Določanje ene ali več snovi na podlagi kvalitativnih reakcij. §5

Reševanje kvalitativnih problemov prepoznavanja snovi v plastenkah brez nalepk vključuje izvedbo številnih operacij, na podlagi katerih lahko ugotovimo, katera snov je v posamezni steklenici.

Prva faza rešitve je miselni eksperiment, ki je načrt delovanja in njegovih pričakovanih rezultatov. Za snemanje miselnega eksperimenta se uporablja posebna tabela-matrica, v kateri so formule snovi, ki se določajo, označene vodoravno in navpično. Na mestih, kjer se presekajo formule medsebojno delujočih snovi, so zabeleženi pričakovani rezultati opazovanj: - razvijanje plina, - prikazane so padavine, spremembe barve, vonja ali odsotnost vidnih sprememb. Če je glede na pogoje problema mogoče uporabiti dodatne reagente, je bolje, da rezultate njihove uporabe zapišete pred sestavljanjem tabele - tako lahko zmanjšate število snovi, ki jih je treba določiti v tabeli.
Rešitev problema bo torej sestavljena iz naslednjih korakov:
- predhodna obravnava posameznih reakcij in zunanjih značilnosti snovi;
- zapis formul in pričakovanih rezultatov parnih reakcij v tabelo,
- izvedba poskusa v skladu s preglednico (če gre za eksperimentalno nalogo);
- analizo rezultatov reakcij in njihovo korelacijo s specifičnimi snovmi;
- oblikovanje odgovora na problem.

Poudariti je treba, da miselni eksperiment in realnost ne sovpadata vedno popolnoma, saj se resnične reakcije odvijajo pri določenih koncentracijah, temperaturah in osvetlitvi (npr. pod električno svetlobo sta AgCl in AgBr enaka). Miselni poskus pogosto izpusti številne majhne podrobnosti. Na primer, Br 2 /aq je popolnoma razbarvan z raztopinami Na 2 CO 3, Na 2 SiO 3, CH 3 COONa; tvorba oborine Ag 3 PO 4 ne pride v močno kislem okolju, saj sama kislina ne daje te reakcije; glicerol tvori kompleks s Cu (OH) 2, vendar ne tvori s (CuOH) 2 SO 4, če ni presežka alkalij, itd. Dejansko stanje se ne ujema vedno s teoretično napovedjo in v tem poglavju je " idealne” matrične tabele in “realnosti” se včasih razlikujejo. In da bi razumeli, kaj se v resnici dogaja, poiščite vsako priložnost za eksperimentalno delo z rokami v lekciji ali izbirnem predmetu (ne pozabite na varnostne zahteve).

Primer 1. Oštevilčene stekleničke vsebujejo raztopine naslednjih snovi: srebrov nitrat, klorovodikova kislina, srebrov sulfat, svinčev nitrat, amoniak in natrijev hidroksid. Brez uporabe drugih reagentov ugotovite, v kateri steklenički je raztopina katere snovi.

rešitev. Za rešitev naloge bomo sestavili matrično tabelo, v katero bomo v ustrezne kvadratke pod diagonalo, ki jo seka, vpisali podatke opazovanj rezultatov spajanja snovi iz ene epruvete v drugo.

Opazovanje rezultatov zaporednega vlivanja vsebine nekaterih oštevilčenih epruvet v vse druge:

1 + 2 - nastane bela oborina; ;
1 + 3 - ni vidnih sprememb;

Snovi	1. AgNO 3,	2. HCl	3. Pb(NO 3) 2,	4.NH4OH	5.NaOH
1. AgNO3	X	AgCl bela	-	oborina, ki pade, se raztopi	Ag 2 O rjava
2. HCl	bela	X	PbCl 2 bel,	-	_
3. Pb(NO 3) 2	-	beli PbCl 2	X	Pb(OH) 2 motnost)	Pb(OH) 2 bel
4.NH4OH	-	-	(motnost)		-
S.NaOH	rjava	-	bela	-	X

1 + 4 - odvisno od vrstnega reda, v katerem se raztopine odvajajo, lahko nastane oborina;
1 + 5 - nastane rjava oborina;
2+3 - nastane bela oborina;
2+4 - vidnih sprememb ni opaziti;
2+5 - vidnih sprememb ni;
3+4 - opazna je oblačnost;
3+5 - nastane bela oborina;
4+5 - vidnih sprememb ni.

Nadalje zapišimo enačbe potekajočih reakcij v primerih, ko opazimo spremembe v reakcijskem sistemu (emisija plina, usedlina, sprememba barve) in vpišimo formulo opazovane snovi ter pripadajoči kvadrat matrične tabele nad diagonalo ki ga seka:

I. 1+2:	AgNO 3 + HCl		AgCl + HNO3;
II. 1+5:	2AgNO3 + 2NaOH		Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O;
			rjava (2AgOH Ag 2 O + H 2 O)
III. 2+3:	2HCl + Pb(NO 3) 2		PbCl2 + 2HNO3;
			bela
IV. 3+4:	Pb(NO 3) 2 + 2NH 4 OH		Pb(OH)2 + 2NH4NO3;
			oblačnost
V.3+5:	Pb(NO 3) 2 + 2NaOH		Pb(OH) 2 + 2NaNO 3
			bela

(ko presežku alkalije dodamo svinčev nitrat, se lahko oborina takoj raztopi).
Tako na podlagi petih poskusov ločimo snovi v oštevilčenih epruvetah.

Primer 2. Osem oštevilčenih epruvet (od 1 do 8) brez napisov vsebuje suhe snovi: srebrov nitrat (1), aluminijev klorid (2), natrijev sulfid (3), barijev klorid (4), kalijev nitrat (5), fosfat. kalij (6), pa tudi raztopine žveplove (7) in klorovodikove (8) kisline. Kako lahko brez kakršnih koli dodatnih reagentov razen vode razlikujete med temi snovmi?

rešitev. Najprej raztopimo trdne snovi v vodi in v epruvetah označimo, kje so končale. Izdelajmo matrično tabelo (kot v prejšnjem primeru), v katero bomo vnesli podatke iz opazovanj rezultatov spajanja snovi iz ene epruvete z drugo pod in nad diagonalo, ki jo seka. Na desni strani tabele bomo uvedli dodaten stolpec »splošen rezultat opazovanja«, ki ga bomo izpolnili po zaključku vseh poskusov in seštevku rezultatov opazovanj vodoravno od leve proti desni (glej npr. str. 178). ).

1+2:	3AgNO3 + A1C1,		3AgCl bela	+ Al(NO3)3;
1 + 3:	2AgNO3 + Na2S		Ag 2 S črna	+ 2NaNO3;
1 + 4:	2AgNO3 + BaCl2		2AgCl bela	+ Ba(NO3)2;
1 + 6:	3AgN0 3 + K 3 PO 4		Ag 3 PO 4 rumena	+ 3KNO 3 ;
1 + 7:	2AgNO3 + H2SO4		Ag,SO 4 bela	+ 2HNOS;
1 + 8:	AgNO3 + HCl		AgCl bela	+ HNO3;
2 + 3:	2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O		2Al(OH)3,	+ 3H2S + 6NaCl;
		(Na 2 S + H 2 O NaOH + NaHS, hidroliza);
2 + 6:	AlCl 3 + K 3 PO 4		A1PO 4 bela	+ 3KCl;
3 + 7:	Na 2 S + H 2 SO 4		Na2SO4	+H2S
3 + 8:	Na 2 S + 2HCl		-2NaCl	+H2S;
4 + 6:	3BaCl2 + 2K3PO4		Ba 3 (PO 4) 2 bela	+ 6KC1;
4 + 7	BaCl 2 + H 2 SO 4		BaSO 4 bela	+ 2HC1.

Vidne spremembe ne nastanejo le pri kalijevem nitratu.

Glede na to, kolikokrat se tvori oborina in sprošča plin, so vsi reagenti enolično identificirani. Poleg tega se BaCl 2 in K 3 PO 4 razlikujeta po barvi oborine z AgNO 3: AgCl je bel, Ag 3 PO 4 pa rumen. Pri tej težavi je rešitev morda preprostejša - katera koli kislinska raztopina vam omogoča takojšnjo izolacijo natrijevega sulfida, ki določa srebrov nitrat in aluminijev klorid. Med preostalimi tremi trdnimi snovmi sta barijev klorid in kalijev fosfat določena s srebrovim nitratom; klorovodikova in žveplova kislina se razlikujeta po barijevem kloridu.

Primer 3. Štiri neoznačene epruvete vsebujejo benzen, klorheksan, heksan in heksen. Z minimalnimi količinami in številom reagentov predlagajte metodo za določanje vsake od navedenih snovi.

rešitev. Določene snovi med seboj ne reagirajo; nima smisla sestavljati tabele parnih reakcij.
Obstaja več metod za določanje teh snovi, ena od njih je podana spodaj.
Samo heksen takoj razbarva bromovo vodo:

C 6 H 12 + Br 2 = C 6 H 12 Br 2.

Klorheksan lahko ločimo od heksana tako, da spustimo produkte zgorevanja skozi raztopino srebrovega nitrata (v primeru klorheksana se obori bela oborina srebrovega klorida, netopna v dušikovi kislini, za razliko od srebrovega karbonata):

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

Benzen se od heksana razlikuje po zmrzovanju v ledeni vodi (C 6 H ima 6 tališče = +5,5 ° C, C 6 H pa 14 tališče = -95,3 ° C).

1. Enaki količini nalijemo v dve enaki čaši: eno z vodo, drugo z razredčeno raztopino žveplove kisline. Kako lahko razlikujete med temi tekočinami, ne da bi imeli pri roki kemične reagente (raztopine ne morete okusiti)?

2. Štiri epruvete vsebujejo praške bakrovega (II) oksida, železovega (III) oksida, srebra in železa. Kako prepoznati te snovi z uporabo samo enega kemičnega reagenta? Priznanje po videz izključena.

3. Štiri oštevilčene epruvete vsebujejo suh bakrov(II) oksid, saje, natrijev klorid in barijev klorid. Kako z minimalno količino reagentov ugotoviti, v kateri epruveti je katera snov? Svoj odgovor utemelji in potrdi z enačbami pripadajočih kemijskih reakcij.

4. V šestih neoznačenih epruvetah so brezvodne spojine: fosforjev(V) oksid, natrijev klorid, bakrov sulfat, aluminijev klorid, aluminijev sulfid, amonijev klorid. Kako lahko določite vsebino vsake epruvete, če imate le niz praznih epruvet, vodo in gorilnik? Predlagajte načrt analize.

5 . Štiri neoznačene epruvete vsebujejo vodne raztopine natrijevega hidroksida, klorovodikove kisline, pepelike in aluminijevega sulfata. Predlagajte način za določitev vsebine vsake epruvete brez uporabe dodatnih reagentov.

6 . Oštevilčene epruvete vsebujejo raztopine natrijevega hidroksida, žveplove kisline, natrijevega sulfata in fenolftaleina. Kako razlikovati med temi raztopinami brez uporabe dodatnih reagentov?

7. Neoznačeni kozarci vsebujejo naslednje posamezne snovi: prah železa, cinka, kalcijevega karbonata, kalijevega karbonata, natrijevega sulfata, natrijevega klorida, natrijevega nitrata ter raztopine natrijevega hidroksida in barijevega hidroksida. Na voljo nimate drugih kemičnih reagentov, vključno z vodo. Naredite načrt za določitev vsebine vsakega kozarca.

8 . Štirje oštevilčeni kozarci brez nalepk vsebujejo trden fosforjev (V) oksid (1), kalcijev oksid (2), svinčev nitrat (3), kalcijev klorid (4). Določite, kateri kozarec vsebuje posamezno od navedenih spojin, če je znano, da snovi (1) in (2) burno reagirata z vodo, snovi (3) in (4) pa se topita v vodi, nastali raztopini (1) in (3) pa lahko reagirata z vse druge raztopine s tvorbo padavin.

9 . Pet epruvet brez nalepk vsebuje raztopine hidroksida, sulfida, klorida, natrijevega jodida in amoniaka. Kako določiti te snovi z enim dodatnim reagentom? Navedite enačbe za kemijske reakcije.

10. Kako prepoznati raztopine natrijevega klorida, amonijevega klorida, barijevega hidroksida, natrijevega hidroksida v posodah brez nalepk, samo po teh raztopinah?

11. . Osem oštevilčenih epruvet vsebuje vodne raztopine klorovodikove kisline, natrijevega hidroksida, natrijevega sulfata, natrijevega karbonata, amonijevega klorida, svinčevega nitrata, barijevega klorida in srebrovega nitrata. Z indikatorskim papirjem in morebitnimi reakcijami med raztopinami v epruvetah ugotovite, katera snov je v vsaki od njih.

12. Dve epruveti vsebujeta raztopini natrijevega hidroksida in aluminijevega sulfata. Kako jih ločiti, če je mogoče, brez uporabe dodatnih snovi, samo z eno prazno epruveto ali celo brez nje?

13. V petih oštevilčenih epruvetah so raztopine kalijevega permanganata, natrijevega sulfida, bromove vode, toluena in benzena. Kako jih lahko ločiš samo z navedenimi reagenti? S pomočjo njihovih značilnih lastnosti zaznajte vsako od petih snovi (navedite jih); podajte načrt za analizo. Napišite diagrame potrebnih reakcij.

14. Šest neimenovanih steklenic vsebuje glicerin, vodno raztopino glukoze, butiraldehid (butanal), 1-heksen, vodno raztopino natrijevega acetata in 1,2-dikloroetan. S samo brezvodnim natrijevim hidroksidom in bakrovim sulfatom kot dodatnima kemikalijama določite, kaj je v vsaki steklenici.

1. Za določitev vode in žveplove kisline lahko uporabite razlike v fizikalnih lastnostih: vrelišču in ledišču, gostoti, električni prevodnosti, lomnem količniku itd. Največja razlika bo v električni prevodnosti.

2. Praškom v epruvetah dodajte klorovodikovo kislino. Srebro ne bo reagiralo. Ko se železo raztopi, se sprosti plin: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Železov (III) oksid in bakrov (II) oksid se raztopita brez sproščanja plina in tvorita rumeno-rjave in modro-zelene raztopine: Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O; CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O.

3. CuO in C sta črna, NaCl in BaBr 2 pa bela. Edini reagent je lahko na primer razredčena žveplova kislina H 2 SO 4:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (modra raztopina); BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (bela oborina).
Razredčena žveplova kislina ne reagira s sajami in NaCl.

4 . V vodo dajte majhno količino vsake snovi:

CuSO 4 +5H 2 O = CuSO 4 5H 2 O	(nastane modra raztopina in kristali);
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S	(nastane oborina in sprošča se plin z neprijetnim vonjem);
AlCl 3 + 6H 2 O = A1C1 3 6H 2 O + Q AlCl 3 + H 2 O AlOHCl 2 + HCl AlOHC1 2 + H 2 0 = Al (OH) 2 Cl + HCl A1(OH) 2 C1 + H 2 O = A1(OH) 2 + HCl	(pride do burne reakcije, nastanejo oborine bazičnih soli in aluminijevega hidroksida);
P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3 HPO 3 +H 2 O = H 3 PO 4	(burna reakcija s sproščanjem velika količina segrevanja nastane bistra raztopina).

Dve snovi - natrijev klorid in amonijev klorid - se raztopita, ne da bi reagirali z vodo; ločimo jih s segrevanjem suhih soli (amonijev klorid sublimira brez ostanka): NH 4 Cl NH 3 + HCl; ali po barvi plamena z raztopinami teh soli (natrijeve spojine obarvajo plamen rumeno).

5. Naredimo tabelo parnih interakcij navedenih reagentov

Snovi	1.NaOH	2 HCl	3. K 2 CO 3	4. Al 2 (SO 4) 3	Skupni rezultat opazovanja
1, NaOH		-	-	Al(OH)3	1 usedlina
2. NS1	_		CO2	__	1 plin
3. K 2 CO 3	-	CO2		Al(OH)3 CO2	1 usedlina in 2 plina
4. Al 2 (S0 4) 3	A1(OH) 3	-	A1(OH) 3 CO2		2 sedimenta in 1 plin
NaOH + HCl = NaCl + H2O
K 2 CO 3 + 2HC1 = 2KS1 + H 2 O + CO 2

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

Na podlagi predstavljene tabele lahko vse snovi določimo glede na število padavin in nastajanje plina.

6. Vse raztopine zmešamo v parih, ki dajeta malinasto barvo, in raztopino maline dodamo v dve preostali epruveti. Kjer barva izgine, je žveplova kislina, v drugem pa natrijev sulfat. Treba je še razlikovati med NaOH in fenolftaleinom (epruveti 1 in 2).
A. Iz epruvete 1 dodajte kapljico raztopine veliki količini raztopine 2.
B. Iz epruvete 2 dodamo kapljico raztopine veliki količini raztopine 1. V obeh primerih je barva škrlatna.
Raztopini A in B dodajte 2 kapljici raztopine žveplove kisline. Kjer barva izgine, je bila kapljica NaOH. (Če barva izgine v raztopini A, potem NaOH - v epruveti 1).

Snovi	Fe	Zn	CaCO 3	K 2 CO 3	Na2SO4	NaCl	NaNO3
Ba(OH) 2				usedlina	usedlina	rešitev	rešitev
NaOH		možno razvijanje vodika		rešitev	rešitev	rešitev	rešitev
V primeru dveh soli v Ba(OH) 2 in v primeru štirih soli v NaOH ni oborine.	temni prahovi (alkalno topni - Zn, alkalno netopni - Fe)		CaCO 3 daje oborino z obema alkalijama	dati eno oborino, razlikujejo se po barvi plamena: K + - vijolična, Na + - rumena		ni padavin; pri segrevanju se razlikujejo po obnašanju (NaNO 3 se tali in nato razpade, da se sprosti O 2, nato NO 2

8 . Burno reagirajo z vodo: P 2 O 5 in CaO s tvorbo H 3 PO 4 oziroma Ca (OH) 2:

P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4, CaO + H 2 O = Ca(OH) 2.
Snovi (3) in (4) - Pb(NO 3) 2 in CaCl 2 - se raztopita v vodi. Rešitve lahko med seboj reagirajo na naslednji način:

Snovi	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

Tako raztopina 1 (H 3 PO 4) pri interakciji tvori oborine z vsemi drugimi raztopinami. Raztopina 3 - Pb(NO 3) 2 prav tako tvori oborine z vsemi drugimi raztopinami. Snovi: I -P 2 O 5, II -CaO, III -Pb(NO 3) 2, IV-CaCl 2.
Na splošno bo pojav večine padavin odvisen od vrstnega reda odvajanja raztopin in presežka ene od njih (v velikem presežku H 3 PO 4 sta topna svinčev in kalcijev fosfat).

9. Težava ima več rešitev, od katerih sta dve podani spodaj.
A. V vse epruvete dodajte raztopino bakrovega sulfata:
2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 (modra oborina);
Na 2 S + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + CuS (črna oborina);
NaCl + CuSO 4 (brez sprememb v razredčeni raztopini);
4NaI+2CuSO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2CuI+I 2 (rjava oborina);
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4 (modra raztopina ali modra oborina, topna v presežku raztopine amoniaka).

b. Dodajte raztopino srebrovega nitrata v vse epruvete:
2NaOH + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + H 2 O + Ag 2 O (rjava oborina);
Na 2 S + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Ag 2 S (črna oborina);
NaCl + AgNO 3 = NaNO 3 + AgCl (bela oborina);
NaI + AgNO 3 = NaNO 3 + AgI (rumena oborina);
2NH 3 + 2AgNO 3 + H 2 O = 2NH 4 NO 3 + Ag 2 O (rjava oborina).
Ag 2 O se raztopi v odvečni raztopini amoniaka: Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.

10 . Za prepoznavanje teh snovi morajo vse raztopine reagirati med seboj:

Snovi	1. NaCl	2.NH4C1	3. Ba(OH),	4. NaOH	Splošni rezultat opazovanja
1. NaCl		___	_	_	interakcije niso opazili
2.NH4Cl	_	X	NH 3	NH 3	v dveh primerih se sprošča plin
3. Ba(OH) 2	-	NH 3	X	-
4. NaOH	-	NH 3	-	X	v enem primeru se sprošča plin

NaOH in Ba(OH) 2 ločimo po različnih barvah plamena (Na+ je rumen, Ba 2+ pa zelen).

11. Določite kislost raztopin z indikatorskim papirjem:
1) kislo okolje -HCl, NH 4 C1, Pb(NO 3) 2;
2) nevtralni medij - Na 2 SO 4, BaCl 2, AgNO 3;
3) alkalno okolje - Na 2 CO 3, NaOH. Naredimo mizo.

Problem 9-1.

Na tehtnici uravnotežimo dve bučki, v kateri nalijemo 100 ml enake raztopine žveplove kisline. V eno od bučk smo nakapali 1 g aluminija, ki se je popolnoma raztopil. Kolikšno maso magnezijevega karbonata moramo dodati v drugo bučko, da se vzpostavi porušeno ravnotežje?
Kolikšna mora biti minimalna molska koncentracija kisline v uporabljeni raztopini, da bo ta sklep nedvoumen? (10 točk).

Problem 9-2.

Najstarejši beli pigment, ki je prišel do nas v delih štafelajnega slikarstva, je formalno sestavljen iz dveh povezanih spojin iste dvovalentne kovine; molsko razmerje spojin v pigmentu je 1:2. Obe spojini se raztopita v dušikovi kislini, ena od njiju pa ne sprošča plina.

Ko raztopimo 15,5 g pigmenta v dušikovi kislini, se sprosti 896 ml plina (n.s.) z gostoto vodika 22. Če nastalo raztopino obdelamo s presežkom raztopine natrijevega sulfata, lahko dobimo 18,18 g usedline. Nastavite sestavo pigmenta. (10 točk)

Problem 9-3.

Klorofil je pomemben pigment, ki zagotavlja zeleno barvo rastlinskih listov in proces fotosinteze. Pri zgorevanju 89,2 mg klorofila v presežku kisika nastanejo naslednje štiri snovi: 242 mg plina, ki gazira pijače, 64,8 mg tekočine, ki je osnova teh pijač, 5,6 mg plina, ki ga je največ v zemeljske atmosfere in 4,00 mg belega prahu, ki je kovinski oksid, v katerem je število protonov v jedru atoma 6-krat večje od števila elektronov v zunanji plasti elektronske ovojnice.

vprašanja:
a) Katere snovi so nastale pri gorenju klorofila?
b) Kateri kemični elementi so vključeni v njegovo molekulo? Poiščite njihove mase
c) Izračunajte formulo klorofila ob upoštevanju, da njegova molekula vsebuje en kovinski atom.
d) Zapišite enačbo za reakcijo zgorevanja klorofila.
e) Ali klorofil vsebuje klor? Kaj imajo skupnega?

(10 točk)

Problem 9-4.

Dobili ste mešanico naslednjih suhih soli: amonijev sulfat, bakrov sulfat, cinkov sulfat in barijev sulfat. Poleg tega so vam na voljo voda, razredčene raztopine jedkega kalija in žveplove kisline ter potrebna laboratorijska oprema.

Napišite opis dela pri ločevanju zmesi in pridobivanju prvotnih soli v čisti obliki.

Napišite enačbe za reakcije, ki jih boste v tem primeru izvedli.

(10 točk)

Naredite seznam minimalne potrebne opreme.

V štirih epruvetah so prozorne raztopine štirih snovi s koncentracijo 0,1 mol/L. Znano je, da lahko v teh raztopinah najdemo vodikove, cinkove, barijeve in natrijeve katione ter kloridne, sulfatne in karbonatne anione. Znano je tudi, da je kloridni ion prisoten le v eni raztopini.

1) Katere snovi so lahko v vsaki epruveti? Je predlagana možnost edina? Pojasnite svojo izbiro.

2) Opišite zaporedje dejanj, ki vam omogočajo, da ugotovite, katera snov je v vsaki epruveti, ne da bi se zatekli k pomoči drugih reagentov.

3) Napišite enačbe reakcij, ki jih predlagate, v molekularni in ionski obliki ter navedite znake njihovega poteka.

(10 točk)

Skupaj 50 točk.

Vodikovi halogenidi in halogenovodikove kisline. Vsi vodikovi halogenidi (njihovo splošno formulo lahko zapišemo kot NG) so brezbarvni plini z ostrim vonjem in strupeni. Zelo dobro se topijo v vodi in kadijo v vlažnem zraku, saj privlačijo vodno paro v zraku in tvorijo meglen oblak.

Slika 93 ponazarja poskus, ki nazorno kaže dobro topnost vodikovega klorida v vodi (pri normalnih pogojih je v enem volumnu vode raztopljenih okoli 500 njegovih volumnov).

riž. 93.
Raztapljanje vodikovega klorida v vodi:
a - na začetku poskusa; b - nekaj časa po tem, ko se pojavi

Raztopine vodikovih halogenidov v vodi so kisline, to so HF - fluorovodikova ali fluorovodikova kislina, HCl - klorovodikova ali klorovodikova kislina, HBr - bromovodikova kislina, HI - jodovodikova kislina. Njihova sposobnost elektrolitske disociacije s tvorbo vodikovih kationov se poveča od HF do HI.

Najmočnejša med halovodikovimi kislinami je jodovodikova kislina, najšibkejša pa fluorovodikova kislina. Velika kemična moč H-F povezave(zato fluorovodikova kislina v vodi šibko disociira) je posledica majhne velikosti atoma F in s tem majhne razdalje med jedri atomov vodika in fluora. Ko se atomski polmer poveča od F do I, se poveča tudi razdalja N-G, moč molekul se zmanjša in s tem se poveča sposobnost elektrolitske disociacije.

Tehnično najpomembnejši sta vodikov klorid in klorovodikova kislina. V industriji se vodikov klorid proizvaja s sintezo iz vodika in klora:

H 2 + Cl 2 = 2HCl.

V laboratorijskih pogojih se za proizvodnjo vodikovega klorida uporablja reakcija, ki se izvaja s segrevanjem (slika 94):

riž. 94.
Pridobivanje vodikovega klorida

Hlapnost HCl olajša nepopravljiv pojav te reakcije.

Klorovodikova kislina je brezbarvna tekočina, ki na zraku hlapi in je nekoliko težja od vode. To je tipična kislina, ki reagira s kovinami, kovinskimi oksidi in hidroksidi ter solmi (podajte enačbe za ustrezne reakcije in jih okarakterizirajte v luči teorije elektrolitske disociacije in procesov oksidacije in redukcije, kjer se to zgodi).

Klorovodikova kislina se pogosto uporablja v industriji (slika 95).

riž. 95.
Uporaba klorovodikove kisline:
1 - čiščenje površine kovin; 2 - spajkanje; 3 - pridobivanje soli; 4 - proizvodnja plastike in drugih sintetičnih materialov; 5 - prejemanje zdravil; 6 - proizvodnja barve

Soli halogenvodikovih kislin. Halovodikove kisline tvorijo soli: fluoride, kloride, bromide in jodide. Kloridi, bromidi in jodidi mnogih kovin so dobro topni v vodi.

Za določitev kloridnih, bromidnih in jodidnih ionov v raztopini in njihovo razlikovanje uporabite reakcijo s srebrovim nitratom AgNO 3 (slika 96). Kot rezultat reakcije kloridov (in same klorovodikove kisline) s tem reagentom se izloči bela sirasta oborina srebrovega klorida AgCl. Skrajšana ionska enačba te reakcije je zapisana takole:

Ag + + Cl - = AgCl↓.

riž. 96.
Kvalitativne reakcije na halogenidne ione (Cl -, Br -, I -)

Pri reakcijah z bromovodikovo kislino in njenimi solmi ter z jodovodikovo kislino in njenimi solmi nastajajo tudi oborine, vendar le rumene barve, ki se razlikujejo po odtenkih:

Laboratorijski poskus št. 26
Kvalitativna reakcija na halogenidne ione

Toda za prepoznavanje fluorovodikove kisline in njenih soli (fluoridov) je srebrov nitrat neprimeren kot reagent, saj je nastali srebrov fluorid AgF topen v vodi. Za dokaz prisotnosti F - fluoridnih ionov v raztopini lahko uporabite reakcijo s kalcijevimi ioni Ca 2+, saj se kalcijev fluorid CaF 2 obori (slika 97).

riž. 97.
Kvalitativna reakcija na fluoridni ion F -

Fluorovodikova kislina je dobila ime zaradi svoje edinstvene lastnosti: pri interakciji s silicijevim (IV) oksidom, ki je del stekla, se zdi, da se tali:

SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O.

Ta reakcija se uporablja za izdelavo napisov in motivov na steklu. Na steklo nanesemo tanko plast parafina, vanj vrišemo motiv, nato pa izdelek potopimo v raztopino fluorovodikove kisline. Tako je na primer litovski umetnik M. Ciurlionis ustvaril približno 30 umetnin (slika 98).

riž. 98.
Reprodukcije slik M. K. Ciurlionisa (1875-1911) iz cikla "Zima". 1907

Halogeni v naravi. Halogeni so v naravi le v vezanem stanju. Med njimi sta najpogostejša klor (0,19 % teže zemeljske skorje) in fluor (0,03 %).

Najpomembnejša naravna spojina klora je halit NaCl (slika 99), ki ste ga podrobneje spoznali lani. Halit se pridobiva z rudarskimi nahajališči kamene soli - trdnega natrijevega klorida.

riž. 99.
Kamena sol

Poleg halita najdemo naravni kalijev klorid KCl. To sta minerala silvit (slika 100) in silvinit (mešanica KCl in NaCl, katere sestavo odraža formula KCl NaCl).

riž. 100.
Silvin

Naravni mineral fluora je fluorit ali fluorit CaF 2 (slika 101).

riž. 101.
fluorit

Brom in jod sta elementa v sledovih in ne tvorita lastnih mineralov. Ti elementi so koncentrirani v vodah oceanov in morij, v vodah vrtin, pa tudi v algah (slika 102).

riž. 102.
Morske alge Kelp so bogate z jodom

Nove besede in pojmi

1. Vodikovi halogenidi.
2. Halovodikove kisline: fluorovodikova ali fluorovodikova, klorovodikova ali klorovodikova, bromovodikova, jodovodikova.
3. Halidi: fluoridi, kloridi, bromidi, jodidi. Kvalitativne reakcije na halogenidne ione.
4. Naravne halogenske spojine: halit, silvin, silvinit, fluorit.

Naloge za samostojno delo