strieborného, na rozdiel od uhličitanu strieborného nerozpustná v kyseline dusičnej):
2C6H14 + 1902 \u003d 12C02 + 14H20;
C6H13Cl + 902 \u003d 6C02 + 6H20 + HC1;
HCl + AgN03 \u003d AgCl + HNO3.
Benzén sa líši od hexánu zmrazením v ľadovej vode (pre C6H6 t.t. = +5,5 °C a pre C6H14 t.t. = -95,3 °C).
1. Rovnaké objemy sa nalejú do dvoch rovnakých kadičiek: jedna s vodou a druhá so zriedeným roztokom kyseliny sírovej. Ako bez akýchkoľvek chemických činidiel rozlíšiť medzi týmito kvapalinami (roztoky nemôžete ochutnať)?
2. Štyri skúmavky obsahujú prášky oxidu meďnatého, oxidu železitého, striebra a železa. Ako rozpoznať tieto látky iba pomocou jedného chemického činidla? Uznanie podľa vzhľad vylúčené.
3. Štyri očíslované skúmavky obsahujú suchý oxid meďnatý, sadze, chlorid sodný a chlorid bárnatý. Ako s použitím minimálneho množstva činidiel určiť, ktorá zo skúmaviek obsahuje ktorú látku? Svoju odpoveď zdôvodnite a potvrďte rovnicami zodpovedajúcich chemických reakcií.
4. Šesť neoznačených skúmaviek obsahuje bezvodé zlúčeniny: oxid fosforečný, chlorid sodný, síran meďnatý, chlorid hlinitý, sulfid hlinitý, chlorid amónny. Ako môžete určiť obsah každej skúmavky, ak je v nej iba sada prázdnych skúmaviek, voda a horák? Navrhnite plán analýzy.
5 . Štyri neoznačené skúmavky obsahujú vodné roztoky hydroxidu sodného, kyseliny chlorovodíkovej, potaše a síranu hlinitého. Navrhnite spôsob, ako určiť obsah každej skúmavky bez použitia ďalších činidiel.
6 . Očíslované skúmavky obsahujú roztoky hydroxidu sodného, kyseliny sírovej, síranu sodného a fenolftaleínu. Ako rozlíšiť medzi týmito roztokmi bez použitia ďalších činidiel?
7. Neoznačené poháre obsahujú tieto jednotlivé látky: prášky železa, zinku, uhličitanu vápenatého, uhličitanu draselného, síranu sodného, chloridu sodného, dusičnanu sodného, ako aj roztoky hydroxidu sodného a hydroxidu bárnatého. Nemáte k dispozícii žiadne iné chemické činidlá, vrátane vody. Urobte si plán na určenie obsahu každej nádoby.
8 . Štyri očíslované poháre bez štítkov obsahujú tuhý oxid fosforečný (V) (1), oxid vápenatý (2), dusičnan olovnatý (3), chlorid vápenatý (4). Určite, ktorá nádoba obsahuje každý od týchto zlúčenín, ak je známe, že látky (1) a (2) prudko reagujú s vodou a látky (3) a (4) sa rozpúšťajú vo vode a výsledné roztoky (1) a (3) môžu reagovať so všetkými iné roztoky s tvorbou zrážok.
9 . Päť skúmaviek bez štítkov obsahuje roztoky hydroxidu, sulfidu, chloridu, jodidu sodného a amoniaku. Ako určiť tieto látky pomocou jedného dodatočného činidla? Uveďte rovnice chemických reakcií.
10. Ako rozpoznať roztoky chloridu sodného, chloridu amónneho, hydroxidu bárnatého, hydroxidu sodného, ktoré sú v nádobách bez štítkov, len s použitím týchto roztokov?
11. . Osem očíslovaných skúmaviek obsahuje vodné roztoky kyseliny chlorovodíkovej, hydroxidu sodného, síranu sodného, uhličitanu sodného, chloridu amónneho, dusičnanu olovnatého, chloridu bárnatého, dusičnanu strieborného. Pomocou indikátorového papierika a vykonaním akýchkoľvek reakcií medzi roztokmi v skúmavkách určite, ktorá látka je obsiahnutá v každej z nich.
12. Dve skúmavky obsahujú roztoky hydroxidu sodného a síranu hlinitého. Ako ich rozlíšiť, ak je to možné, bez použitia ďalších látok, len s jednou prázdnou skúmavkou alebo aj bez nej?
13. Päť očíslovaných skúmaviek obsahuje roztoky manganistanu draselného, sulfidu sodného, brómovej vody, toluénu a benzénu. Ako medzi nimi rozlíšiť iba vymenované činidlá? Použite na zistenie charakteristických vlastností každej z piatich látok (špecifikujte ich); dať plán analýzy. Napíšte schémy potrebných reakcií.
14. Šesť nepomenovaných baniek obsahuje glycerol, vodný roztok glukózy, aldehyd kyseliny maslovej (butanal), 1-hexén, vodný octan sodný a 1,2-dichlóretán. Len s bezvodým hydroxidom sodným a síranom meďnatým ako ďalšími chemikáliami určite, čo je v každej injekčnej liekovke.
1. Na stanovenie vody a kyseliny sírovej môžete použiť rozdiel vo fyzikálnych vlastnostiach: bod varu a tuhnutia, hustota, elektrická vodivosť, index lomu atď. Najsilnejší rozdiel bude v elektrickej vodivosti.
2.
K práškom v skúmavkách nalejte kyselinu chlorovodíkovú. Striebro nebude reagovať. Pri rozpúšťaní železa sa uvoľňuje plyn: Fe + 2HCl \u003d FeCl2 + H2
Oxid železitý (III) a oxid meďnatý (II) sa rozpúšťajú bez vývoja plynu a vytvárajú žltohnedé a modrozelené roztoky: Fe203 + 6HCl \u003d 2FeCl3 + 3H20; CuO + 2HCl \u003d CuCl2 + H20.
3. CuO a C sú čierne, NaCl a BaBr2 sú biele. Jediným činidlom môže byť napríklad zriedená kyselina sírová H2SO4:
CuO + H2S04 = CuS04 + H20 (modrý roztok); BaCl2 + H2S04 = BaS04 + 2HCl (biela zrazenina).
Zriedená kyselina sírová nereaguje so sadzami a NaCl.
4 . Do vody dáme malé množstvo každej z látok:
| CuS04 + 5H20 \u003d CuS04 5H20 | (vytvorí sa modrý roztok a kryštály); |
| Al2S3 + 6H20 \u003d 2Al (OH)3 + 3H2S | (vyzráža sa zrazenina a uvoľní sa plyn s nepríjemným zápachom); |
| AlCl 3 + 6H 2 O \u003d A1C1 3 6H 2 O + Q AlCl 3 + H20 AlOHCl 2 + HCl AlOHC1 2 + H20 \u003d Al (OH) 2 Cl + HCl A1 (OH) 2 C1 + H20 \u003d A1 (OH) 2 + HCl |
(prebieha búrlivá reakcia, zrážanie zásaditých solí a vzniká hydroxid hlinitý); |
| P205 + H20 \u003d 2HPO3 HPO3 + H20 \u003d H3PO4 |
(násilná reakcia s uvoľnením Vysoké číslo zahrievaním, vzniká číry roztok). |
Dve látky - chlorid sodný a chlorid amónny - sa rozpúšťajú bez reakcie s vodou; možno ich rozlíšiť zahrievaním suchých solí (chlorid amónny bezo zvyšku sublimuje): NH 4 Cl NH 3 + HCl; alebo farbou plameňa pri roztokoch týchto solí (zlúčeniny sodíka farbia plameň na žlto).
5. Zostavte tabuľku párových interakcií uvedených činidiel
| Látky | 1.NaOH | 2 HCl | 3. K2CO3 | 4. Al2(S04)3 | Celkový výsledok pozorovania |
| 1, NaOH | - | - | Al(OH)3 | 1 návrh | |
| 2. HC1 | _ | CO2 | __ | 1 plyn | |
| 3. K2CO3 | - | CO2 | Al(OH)3 CO2 |
1 sediment a 2 plyny | |
| 4. Al2(SO4) 3 | Al(OH) 3 | - | Al(OH) 3 CO2 |
2 ťahové a 1 plynové | |
| NaOH + HCl \u003d NaCl + H20 | |||||
| K2CO3 + 2HC1 \u003d 2KS1 + H20 + CO2 | |||||
3K2C03 + Al2(S04)3 + 3H20 \u003d 2 Al (OH)3 + 3C02 + 3K2S04;
Na základe predloženej tabuľky je možné všetky látky určiť podľa počtu zrážok a vývinu plynov.
6.
Všetky roztoky sa zmiešajú v pároch Dvojica roztokov, ktorá dáva malinovú farbu - NaOH a fenolftaleín. Malinový roztok sa pridá do dvoch zostávajúcich skúmaviek. Tam, kde farba zmizne - kyselina sírová, v druhej - síran sodný. Zostáva rozlišovať medzi NaOH a fenolftaleínom (skúmavky 1 a 2).
A. Zo skúmavky 1 pridajte kvapku roztoku do veľkého množstva roztoku 2.
B. Zo skúmavky 2 - kvapka roztoku sa pridá do veľkého množstva roztoku 1. V oboch prípadoch karmínové farbenie.
Do roztokov A a B pridajte 2 kvapky roztoku kyseliny sírovej. Tam, kde farba zmizne, bola prítomná kvapka NaOH. (Ak farba zmizne v roztoku A, potom je NaOH v skúmavke 1).
| Látky | Fe | Zn | CaCO3 | K2CO3 | Na2S04 | NaCl | NaNO 3 |
| Va(OH) 2 | sediment | sediment | Riešenie | Riešenie | |||
| NaOH | možné uvoľnenie vodíka | Riešenie | Riešenie | Riešenie | Riešenie | ||
| Neexistuje žiadna zrazenina v prípade dvoch solí na Ba(OH) 2 a v prípade štyroch solí NaOH | tmavé prášky (rozpustné v alkáliách - Zn, nerozpustné v alkáliách - Fe) | CaCO3 dáva zrazeninu s oboma zásadami |
dať jeden sediment, líšia sa farbou plameňa: K + - fialová, Na + - žltá |
nedávajte zrážky; sa líšia svojim správaním pri zahrievaní (NaNO 3 sa topí a potom sa rozkladá s uvoľňovaním O 2, potom NO 2 | |||
8 . Prudko reaguje s vodou: P205 a CaO za vzniku H3P04 a Ca(OH)2:
P205 + 3H20 \u003d 2H3RO4, CaO + H20 \u003d Ca (OH) 2.
Látky (3) a (4) -Pb(NO 3) 2 a CaCl2 - sa rozpúšťajú vo vode. Riešenia môžu navzájom reagovať nasledovne:
| Látky | 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 |
Roztok 1 (H3P04) teda pri interakcii vytvára zrazeniny so všetkými ostatnými roztokmi. Roztok 3 - Pb(NO 3) 2 tiež tvorí zrazeniny so všetkými ostatnými roztokmi. Látky: I-P205, II-CaO, III-Pb (N03)2, IV-CaCl2.
Vo všeobecnom prípade bude vyzrážanie väčšiny zrazenín závisieť od poradia, v ktorom sa roztoky vypúšťajú, a od nadbytku jedného z nich (vo veľkom nadbytku H3PO4 sú rozpustné fosforečnany olova a vápenaté).
9.
Problém má niekoľko riešení, z ktorých dve sú uvedené nižšie.
A. Pridajte roztok síranu meďnatého do všetkých skúmaviek:
2NaOH + CuS04 = Na2S04 + Cu (OH)2 (modrá zrazenina);
Na2S + CuS04 = Na2S04 + CuS (čierna zrazenina);
NaCl + CuS04 (žiadne zmeny v zriedenom roztoku);
4NaI+2CuS04 = 2Na2S04 + 2Cul+I2 (hnedá zrazenina);
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4 (modrý roztok alebo modrá zrazenina rozpustná v nadbytku roztoku amoniaku).
b. Pridajte roztok dusičnanu strieborného do všetkých skúmaviek:
2NaOH + 2AgN03 \u003d 2NaNO3 + H20 + Ag20 (hnedá zrazenina);
Na2S + 2AgN03 = 2NaN03 + Ag2S (čierna zrazenina);
NaCl + AgN03 = NaN03 + AgCl (biela zrazenina);
NaI + AgN03 = NaN03 + AgI (žltá zrazenina);
2NH3 + 2AgNO3 + H20 = 2NH4NO3 + Ag20 (hnedá zrazenina).
Ag 2 O sa rozpúšťa v nadbytku roztoku amoniaku: Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.
10 . Na rozpoznanie týchto látok by sa mali vykonať vzájomné reakcie všetkých roztokov:
| Látky | 1.NaCl | 2.NH4C1 | 3.Ba(OH), | 4.NaOH | Celkový výsledok pozorovania |
| 1.NaCl | ___ | _ | _ | nebola pozorovaná žiadna interakcia | |
| 2.NH4CI | _ | X | NH3 | NH3 | plyn sa uvoľňuje v dvoch prípadoch |
| 3. Ba (OH) 2 | - | NH3 | X | - | |
| 4.NaOH | - | NH3 | - | X | v jednom prípade sa uvoľní plyn |
NaOH a Ba(OH)2 je možné rozlíšiť podľa rôznych farieb plameňa (Na+ je sfarbený do žlta a Ba2+ je zelený).
11. Stanovte kyslosť roztokov pomocou indikátorového papierika:
1) kyslé prostredie -Hcl, NH4C1, Pb (N03)2;
2) neutrálne médium - Na 2 SO 4, ВаС1 2, AgNO 3;
3) alkalické prostredie - Na 2 CO 3, NaOH. Vyrábame stôl.
Problém 9-1.
Na váhach sa vyvážia dve banky, do ktorých sa naleje 100 ml rovnakého roztoku kyseliny sírovej. V jednej z baniek sa znížil 1 g hliníka, ktorý sa úplne rozpustil. Aké množstvo uhličitanu horečnatého sa musí pridať do druhej banky, aby sa obnovila narušená rovnováha?
Aká by mala byť minimálna molárna koncentrácia kyseliny v použitom roztoku, aby bol tento záver jednoznačný? (10 bodov).
Problém 9-2.
Najstarší biely pigment, ktorý sa k nám dostal v maliarskych dielach, formálne pozostáva z dvoch spojených zlúčenín toho istého dvojmocného kovu; molárny pomer zlúčenín v pigmente je 1:2. Obe zlúčeniny sa rozpúšťajú v kyseline dusičnej, jedna z nich bez vývoja plynu.
Pri rozpustení 15,5 g pigmentu v kyseline dusičnej sa uvoľní 896 ml plynu (N.O.) s hustotou vodíka 22. Ak sa na výsledný roztok pôsobí nadbytkom roztoku síranu sodného, možno získať 18,18 g zrazeniny. . Nastavte zloženie pigmentu. (10 bodov)
Problém 9-3.
Chlorofyl je dôležitý pigment, ktorý zabezpečuje zelenú farbu listov rastlín a proces fotosyntézy. Pri spálení 89,2 mg chlorofylu v nadbytku kyslíka vzniknú tieto štyri látky: 242 mg plynu, ktorý sýti nápoje, 64,8 mg tekutiny, ktorá tvorí základ týchto nápojov, 5,6 mg plynu, čo je najviac v zemská atmosféra a 4,00 mg bieleho prášku, čo je oxid kovu, v ktorom je počet protónov v jadre atómu 6-krát väčší ako počet elektrónov vo vonkajšej vrstve elektrónového obalu.
otázky:
a) Aké látky vznikli pri spaľovaní chlorofylu?
b) Aké chemické prvky obsahuje jeho molekula? Nájdite ich masy
c) Vypočítajte vzorec chlorofylu, berúc do úvahy, že jeho molekula obsahuje jeden atóm kovu.
d) Napíšte rovnicu spaľovacej reakcie chlorofylu.
e) Obsahuje chlorofyl chlór? Čo majú spoločné?
(10 bodov)
Úloha 9-4.
Dostali ste zmes nasledujúcich suchých solí: síran amónny, síran meďnatý, síran zinočnatý a síran bárnatý. Okrem toho máte k dispozícii vodu, zriedené roztoky žieravého draslíka a kyseliny sírovej a potrebné laboratórne vybavenie.
Urobte popis práce na oddelenie zmesi a získanie pôvodných solí v čistej forme. Napíšte rovnice reakcií, ktoré v tomto prípade vykonáte.
Urobte si zoznam minimálneho požadovaného vybavenia.
(10 bodov)
Úloha 9-5.
Štyri skúmavky obsahujú priehľadné roztoky štyroch látok s koncentráciou 0,1 mol/l. Je známe, že v týchto roztokoch možno detegovať katióny vodíka, zinku, bária a sodíka a chloridové, síranové a uhličitanové anióny. Je tiež známe, že chloridový ión je prítomný len v jednom roztoku.
1) Aké látky môžu byť v každej skúmavke? Je navrhovaná možnosť jediná? Vysvetlite svoj výber.
2) Popíšte postupnosť činností, ktoré vám umožnia určiť, ktorá látka je v každej skúmavke bez použitia iných činidiel.
3) Napíšte rovnice reakcií, ktoré ste navrhli, v molekulárnej a iónovej forme a uveďte znaky ich výskytu.
(10 bodov)
Spolu 50 bodov.
Halogenidy a halogenovodíkové kyseliny. Všetky halogenovodíky (ich všeobecný vzorec možno napísať ako NG) sú bezfarebné plyny s prenikavým zápachom a toxické. Veľmi dobre sa rozpúšťajú vo vode a dymia vo vlhkom vzduchu, pretože priťahujú vodnú paru vo vzduchu a vytvárajú hmlistý oblak.
Obrázok 93 ilustruje experiment, ktorý jasne ukazuje dobrú rozpustnosť chlorovodíka vo vode (za normálnych podmienok sa v jednom objeme vody rozpustí asi 500 objemov).
Ryža. 93.
Rozpustenie chlorovodíka vo vode:
a - na začiatku experimentu; b - nejaký čas po jeho výskyte
Roztoky halogenovodíkov vo vode sú kyseliny, sú to HF - fluorovodíková, alebo fluorovodíková, kyselina, HCl - chlorovodíková, alebo chlorovodíková, HBr - kyselina bromovodíková, HI - kyselina jodovodíková. Ich schopnosť elektrolytickej disociácie s tvorbou vodíkových katiónov sa zvyšuje z HF na HI.
Najsilnejšia z halogenovodíkových kyselín je jodovodíková a najslabšia je fluorovodíková. Veľká chemická pevnosť H-F väzby(preto kyselina fluorovodíková vo vode slabo disociuje) je spôsobená malou veľkosťou atómu F a tým aj malou vzdialenosťou medzi jadrami atómov vodíka a fluóru. S nárastom polomeru atómu z F na I a zvyšuje sa vzdialenosť H-H Sila molekúl klesá a v dôsledku toho sa zvyšuje schopnosť elektrolytickej disociácie.
Technicky najvýznamnejšie sú chlorovodík a kyselina chlorovodíková. V priemysle sa chlorovodík získava syntézou z vodíka a chlóru:
H2 + Cl2 \u003d 2HCl.
V laboratórnych podmienkach sa na získanie chlorovodíka používa reakcia, ktorá sa uskutočňuje pri zahrievaní (obr. 94):
Ryža. 94.
Získanie chlorovodíka
Prchavosť HCl prispieva k nezvratnému priebehu tejto reakcie.
Kyselina chlorovodíková je bezfarebná dymivá kvapalina, ktorá je o niečo ťažšia ako voda. Je to typická kyselina, ktorá reaguje s kovmi, oxidmi a hydroxidmi kovov a soľami (uveďte rovnice pre príslušné reakcie a charakterizujte ich vo svetle teórie elektrolytickej disociácie a procesov oxidácie a redukcie tam, kde je to vhodné).
Kyselina chlorovodíková má široké využitie v priemysle (obr. 95).
Ryža. 95.
Použitie kyseliny chlorovodíkovej:
1 - čistenie povrchu kovov; 2 - spájkovanie; 3 - získavanie solí; 4 - výroba plastov a iných syntetických materiálov; 5 - získavanie liekov; 6 - výroba farby
Soli halogenovodíkových kyselín. Halogénovodíkové kyseliny tvoria soli: fluoridy, chloridy, bromidy a jodidy. Chloridy, bromidy a jodidy mnohých kovov sú vysoko rozpustné vo vode.
Na stanovenie chloridových, bromidových a jodidových iónov v roztoku a ich rozlíšenie sa využíva reakcia s dusičnanom strieborným AgNO 3 (obr. 96). V dôsledku reakcie chloridov (a samotnej kyseliny chlorovodíkovej) s týmto činidlom sa vyzráža biela zrazená zrazenina chloridu strieborného AgCl, skrátená iónová rovnica tejto reakcie je napísaná takto:
Ag + + Cl - = AgCl↓.
Ryža. 96.
Kvalitatívne reakcie na halogenidové ióny (Cl -, Br -, I -)
Pri reakciách s kyselinou bromovodíkovou a jej soľami a s kyselinou jodovodíkovou a jej soľami vznikajú tiež zrazeniny, ale len žltej farby, ktoré sa líšia odtieňmi:
Laboratórny pokus č.26
Kvalitatívna reakcia na halogenidové ióny
Ale na rozpoznanie kyseliny fluorovodíkovej a jej solí (fluoridov) je dusičnan strieborný ako činidlo nevhodný, pretože výsledný fluorid strieborný AgF je rozpustný vo vode. Na dôkaz prítomnosti fluoridových iónov F - v roztoku možno použiť reakciu s vápenatými iónmi Ca 2+, keďže sa vyzráža fluorid vápenatý CaF 2 (obr. 97).
Ryža. 97.
Kvalitatívna reakcia na fluoridový ión F -
Kyselina fluorovodíková dostala svoje meno vďaka svojej jedinečnej vlastnosti: pri interakcii s oxidom kremičitým (IV), ktorý je súčasťou skla, ako ju roztaviť:
Si02 + 4HF \u003d SiF4 + 2H20.
Táto reakcia sa používa na vytváranie nápisov a kresieb na skle. Na sklo sa nanesie tenká vrstva parafínu, pozdĺž ktorej sa poškriabe vzor, a potom sa produkt ponorí do roztoku kyseliny fluorovodíkovej. Tak napríklad litovský umelec M. Čiurlionis vytvoril okolo 30 umeleckých diel (obr. 98).
Ryža. 98.
Reprodukcie obrazov M. K. Chiurlionisa (1875-1911) z cyklu „Zima“. 1907
Halogény v prírode. Halogény v prírode existujú iba vo viazanom stave. Medzi nimi sú najčastejšie chlór (0,19 % hmotnosti zemskej kôry) a fluór (0,03 %).
Najvýznamnejšou prírodnou zlúčeninou chlóru je halit NaCl (obr. 99), podrobne ste sa s ním zoznámili minulý rok. Halit sa ťaží banskými ložiskami kamennej soli – pevného chloridu sodného.
Ryža. 99.
Kamenná soľ
Okrem halitu sa nachádza prírodný chlorid draselný KCl. Ide o minerály sylvín (obr. 100) a sylvinit (zmes KCl a NaCl, ktorej zloženie vyjadruje vzorec KCl NaCl).
Ryža. 100.
Silvin
Prírodným minerálom fluóru je fluorit alebo kazivec CaF 2 (obr. 101).
Ryža. 101.
kazivec
Bróm a jód sú rozptýlené prvky a netvoria vlastné minerály. Tieto prvky sú sústredené vo vodách oceánov a morí, vo vodách vrtov a tiež v riasach (obr. 102).
Ryža. 102.
Morské riasy kelp sú bohaté na jód
Nové slová a pojmy
- Halogenidy vodíka.
- Halogenovodíkové kyseliny: fluorovodíková alebo fluorovodíková, chlorovodíková alebo chlorovodíková, bromovodíková, jód-vodíková.
- Halogenidy: fluoridy, chloridy, bromidy, jodidy. Kvalitatívne reakcie na halogenidové ióny.
- Prírodné halogénové zlúčeniny: halit, sylvín, sylvinit, fluorit.
