Даны соли карбонат натрия нитрат меди 2 сульфат калия


Задачи на атомистику | CHEMEGE.RU

Задачи на атомистику — это задачи на соотношения частиц (атомов, молекул, ионов и т.д.)  в  гомогенных и гетерогенных системах (растворах, твердых и газообразных смесях). Это могут быть массовые соотношения (например, массовая доля элемента в смеси), мольные соотношения (например, соотношение числа атомов водорода и кислорода или мольная доля), объемные соотношения (объемная доля и др.).

Похоже, эти задачи станут дебютантами на ЕГЭ по химии-2020.

Ниже я выкладываю задачи на атомистику из реального ЕГЭ по химии 16 июля 2020 года.

 

Для решения задач на атомистику используются довольно простые идеи. Во-первых, понятие массовой доли. Во-вторых, умение выражать число атомов через число молекул или других структурных единиц.

Например, в молекуле триоксида серы SO3 на 1 молекулу приходится один атом серы и три атома кислорода:

1 молекула SO3 — 1 атом серы, 3 атома кислорода

Несложно пропорцией определить, что на две молекулы триоксида серы будет приходиться два атома серы и шесть атомов кислорода:

2 молекулы SO3 — 2 атома S, 6 атомов О

На 20 молекул триоксида:

20 молекул SO3 — 20 атомов S, 60 атомов О

А вот сколько атомов приходится на х молекуле триоксида? Это также легко определить через пропорцию:

х молекул SO3 — х атомов S, 3х атомов О

Иначе говоря, количество атомов кислорода в молекуле SO3 в три раза больше, чем количество молекул. А количество атомов серы равно количеству молекул триоксида серы. Это простая, но не всегда очевидная идея. То есть индексы в формуле вещества показывают не только, как соотносится количество атомов между собой, но и какое число атомов приходится на 1 молекулу или другую структурную единицу вещества.

Если так соотносится число атомов и молекул, то также будет соотноситься и количество вещества атомов и молекул, выраженное в молях. Потому что 1 моль — это не что иное, как порция, состоящая из одинакового числа данных частиц.

То есть на х моль триоксида серы приходится:

х моль SO3 — х моль атомов S, 3х моль атомов О

 

 Представьте себе, что атомы — это элементы изделия, а молекула состоит из некоторого числа таких деталей. Таким образом, число деталей разного типа всегда больше или равно числа изделий. Получается, в молекуле число атомов всегда больше или равно, чем количество молекул.

И наоборот, число молекуле триоксида серы в 3 раза меньше, чем число атомов кислорода в составе SO3. И число молекул равно количеству атомов серы. 

Например, на х моль атомов серы приходится х моль молекул SO3.

 

Еще одно понятие, которое пригодится при решении задач на атомистику — молярное соотношение веществ.

Молярное соотношение — это отношение количества одного вещества к количеству другого вещества.

Например, молярное соотношение хлорида натрия и воды в растворе составляет 1 к 20, или 0,05:

n(NaCl)/ n(H2O) = 1/20 = 0,5

Молярное соотношение можно задавать отдельным числом, а можно соотношением:

n(NaCl) : n(H2O) = 1:20 

А вот выражать молярное соотношение через проценты нельзя. Это безразмерная величина. 

 

Научиться решать задачи на атомистику не очень сложно. В ЕГЭ по химии атомистика станет, скорее всего, лишь частью более сложной комплексной задачи 34. Но я бы рекомендовал не пытаться сразу решать задачи на атомистику уровня ЕГЭ по химии. Занимаясь в спортзале, вы же не пытаетесь на первой тренировке поднять сразу тяжелую штангу. Точнее, попытаться вы можете, но последствия будут плачевными.

Для начала сделайте разминку возьмите простые задачи, чтобы освоить основные приемы и понять логику решения таких заданий. А после легких задач можно постепенно перейти к более сложным. Именно в таком порядке и расположены задачи в данной подборке «Атомистика», которые позволяют понять, как именно удобно работать с такими заданиями. 

 

Публикую подборку задач, в которых используются идеи атомистики. Все задачи взяты из сборника С.А. Пузакова, В.А. Попкова «Пособие по химии. Вопросы. Упражнения. Задачи». В скобках я привожу нумерацию этих задач в задачнике.

 

1. (66) В смеси оксида меди (I) и оксида меди (II) на 4 атома меди приходится 3 атома кислорода. Вычислите массовые доли ве­ществ в такой смеси.

 

 

 

Пусть n (количество вещества) (Cu2O) = х моль, n(CuO) = y моль, тогда:

количество вещества атомов меди в первом оксиде n1(Cu) = 2х моль, во втором оксиде: n2(Cu) = у моль

количество вещества атомов кислорода в первом оксиде n1(О) = х моль, во втором оксиде: n2(О) = у моль

общее количество вещества атомов меди: n(Cu) = (2x + y) моль, атомов кислорода: n(O) = (x + y) моль.

По условию задачи их отношение равно как 4 : 3, т. е. (2x + y) / (x + y) = 4 / 3.

Преобразуем приведённое выше равенство, получаем y = 2x.

Выразим через х массы соединений:

m(Cu2O) = n(Cu2O) * M(Cu2O) = (144x) г;

m(CuO) = n(CuO) * M(CuO) = 80 * у = 80 * 2x = (160x) г

Масса смеси двух оксидов будет равна:

m(смеси) = (144x + 160x) г = (304x) г

Теперь рассчитываем массовую долю оксидов в смеси:

ω(Cu2O) = m(Cu2O) / m(смеси) = 144x / 304x = 0.4737 (47.37%)

ω(CuO) = m(CuO) / m(смеси) = 160x / 304x = 0.5263 (52.63%)

Ответ: ω(CuO) = 52,6%, ω(Cu2O) = 47,4%

 

 

2. (67) В смеси двух хлоридов железа на 5 атомов железа приходится 13 атомов хлора. Вычислите массовые доли веществ в та­кой смеси.

 

 

 

Железо образует два устойчивых хлорида: FeCl2 и FeCl3.

Пусть n(FeCl2) = х моль, n(FeCl3) = y моль, тогда:

количество вещества атомов железа в первом хлориде n1(Fe) = х моль, во втором хлориде: n2(Fe) = у моль,

количество вещества атомов хлора в первом хлориде n1(Cl) = 2х моль, во втором хлориде: n2(Сl) = 3у моль,

общее количество вещества атомов железа: n(Fe) = (x + y) моль, атомов хлора: n(Cl) = (2x + 3y) моль.

По условию задачи их отношение равно как 5 : 13, т. е. (x + y) / (2x + 3y) = 5 / 13.

Преобразуя приведённое выше равенство, получаем y = 1,5x.

Выразим через х массы соединений:

m(FeCl2) = n(FeCl2) * M(FeCl2) = (127x) г;

m(FeCl3) = n(FeCl3) * M(FeCl3) = 162,5 * у = 162,5 * 1,5x = (243,75x) г

Масса смеси двух хлоридов будет равна:

m(смеси) = (127x + 243,75x) г = (370,75x) г

Теперь рассчитываем массовую долю хлоридов в смеси:

ω(FeCl2) = m(FeCl2) / m(смеси) = 127x / 370,75x = 0,343 (34,3%)

ω(FeCl3) = m(FeCl3) / m(смеси) = 243,75x / 370,75x = 0,657 (65,7%)

Ответ: ω(FeCl2) = 34,3%, ω(FeCl3) = 65,7%

 

3. (70) В каком молярном соотношении были смешаны карбид кальция и карбонат кальция, если массовая доля углерода в полученной смеси равна 25%?

 

 

 

Формулы карбида и карбоната кальция: CaC2 и CaCO3.

Пусть n(CaC2) = х моль, n(CaCO3) = y моль, тогда:

количество вещества атомов углерода в карбиде кальция  n1(С) = 2х моль, в карбонате: n2(С) = у моль,

общее количество вещества атомов углерода: n(С) = (2x + y) моль.

масса атомов углерода: m(С) = 12(2x + y) г.

Выразим через х массы соединений:

m(CaC2) = n(CaC2) * M(CaC2) = (64x) г;

m(CaCO3) = n(CaCO3) * M(CaCO3) = 100у  г

Масса смеси двух веществ будет равна:

m(смеси)= (64x + 100у) г 

Теперь записываем выражение для массовой доли атомов углерода в смеси:

ω(C) = m(C) / m(смеси)

0,25 = 12(2x + y) / (64x + 100у)

Преобразуем выражение, выражаем х через у:

х = 1,625у

Это и есть искомое молярное соотношение карбида кальция и карбоната кальция:

n(CaC2)/ n(CaCO3) = х/у = 1,625

Ответ:  n(CaC2)/ n(CaCO3) = 1,625

 

4. (71) В каком молярном соотношении были смешаны гидросульфит натрия и гидросульфид натрия, если массовая доля серы в полученной смеси равна 45%?

 

 

 

Ответ:  n(NaHS)/ n(NaHSO3) = 2,18

 

5. (72) Какую массу сульфата калия следует добавить к 5,5г сульфида калия, чтобы в полученной смеси массовая доля серы стала равной 20%?

 

 

 

Ответ:  31,3 г

 

6. (73) В смеси нитрата аммония и нитрата свинца (II) массовая доля азота равна 25%. Вычислите массовую долю свинца в этой смеси.

 

 

 

Ответ:  23,6%

 

7. (74) В смеси нитрата аммония и нитрата бария массовая доля азота равна 30%. Вычислите массовую долю нитрат-ионов в смеси.

 

 

 

Ответ:  71,3%

 

 

8. (75) В смеси двух оксидов углерода на 5 атомов углерода приходится 7 атомов кислорода. Вычислите объемную долю более тяжелого оксида в этой смеси

 

 

Ответ: φ(СO2) = 40%

 

9. (619) Через 13,1 г смеси бромида калия и йодида калия, в которой массовая доля брома равна 24,5%, пропустили смесь хлора и брома, в результате чего получилась смесь двух солей, в которой массовая доля брома равна 57%. Вычислите массу смеси галогенов, вступившую в реакцию.

 

 

Масса брома в исходной смеси равна:

m(Br) = mсмеси·ω(Br) = 13,1·0,245 = 3,21 г

Количество вещества атомов брома:

n(Br) = m/M = 3,21 г/80 г/моль = 0,04 моль

Количество вещества бромида калия:

n(KBr) = n(Br) = 0,04 моль

Масса этого образца бромида калия:

m(KBr) = n·M = 0.04 моль·119 г/моль  = 4,77 г

Масса йодида калия:

m(KI) = m(смеси)m(KBr) =13,1 — 4,77 = 8,33 г

Количество вещества йодида калия:

n(KI) = m/M = 8,33 г/166 г/моль = 0,05 моль

По условию задачи, смесь йодида калия и бромида калия вступила в реакцию не полностью, но в конечной смеси осталось только две соли.  При этом йодид калия, скорее всего, вступил в реакцию полностью, так как иначе конечная смесь будет содержать более двух солей.

Предположим, что сначала прореагируют наиболее активные окислитель и восстановитель — йодид калия и хлор:

2KI + Cl2 = 2KCl + I2

Если весь йодид калия вступил в эту реакцию, то в конечной смеси присутствуют только исходный бромид калия и образовавшийся хлорид калия. Количество хлорида калия:

n(KCl) = n(KI) = 0,05 моль

m(KI) = n·M = 0,05 моль·166 г/моль = 8,3 г

Массовая доля брома в такой смеси:

ω(Br) = m(Br) / m(смеси) = 3,21 г / (8,3 г + 4,77) = 0,2469 или 24,69%, что не соответствует условию задачи.

 

Следовательно, йодид калия реагирует не только с хлором, но и с бромом:

2KI + Cl2 = 2KCl + I2

2KI + Br2 = 2KBr + I2

Пусть с хлором прореагировало х моль йодида калия, тогда с бромом  0,05-х моль

Тогда образуется х моль хлорида калия и 0,05-х моль бромида калия.

Масса образовавшегося хлорида калия:

m(KCl) = n·M = x моль·74,5 г/моль = 74,5x г

Бромида калия:

m2(KBr) = n·M = (0,05-х) моль·119 г/моль = (5,95 — 119x) г

Масса конечной смеси солей:

mсмеси = mисх(KBr) + m2(KBr) + m(KCl) = 4,77 г + (5,95 — 119x) г  + 74.5х = (10,72 — 44,5х) г

Количество атомов брома в конечной смеси:

n(Br) = 0,04 моль + (0,05 — х) моль = (0,09 — х) моль

Масса атомов брома:

m(Br) = n·M = (0,09 — х) моль·80 г/моль = (7,2 — 80х) г

Массовая доля брома в конечной смеси:

ω(Br) = (7,2 — 80х) / (10,72 — 44,5х) = 0,57

Решаем полученное уравнение, находим х:

х = 0,02 моль

Количество вещества и масса хлора, который вступил в первую реакцию:

n(Cl2) = 0,5х = 0,5·0,02 = 0,01 моль

m(Cl2) = n·M = 0,01·71 г/моль = 0,71 г

Количество вещества брома, который вступил во вторую реакцию:

n(Br2) = n·M = 0,5(0,05 — 0,02) моль = 0,015 моль

Масса брома:

m(Br2) = n·M =0,015 моль·160 г/моль = 2,4 г

Масса смеси галогенов, которые прореагировали с йодидом калия:

m(смеси) = m(Cl2) + m(Br2) = 0,71 г + 2,4 г = 3,11 г

 

Ответ:  3,11 г

 

10. (620) Через смесь натрия и бромида калия, в которой массовая доля брома равна 60%, пропустили хлор, в результате чего масса брома в смеси солей оказалась в 2 раза меньше, чем в исходной смеси. Вычислите массовую долю брома в полученной смеси солей.

 

 

Примем массу исходной смеси за 100 г, тогда масса брома в исходной смеси равна:

m(Br) = mсмеси·ω(Br) = 100·0,6 = 60 г

Количество вещества атомов брома:

n(Br) = m/M = 60 г/80 г/моль = 0,75 моль

Количество вещества бромида калия:

n(KBr) = n(Br) = 0,75 моль

Масса этого образца бромида калия:

m(KBr) = n·M = 0,75 моль·119 г/моль  = 89,25 г

Масса натрия:

m(Na) = m(смеси)m(KBr) =100 — 89,25 = 10,75 г

Количество вещества натрия:

n(Na) = m/M = 10,75 г/23 г/моль = 0,467 моль

Поскольку масса брома в смеси уменьшилась в два раза, в реакцию вступила половина исходного бромида калия, то есть 0,375 моль KBr. При этом натрий прореагировал полностью, так как, по условию, образовалась смесь солей:

2Na + Cl2 = 2NaCl

2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2

В первой реакции образовался хлорид натрия:

n(NaCl) = n(Na) = 0,467 моль

m(NaCl) = n·M = 0,467 моль ·58,5 г/моль = 27,32 г

Во второй образовался хлорид калия:

n(KCl) = 0,5·n(KBr) = 0,375 моль

m(KCl) = n·M = 0,375 моль ·74,5 г/моль = 27,94 г

И остался бромид калия:

mост(KBr) = n·M = 0,375 моль ·74,5 г/моль = 44,625 г

В конечной смеси масса брома равна:

mост(Br) = n·M = 0,375 моль ·80 г/моль = 30 г

Масса конечной смеси:

mсм = mост(KBr) + m(KCl)  + m(NaCl) = 44,625 г + 27,94 г + 27,32 г = 99,89 г

Массовая доля брома в конечной смеси солей:

ω(Br) = mост(Br)=/mсм = 30 г/99,89 г = 0,30 или 30%

Ответ: ω(Br) = 30%

 

11. (621) К смеси калия и иодида натрия, в которой массовая доля калия равна 40%, добавили бром, в результате чего масса йода в полученной смеси солей уменьшилась в 5 раз по сравнению с исходной. Вычислите массовую долю йода в полученной смеси солей.

 

 

 

Ответ: 6,08%

 

12. (827) Аммиак, образовавшийся при гидролизе смеси нитрида кальция и нитрида лития, в которой массовая доля азота рав­нялась 30%, пропустили через 80 мл бромоводородной кисло­ты. В результате реакции молярная концентрация кислоты уменьшилась с 2,8 до 1,2 моль/л (изменением объема раствора за счет поглощения газа пренебречь). Вычислите массу исходного образца смеси нитридов.

 

 

 

Ответ: 5,97 г.

 

13. (828) К 1,59%-му раствору карбоната натрия добавили по каплям 40 г 3,78%-го раствора азотной кислоты; в результате в образовавшемся растворе число атомов азота оказалось в 2 ра­за больше числа атомов углерода. Вычислите массовые доли веществ в получившемся растворе.

 

 

Ответ: 1,28% NaNO3, 0,631 NaHCO3.

 

14. (855)Через 15 г 9,45%-го раствора азотной кислоты пропу­стили аммиак; в результате в образовавшемся растворе массовая доля азота оказалась равной 3,5%. Вычислите массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

 

 

Ответ: 2,82% HNO3, 8,21% NH4NO3.

 

15. (951) К смеси фосфата натрия, дигидрофосфата натрия и гид­рофосфата натрия общей массой 15 г (молярное соотношение солей в порядке перечисления 3:2:1) добавили 100 г 4%-го раствора гидроксида натрия. Установите количественный состав раствора (в массовых долях).

 

 

 

Ответ: w(Na3PO4) = 14,7%, w(NaOH) = 34,3%.

 

16. (952) К 2 г смеси гидрофосфата калия и дигидрофосфата калия, в которой массовая доля фосфора равна 20%, добавили 20 г 2%-го раствора фосфорной кислоты. Вычислите массовые доли всех веществ в получившемся растворе.

 

Ответ: w(KH2PO4) = 9,05%, w(K2HPO4) = 1,87%.

 

17. (992) В смеси карбида алюминия и карбида кальция число атомов алюминия равно числу атомов кальция. При гидролизе этой смеси выделяется 1,12 л (н.у.) смеси газов. Вычислите массу исходной смеси карбидов.

 

 

Ответ: 2,86 г

 

18. (1007) Смесь карбоната стронция и гидрокарбоната аммония общей массой 12 г, в которой масса атомов углерода в 12 раз больше массы атомов водорода, добавили к избытку 10%-го раствора серной кислоты. Вычислите массу выпавшего осадка и объем выделившегося газа (н.у.)

 

 

 

Ответ: 2 л, 13,2 г

 

19. (1009) Какой объем газа (н.у.) выделится при добавлении к 20 г 20%-го раствора серной кислоты 20 г смеси карбоната калия и гидрокарбоната натрия с одинаковым числом атомов калия и водорода?

 

 

Ответ: 0,914 л.

 

20. (1021) В смеси сульфита кальция и гидрокарбоната кальция число атомов кальция в 6 раз больше числа атомов серы. Вычис­лите плотность по воздуху газовой смеси, образующейся при обработке этой смеси избытком разбавленного раствора серной кислоты.

 

 

 

Ответ: 1,58

 

21. (1059) Массовая доля калия в растворе, содержащем силикат калия и сульфат калия, равна 0,909%, а масса серы равна массе кремния. К этому раствору добавили в 4 раза меньшую массу соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 1,46%. Вычис­лите, во сколько раз масса серы оказалась больше массы кремния в образовавшемся растворе.

 

22. (1162) Смесь натрия с другим щелочным металлом поместили в воду. По окончании реакции воду полностью испарили. Мас­совая доля кислорода в полученной смеси веществ оказалась равной 50%. Вычислите массовые доли веществ в полученной смеси.

 

 

 

 

Ответ: w(NaOH) =62,5%, w(LiOH) = 37,5%

 

23. (1215) В смеси оксида ванадия (V) и оксида ванадия (III) массовая доля кислорода равна 40%. Какое количество вещества алюминия понадобится для полного восстановления ванадия из 100 г этой смеси?

 

 

 

Ответ: 1,67 моль

 

Задача на атомистику, которую составители ЕГЭ по химии рекомендовали к прорешиванию:

24. Некоторое количество смеси гидрата дигидрофосфата калия и дигидрата гидрофосфата калия с равными массовыми долями веществ растворили в воде, которую взяли в 10 раз больше по массе, чем смеси. Сколько атомов кислорода приходится на один атом фосфора в полученном растворе?  (104)

 

 

Гидрат дигидрофосфата калия: KH2PO4·H2O

Дигидрат гидрофосфата калия: K2HPO4·2H2O

Пусть количество вещества гидрата дигидрофосфата калия равно х моль, а дигидрата гидрофосфата — у моль.

Масса кристаллогидратов:

m(KH2PO4·H2O) = n·M = 154x г

m(K2HPO4·2H2O) = n·M = 210у г

Поскольку массовые доли кристаллогидратов в исходной смеси равны, массы кристаллогидратов также равны:

m(KH2PO4·H2O) = m(K2HPO4·2H2O)

154х = 210у

Отсюда: х = 1,364у

Масса исходной смеси:

mсм = m(KH2PO4·H2O) + m(K2HPO4·2H2O) = 154x + 210у = 154·1,364у + 210у = 420,056·y г

Количество чистых солей в составе кристаллогидратов:

n(KH2PO4·H2O) = n(KH2PO4) = x моль = 1,36·у моль

n(K2HPO4·2H2O) = n(K2HPO4) = у моль 

 

 

Масса добавленной воды отличается в 10 раз от массы смеси солей:

m(H2O) = 10mсм = 10·420,056·у = 4200,56у г

Количество вещества добавленной воды:

n(H2O) = 4200,56·у/18 = 233,36·у моль

 

Определим количество атомов кислорода и фосфора:

в гидрате дигидрофосфата калия KH2PO4·H2O: n1(O) = 5x = 6,82·у моль      n(Р) = 1,364·у моль

в дигидрате гидрофосфата калия K2HPO4·2H2O:

n2(O) = 6·у моль = 6·у моль  

n(Р) = у моль = у моль

в добавленной воде: n3(O) = 233,36у моль

Общее количество атомов кислорода: n(O) = 233,36у + 6,82у + 6у =  246,18 моль

Атомов фосфора: n(Р) = у + 1,364у = 2,363у моль

Отношение числа атомов кислорода к числу атомов фосфора равно:

246,18х/2,364х ≈ 104

Ответ: n(O)/n(Р) = 104

 

24. Некоторое количество смеси гидрата дигидрофосфата калия и дигидрата гидрофосфата калия с равными массовыми долями веществ растворили в воде, которую взяли в 10 раз больше по массе, чем смеси. Сколько атомов кислорода приходится на один атом фосфора в полученном растворе?  (104)

 

 

Гидрат дигидрофосфата калия: KH2PO4·H2O

Дигидрат гидрофосфата калия: K2HPO4·2H2O

Пусть количество вещества гидрата дигидрофосфата калия равно х моль, а дигидрата гидрофосфата — у моль.

Масса кристаллогидратов:

m(KH2PO4·H2O) = n·M = 154x г

m(K2HPO4·2H2O) = n·M = 210у г

Поскольку массовые доли кристаллогидратов в исходной смеси равны, массы кристаллогидратов также равны:

m(KH2PO4·H2O) = m(K2HPO4·2H2O)

154х = 210у

Отсюда: х = 1,364у

Масса исходной смеси:

mсм = m(KH2PO4·H2O) + m(K2HPO4·2H2O) = 154x + 210у = 154·1,364у + 210у = 420,056·y г

Количество чистых солей в составе кристаллогидратов:

n(KH2PO4·H2O) = n(KH2PO4) = x моль = 1,36·у моль

n(K2HPO4·2H2O) = n(K2HPO4) = у моль 

 

 

Масса добавленной воды отличается в 10 раз от массы смеси солей:

m(H2O) = 10mсм = 10·420,056·у = 4200,56у г

Количество вещества добавленной воды:

n(H2O) = 4200,56·у/18 = 233,36·у моль

 

Определим количество атомов кислорода и фосфора:

в гидрате дигидрофосфата калия KH2PO4·H2O: n1(O) = 5x = 6,82·у моль      n(Р) = 1,364·у моль

в дигидрате гидрофосфата калия K2HPO4·2H2O:

n2(O) = 6·у моль = 6·у моль  

n(Р) = у моль = у моль

в добавленной воде: n3(O) = 233,36у моль

Общее количество атомов кислорода: n(O) = 233,36у + 6,82у + 6у =  246,18 моль

Атомов фосфора: n(Р) = у + 1,364у = 2,363у моль

Отношение числа атомов кислорода к числу атомов фосфора равно:

246,18х/2,364х ≈ 104

Ответ: n(O)/n(Р) = 104

 

1. В смеси оксида магния и фосфида магния массовая доля атомов магния равна 54,4%. Они полностью прореагировала с соляной кислотой массой 365 г 34-% раствора. К полученному раствору добавили раствор фторида калия массой 232 грамма 30-% раствора. Найти массовую долю хлорида калия в конечном растворе.

2. Взяли смесь оксида кальция и карбоната кальция. Массовая доля кальция в смеси 50%. Смесь растворили в 300 г раствора избытка соляной кислоты. Выделившийся газ полностью прореагировал с раствором гидроксида натрия массой 200г и массовой долей 8%. Вычислите массовую долю образовавшейся соли.

3. Взяли смесь Cu и CuO . Массовая доля меди в смеси 96%. Полученную смесь растворили в концентрированной серной кислоте массой 496 г, взятой в избытке. Полученный газ растворили в необходимом количестве раствора гидроксида натрия массой 200 г и массовой долей 10%. Найдите массовую долю соли в растворе после растворения.

4. Смесь из оксида и сульфида алюминия, где массовая доля алюминия 50%, залили 700 г, раствора соляной кислоты, взятой в избытке. Выделившийся газ полностью поглотили 240 г 20% раствора сульфата меди. Вычислите концентрацию соли после того, как залили соляную кислоту.

5. Смесь оксида кальция и карбоната кальция с массовой долей кальция 62,5% растворили в 300 г раствора соляной кислоты. Масса раствора стала 361,6 г. Выделившийся газ пропустили через 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе.

 

 

 

 

Пусть n(CaO) = х моль, n(CaCO3) = y моль, тогда:

количество вещества атомов кальция в оксида n1(Ca) = х моль, в карбонате: n2(Са) = у моль,

общее количество вещества атомов кальция: n(Са) = (x + y) моль.

Масса атомов кальция: m(Ca) =  n(Са)·M(Ca) = 40(x + y) г.

Масса оксида кальция: m(CaО) =  n(СаО)·M(CaО) = 56x г.

Масса карбоната кальция: m(CaCO3) =  n(CaCO3)·M(CaCO3) = 100у г.

Масса смеси: mсм = m(CaО) + m(CaCO3) = (56х + 100у) г

Получаем выражение:

40(x + y)/(56х + 100у) = 0,625

Преобразуя приведённое выше равенство, получаем х = 4,5у.

Далее протекают реакции:

CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Количество образовавшегося углекислого газа n(CO2) = y моль, масса m(CO2) = 44y г.

Запишем уравнение материального баланса для конечного раствора:

mр-ра = m(CaO) + m(CaCO3) + mр-ра(HCl) — m(CO2)

361,6 = 56х + 100у + 300 — 44у

или 

61,6 = 56х + 56у

Получаем систему:

х + у = 1,1

х = 4,5у

5,5у = 1,1

у = 0,2 моль, х = 0,9 моль.

Количество углекислого газа: n(CO2) = 0,2 моль, масса m(CO2) = 44·0,2 = 8,8 г.

При взаимодействии углекислого газа с гидроксидом натрия возможно образование средней или кислой соли:

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O   (1)

NaOH + CO2 = NaHCO3      (2)

Какие продукты образуются, определяется соотношением количества вещества реагентов.

Масса щелочи: m(NaOH) = mр-ра(NaOH) · ω(NaOH) = 80 · 0,1 = 8 г

Количество вещества: n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 8/40 = 0,2 моль

Соотношение количества вещества реагентов n(NaOH):n(CO2) = 0,2:0,2 = 1:1

Следовательно, протекает только вторая реакция с образованием кислой соли  — гидрокарбоната натрия.

n(NaHCO3) = n(CO2) = 0,2 моль

m(NaHCO3) = n(NaHCO3)·M(NaHCO3) = 0,2·84 = 16,8  г

Масса конечного раствора гидрокарбоната:

mр-ра = m(CO2) + mр-ра(NaOH) = 8,8 + 80 = 88,8 г

Массовая доля гидрокарбоната натрия в конечном растворе:

ω(NaHCO3) = m(NaHCO3)/mр-ра = 16,8/88,8 = 0,1892 или 18,92%

Ответ: ω(NaHCO3) = 18,92%

6. Смесь оксида и пероксида натрия, в которой соотношение атомов натрия к атомам кислорода равно 3:2, нагрели с избытком углекислого газа. Полученное вещество растворили в воде. В результате образовалось 600 г раствора. К полученному раствору добавили 229,6 г раствора хлорида железа(III).Найдите массовую долю оксида натрия в исходной смеси, если масса конечного раствора 795 г и массовая доля карбоната натрия в этом растворе 4%.

7. Смесь карбида алюминия и карбида кальция, в которой массовая доля углерода равна 30%, полностью растворили в 547.5 г соляной кислоте. При этом кислота прореагировала без остатка. К образовавшемуся раствору добавили 1260г 8% раствора гидрокарбоната натрия. Найдите массовую долю кислоты в растворе, в котором растворили исходную смесь.

8. В смесь железной окалины и оксида железа(III) добавили 500 г раствора конц. азотной кислоты, причём соотношение атомов железа к атомам кислорода в смеси равно 7:10. Чтобы полностью поглотить выделившийся газ использовали 20 г раствора NaOH с массовой долей 20%.. Найдите массу соли, образовавшейся при добавлении кислоты в смесь.

9. Дана смесь оксида и пероксида бария, в которой число атомов бария относится к числу атомов кислорода как 5:9. Добавили 490 г 20% холодной серной кислоты при этом смесь прореагировала полностью и раствор стал нейтральным. Определить массовую долю воды в полученном растворе.

10. Смесь из оксида лития и нитрида лития с массовой долей атомов лития 56%, смешали с 265 г раствора соляной кислоты с массовой долей 20%. (все вещества полностью прореагировали). После к образовавшемуся раствору добавили 410г 20%- ного фосфата натрия. Найдите массовую долю образовавшегося хлорида натрия.

11. Дан холодный раствор серной кислоты. К нему добавили пероксид бария, при этом вещества прореагировали полностью. В полученном растворе соотношение атомов водорода к кислороду составило 9 к 5. Затем к этому раствору добавили каталитическое количество оксида марганца (IV), в результате масса раствора уменьшилась на 6,4 г. Вычислите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

 

 

 

Холодный раствор серной кислоты реагирует с пероксидом бария без ОВР:

H2SO4 + BaO2 = BaSO4 + H2O2

При этом в растворе присутствует пероксид водорода, а сульфат бария выпадает в осадок.

Пусть  n(H2O2) = х моль, n(H2O) = y моль, тогда:

количество вещества атомов водорода в пероксиде n1(H) = 2х моль, в воде: n2(Н) = 2у моль,

количество вещества атомов кислорода в пероксиде n1(О) = 2х моль, в воде: n2(О) = у моль,

общее количество вещества атомов водорода: n(Н) = (2x + 2y) моль,

общее количество вещества атомов кислорода: n(О) = (2x + y) моль.

Получаем соотношение:

(2x + 2y)/(2x + y) = 9/5

Упрощаем его:

у = 8х

При добавлении каталитического количества оксида марганца (IV) пероксид водорода разлагается:

2H2O2 = 2H2O + O2 

Пусть весь пероксид водорода разложился, тогда изменение массы раствора равно массе выделившегося газа, то есть массе кислорода:

m(O2) = 6,4 г

n(O2) = m(O2)/M(O2) = 6,4 / 32 = 0,2 моль

Отсюда 

n(H2O2) = 2·n(O2) = 2·0,2 = 0,4 моль

х = 0,4 моль 

у = 3,2 моль

Отсюда количество вещества серной кислоты с исходном растворе:

n(H2SO4) = n(H2O2) = 0,4 моль

m(H2SO4) = n(H2SO4)·M(H2SO4) = 0,4·98 = 39,2 г

Количество и масса воды не изменялись:

m(H2O) = n(H2O)·M(H2O) = 3,2·18 = 57,6 г

Массовая доля серной кислоты в исходном растворе:

ω(H2SO4) = m(H2SO4)/(m(H2O)+ m(H2SO4)) = 39,2/(39,2 + 57,6) = 0,405 или 40,5%

Ответ: ω(H2SO4) = 40,5%

реакций осаждения | Реакции в водном растворе

Нитрат серебра (\ (\ text {AgNO} _ {3} \)) реагирует с хлоридом калия (\ (\ text {KCl} \)), и образуется белый осадок.

  1. Напишите сбалансированное уравнение протекающей реакции. Включите государственные символы.

  2. Как называется образующаяся нерастворимая соль?

  3. Какие из солей в этой реакции растворимы?

Решение пока недоступно

Хлорид бария реагирует с серной кислотой с образованием сульфата бария и соляной кислоты.

  1. Напишите сбалансированное уравнение протекающей реакции. Включите государственные символы.

  2. Образуется ли во время реакции осадок?

  3. Опишите тест, который можно использовать для проверки присутствия сульфата бария в продуктах.

Решение пока недоступно

Пробирка содержит прозрачный бесцветный раствор соли.К раствору добавляют несколько капель раствора нитрата серебра и образуется бледно-желтый осадок. Добавляли хлорную воду и четыреххлористый углерод, в результате чего получали раствор пурпурного цвета. Какая из следующих солей растворялась в исходном растворе? Напишите сбалансированное уравнение реакции, протекающей между солью и нитратом серебра.

  1. \ (\ text {NaI} \)

  2. \ (\ text {KCl} \)

  3. \ (\ text {K} _ {2} \ text {CO} _ {3} \)

  4. \ (\ text {Na} _ {2} \ text {SO} _ {4} \)

Решение пока недоступно

.

Карбонат натрия | 497-19-8

Карбонат натрия Химические свойства, применение, производство

Описание

Карбонат натрия, Na2CO3, представляет собой натриевую соль угольной кислоты. Чистый продукт на некоторое время выглядит как порошок без запаха с сильным щелочным вкусом. Обладает высокой гигроскопичностью. Его легко растворять в воде с образованием водного раствора с умеренной щелочностью.
Карбонат натрия находит широкое применение в различных областях по всему миру.Одно из наиболее важных применений карбоната натрия - производство стекла. Согласно статистическим данным, около половины всего объема производства карбоната натрия используется для производства стекла. В процессе производства стекла карбонат натрия действует как флюс при плавлении кремнезема. Кроме того, как сильная химическая основа, он используется в производстве целлюлозы и бумаги, текстиля, питьевой воды, мыла и моющих средств, а также в качестве очистителя канализации. Кроме того, он также может использоваться для переваривания тканей, растворения амфотерных металлов и соединений, приготовления пищи, а также в качестве чистящего средства.
Обычно есть два способа производства карбоната натрия. Один из них - через реакции между хлоридом натрия и карбонатом кальция (через процесс аммиачной соды (Solvay)). Другой - из карбонатных и гидрокарбонатных руд натрия (трона и нахколит).

Физические свойства

Карбонат натрия - неорганическая соль, поэтому давление пара можно считать незначительным. Он имеет температуру плавления 851 ° C (CRC Handbook, 1986; The Merck Index, 1983), он разлагается при нагревании до> 400 ° C, и поэтому температуру кипения определить невозможно.растворим в воде; не растворим в спирте; растворяется в кислотах, высвобождая CO2. Коэффициент распределения октанола в воде (log Pow) не имеет отношения к неорганическому веществу, которое диссоциирует. Средний диаметр частиц (d50) легкого карбоната натрия находится в диапазоне от 90 до 150 мкм, а плотного карбоната натрия находится в диапазоне от 250 до 500 мкм.

Моногидрат состоит из бесцветных и не имеющих запаха мелких кристаллов или цисталинового порошка; орторомбическая структура; показатель преломления 1.420; твердость 1,3 по шкале Мооса; плотность 2,25 г / см3; теряет воду при 100 ° C, становясь безводным; хорошо растворяется в воде; не растворим в этаноле.
Декагидрат состоит из прозрачных кристаллов; высолы на воздухе; плотность 1,46 г / см3; разлагается при 34 ° C; хорошо растворяется в воде; не растворим в этаноле.
Водный раствор карбоната натрия сильно щелочной.

Химические свойства

Карбонат натрия представляет собой белый кристаллический гигроскопичный порошок чистотой> 98%.Доступны две формы карбоната натрия: легкая сода и плотная сода. Примеси карбоната натрия могут включать воду (
Карбонат натрия - это сильнощелочное соединение с pH 11,6 для 0,1 М водного раствора (The Merck Index, 1983; Johnson and Swanson, 1987). PKa CO3 2- составляет 10,33, что означает, что при pH 10,33 карбонат и бикарбонат присутствуют в равных количествах.

использует

Карбонат натрия является важным сырьем для химической промышленности с широким применением.Это важное сырье для производства стекла, мыла, моющих средств, текстиля, кожи, специй, красителей, лекарств и т. Д.
Его можно использовать для реагентов для анализа, а также для фармацевтической промышленности и фото гравировки.
Он широко используется в стекольной, химической, бумажной, металлургической, фармацевтической и текстильной, а также пищевой промышленности.
Это реагент для ТВ.
Его можно использовать в пищевой промышленности как нейтрализующий агент, разрыхлитель, например, для производства аминокислот, соевого соуса и макаронных изделий, таких как хлеб, хлеб и т. Д.Его также можно обработать щелочью и добавить в пасту для повышения гибкости и пластичности.
В качестве моющего средства можно использовать для полоскания шерсти. Его также можно применять в солях для ванн и в фармацевтике, а также в качестве щелочного агента для загара.
Карбонат натрия чаще всего используется в промышленности, а небольшая часть - в гражданском секторе. В кальцинированной соде промышленного назначения она в основном применяется в легкой, строительной и химической промышленности, составляя около 2/3: затем идут металлургия, текстильная, нефтяная, оборонная и фармацевтическая промышленность.Стекольная промышленность является крупнейшим сектором потребления соды: на каждую тонну стекла уходит 0,2 тонны кальцинированной соды. В химической промышленности его можно использовать для производства силиката натрия, дихромата натрия, нитрата натрия, фторида натрия, пищевой соды, буры и тринатрийфосфата. В металлургической промышленности он в основном используется в качестве флюса, минерального флотационного агента и агента для десульфурации стали и сурьмы. Его также можно использовать в качестве смягчителя воды в полиграфической и красильной промышленности. В кожевенной промышленности его можно использовать для обезжиривания кожевенного сырья, нейтрализации кожи хромового дубления и повышения щелочности хромовой жидкости.Он также используется в производстве синтетической моющей добавки триполифосфата натрия и других натриевых солей.
Может использоваться как буфер, нейтрализатор и кондиционер для теста. Его можно использовать в тортах и ​​пасте. Используйте его надлежащим образом в соответствии с фактическими требованиями производства.
Применяется в основном для флоат-стекла, воронок, оптического стекла. Его также можно использовать в других отраслях химической и металлургической промышленности. Это может уменьшить летающее щелочную пыль путем применения тяжелой кальцинированной соды, и, таким образом уменьшая расход материала, улучшение условий труда, а также повышение качества продукции при одновременном снижении ее эрозии на огнеупорном материале, чтобы продлить срок службы печи.
Это разновидность основного химического сырья, которое широко используется в медицине, производстве бумаги, металлургии, стекольной, текстильной, красочной и других отраслях промышленности и может использоваться в качестве разрыхлителя в пищевой промышленности.
Может использоваться в качестве аналитических реагентов, дегидратирующего агента и добавок для аккумуляторов.

Биологические функции

Карбонат натрия используется в качестве буферного компонента в таких приложениях, как хроматография, капиллярный электрофорез и ферментный катализ. Карбонат натрия широко используется для выделения клеточных мембран, мембранных белков и гидрофобных белков.Опубликован протокол выделения полиаминов из среды для культивирования клеток.

Токсичность

ADI (допустимое суточное потребление) не имеет ограничений (ФАО / ВОЗ, 1985). LD50 (средняя летальная доза) составляет около 6 г / кг (мыши перорально).
Пыль кальцинированной соды оказывает раздражающее действие на кожу, органы дыхания и глаза. Длительное воздействие содового раствора может вызвать экзему и дерматит. Его концентрированные растворы могут вызвать ожоги, некроз и даже помутнение роговицы. Максимально допустимая концентрация пыли кальцинированной соды в воздухе составляет 2 мг / м3.Операторы должны носить комбинезон, дверные чехлы, перчатки, обувь и другую защитную одежду для защиты органов дыхания и кожи.

Метод производства

Карбонат натрия в настоящее время в основном добывается из его природных месторождений. Он также производится синтетически методом Solvay (или аммиачно-содовой). В настоящее время естественное производство карбоната натрия превышает его синтетическое.
Процесс Сольвея включает ряд частичных реакций. Первый шаг - прокаливание карбоната кальция с образованием извести и CO2.Известь превращается в гидроксид кальция. Самая важная стадия процесса включает реакцию рассола с диоксидом углерода и аммиаком с образованием бикарбоната натрия и хлорида аммония. Бикарбонат натрия превращается в карбонат натрия. Гидроксид кальция и хлорид аммония реагируют с образованием хлорида кальция в качестве побочного продукта. Парциальные реакции показаны ниже:
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + h3O → Ca (OH) 2
2NaCl + 2CO2 + 2Nh4 + 2h3O → 2NaHCO3 + 2Nh5Cl
2NaHCO3 → Na2CO3 + h3O + CO2
Ca (OH) 2 + 2Nh5Cl → CaCl2 + 2Nh4 + 2h3O
Общая реакция:
CaCO3 + 2NaCl → Na2CO3 + CaCl2
Карбонат натрия исторически производился по методу Леблана.Первое коммерческое производство было осуществлено по технологии Leblanc. В этом процессе хлорид натрия обрабатывали серной кислотой для получения сульфата натрия и соляной кислоты. При нагревании сульфата натрия с углем и известняком образуется «черная зола», содержащая карбонат натрия, сульфид кальция, непрореагировавший уголь и карбонат кальция. Карбонат натрия отделяли от черной золы выщелачиванием водой. Общая реакция следующая:
Na2SO4 + 2C + CaCO3 → Na2CO3 + CaS + 2CO2

Список литературы

https: // эн.wikipedia.org/wiki/Sodium_hydroxide#Uses
http://www.essentialchemicalindustry.org/chemicals/sodium-carbonate.html

Описание

Карбонат натрия известен как кальцинированная сода или стиральная сода и представляет собой широко используемое неорганическое соединение. Около 45 миллионов тонн кальцинированной соды в мире производится как естественным, так и синтетическим путем. Кальцинированную соду получают естественным путем в основном из минеральной троны, но ее также можно получить из нахколита (NaHCO3) и солевых отложений.Trona - это пресноводный эвапорит из карбоната-бикарбоната натрия с формулой Na3CO3HCO3 .2h3O. Самое крупное известное месторождение троны находится в районе Грин-Ривер в Вайоминге, а другие крупные месторождения находятся в долине Нила в Египте и в бассейне Сирлза в Калифорнии вокруг города Трона. Кальцинированная сода производится из добытой троны путем дробления и просеивания руды с последующим ее нагреванием. При этом образуется кальцинированная сода, смешанная с примесями. Чистая кальцинированная сода получается путем растворения продукта и осаждения примесей в сочетании с процессами фильтрации.

Химические свойства

Карбонат натрия, Na2C03, также известный как сода или кальцинированная сода, является наиболее важным из промышленных щелочей. Это белый или серовато-белый комковатый водорастворимый порошок, который при нагревании теряет кристаллизационную воду. Он разлагается при температуре около 852 ° C (1560 ° F). Он существует только в растворе. Он готовится из смеси углекислого газа и воды.

происшествие

Ясень - дерево, которое растет в регионах Северной Америки.

История

Карбонат натрия, Na 2 CO 3 , исторически использовался для производства стекла, мыла и пороха.Наряду с карбонатом калия, известным как поташ, карбонат натрия был основой щелочной промышленности, которая была одной из первых крупных химических отраслей промышленности. На протяжении всей истории щелочи получали из природных источников. Кальцинированная сода также была произведена путем сжигания древесины и выщелачивания золы водой для получения раствора, который давал кальцинированную соду при кипячении воды. Название кальцинированная сода происходит от растения барилла, который использовался для производства кальцинированной соды. Научное название этого растения - сода солянка, но оно носит общие названия натренированный или стеклянный зверобой, потому что произведенная из него сода использовалась при производстве стекла.Барилла - обычное растение, которое встречается в соленых водах Средиземного моря в Испании и Италии. Барилла сушили и сжигали для получения кальцинированной соды. Истощение европейских лесов и международные споры сделали доступность солей щелочных металлов все более неопределенной во время вторая половина 18 века. Леблан предложила процедуру в 1783 году, а завод, основанный на методе ЛеБлана, был открыт в 1791 году. К сожалению, связь Леблана с французской королевской семьей привела к конфискации завода. во времена Французской революции.Кроме того, противоречивые утверждения о методе Леблана были сделаны несколькими другими химиками, и он так и не получил награды.

использует

Кальцинированная сода используется в производстве стекла, в производстве химикатов натрия (таких как хроматы, фосфаты и силикаты натрия), в целлюлозно-бумажной промышленности, в производстве мыла и моющих средств, в нефтепереработке, в умягчении воды и при рафинировании Цветные металлы. В своей водной кристаллизованной форме (Na2C03 · 10h3O) он известен как сода, стиральная сода или кристаллы соды, не путать с пищевой содой, которая представляет собой гидрокарбонат натрия или бикарбонат натрия (NaHC03).Его моногидратная форма (Na2C03 · h30) является стандартным соединением для чистящих растворов.
В растворе карбонат натрия создает меньшую щелочность, чем гидроксиды. 0,1% раствор создает pH 11; полностью насыщенный раствор 35%, который имеет pH 12,5.
Требования безопасности для карбоната натрия из-за его более низкой щелочности можно считать менее строгими, чем для соответствующих бикарбонатов.

использует

Карбонат натрия - это щелочь, которая существует в виде кристаллов или кристаллических порошок и легко растворим в воде.он имеет множество функций: антиоксидант, отвердитель и травильный агент, ароматизатор, вспомогательное средство для обработки, секвестрант и агент для контроля pH. это используется в супах быстрого приготовления для нейтрализации кислотности. он используется в дес- серт гели для связывания кальция, позволяя альгинату растворяться. он также используется в пудингах, соусах и выпечке.

использует

Карбонат натрия также известен как стиральная сода или карбонат соды, натрия карбонат - это белый кристалл или порошок, полученный путем преобразования соли в сульфат натрия с последующим обжариванием с известняк и уголь.Он растворим в воде и глицерине, но не алкоголь. Карбонат натрия использовался как модификатор pH в тонирующие ванны и как основная щелочь в проявителях, используемых для желатиновые эмульсии.

Определение

двухосновная кислота образуется в небольших количествах в растворе когда углекислый газ растворяется в вода: CO 2 + H 2 O? H 2 CO 2 Образует две серии солей: гидрокарбонаты. (HCO 3 -) и карбонаты (CO 3 2- ).Чистую кислоту выделить невозможно.

Определение

карбонат натрия: безводный карбонат натрия (кальцинированная сода, сода) представляет собой белый порошок, который слеживается и скапливается на воздухе из-за образования гидратов. Моногидрат Na 2 CO 3 · H 2 O, представляет собой белое кристаллическое вещество, растворимое в воде и нерастворимое в спирте; R.D. 2,532; теряет воду при 109 ° C; т.пл. 851 ° С.
Декагидрат Na 2 CO 3 · 10H 2 O (сода для стирки), представляет собой полупрозрачное светящееся кристаллическое твердое вещество; р.д. 1,44; теряет воду при 32–34 ° C с образованием моногидрата; т.пл. 851 ° С.
Карбонат натрия может быть произведен с помощью процесса Solvay или подходящих процедур кристаллизации из любого из ряда природных отложений, таких как:
трона (Na 2 CO 3 · NaHCO 3 · 2H 2 O ),
натрон (Na 2 CO 3 · 10H 2 O),
ранксит (2Na 2 CO 3 · 9Na 2 SO 4 · KCl),
пирсоннит (Na2CO 3 · CaCO 3 · 2H 2 O),
гайлюссит (Na2CO3 · CaCO 3 · 5H 2 O).
Метод добычи очень чувствителен к относительным затратам на энергию и транспортным расходам в соответствующем регионе. Карбонат натрия используется в фотографии, при очистке, при контроле pH воды, при обработке тканей, стекол и глазури, а также в качестве пищевой добавки и реагента для измерения объема.

Методы производства

Карбонат натрия производят на всех континентах мира. из его минералов. Он присутствует в крупных месторождениях Африки и США в виде карбоната или троны, смешанной руды. равные мольные количества карбоната и бикарбоната.Тем не мение, около 70% мирового производства карбоната натрия составляет производятся по технологии Solvay (сода аммиака), при этом аммиак добавляют к раствору хлорида натрия. Затем барботируют диоксид углерода для осаждения бикарбонат (NaHCO3), который разлагается при выделении тепла карбонат натрия. В Соединенных Штатах. все производство на основе минералов, содержащих карбонат натрия. Разные качества карбоната натрия: технический, пищевые и фармацевтические сорта.

Профиль безопасности

Отравление внутрибрюшинным путем. Умеренно токсичен при вдыхании и подкожном введении. Токсично при проглатывании. Экспериментальные репродуктивные эффекты. Раздражает кожу и глаза. Он переходит в продукты питания из упаковочных материалов. Может бурно реагировать с Al, P2O5, h3SO4, F2, Li, 2,4,6-тринитротолуолом. При нагревании до разложения выделяет токсичные пары Na2O.

Методы очистки

Он кристаллизуется из воды в виде декагидрата, который повторно растворяется в воде с образованием почти насыщенного раствора.При барботировании CO2 осаждается NaHCO3. Его отфильтровывают, промывают и зажигают в течение 2 часов при 280 ° [MacLaren & Swinehart J Am Chem Soc 73 1822 1951]. Перед использованием в качестве объемного стандарта материал аналитической степени чистоты следует высушить путем нагревания при 260-270 ° в течение 0,5 часа и дать ему остыть в эксикаторе. Он имеет точку перехода при 450 °, а его растворимость в воде составляет 21,58% при 20 ° (декагидрат в твердой фазе), 49,25% при 35 ° (гептагидрат в твердой фазе) и 44,88% при 75 ° (моногидрат в твердой фазе) [D.nges in Handbook of Preparative Inorganic Chemistry (Ed. Brauer) Academic Press Vol I, p. 987-988, 1963]. После трех перекристаллизаций технический Na2CO3 имел Cr, Mg, K, P, Al, W, Sc и Ti при 32, 9,4, 6,6, 3,6, 2,4, 0,6, 0,2 и 0,2 частей на миллион соответственно; другой технический источник содержал Cr, Mg, Mo, P, Si, Sn и Ti в концентрациях 2,6, 0,4, 4,2, 13,4, 32, 0,6, 0,8 частей на миллион соответственно.

Продукты и сырье для получения карбоната натрия

Сырье

Препараты

,

Карбонат натрия - Sciencemadness Wiki

Карбонат натрия

Карбонат натрия безводный

Имена
Название ИЮПАК

Карбонат натрия

Другие наименования

Карбонат натрия
Натрит
Кальцинированная сода
Сода стиральная

Недвижимость
Na 2 CO 3
Молярная масса 105.9888 г / моль (безводный)
286,1416 г / моль (декагидрат)
Внешний вид Белый твердый
Запах Без запаха
Плотность 2,54 г / см 3 (25 ° C, безводный)
1,92 г / см 3 (856 ° C)
2,25 г / см 3 (моногидрат)
1,51 г / см 3 (гептагидрат)
1,46 г / см 3 (декагидрат)
Точка плавления 851 ° C (1564 ° F; 1124 K)
разлагается (безводный)
100 ° C (212 ° F, 373 K)
разлагается (моногидрат)
33.5 ° C (92,3 ° F; 306,6 K)
разлагается (гептагидрат)
34 ° C (93 ° F, 307 K)
(декагидрат)
Температура кипения разлагается
Моногидрат:
50,31 г / 100 мл (29,9 ° C)
48,1 г / 100 мл (41,9 ° C)
45,62 г / 100 мл (60 ° C)
43,6 г / 100 мл (100 ° C)
Гептагидрат:
48,69 г / 100 мл (34,8 ° C)
Декагидрат:
7 г / 100 мл (0 ° C)
16,4 г / 100 мл (15 ° C)
34.07 г / 100 мл (27,8 ° C)
Растворимость Растворим в водн. щелочи, глицерин
Немного растворим в водн. спирт, этиленгликоль
Нерастворим в ацетоне, жид. аммиак, бензонитрил, CS 2 , этанол, этилацетат
Растворимость в глицерине 98,3 г / 100 г (15,5 ° С)
Растворимость в этиленгликоле 3,46 г / 100 г (20 ° С)
Растворимость в диметилформамиде 0.05 г / 100 г
Давление пара ~ 0 мм рт.
Термохимия
135 Дж · моль -1 · K -1
-1 130,7 кДж / моль
Опасности
Паспорт безопасности Sigma-Aldrich (безводный)
Sigma-Aldrich (декагидрат)
Температура вспышки негорючий
Смертельная доза или концентрация ( LD , LC ):
4090 мг / кг (крыса, перорально)
Родственные соединения

Родственные соединения

Карбонат лития
Карбонат калия
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
Ссылки Infobox

Карбонат натрия , иногда называемый стиральной содой или кальцинированной содой , представляет собой неорганическое слабое основание с химической формулой Na 2 CO 3 . Один из немногих водорастворимых карбонатов, карбонат натрия находит широкое применение в качестве дешевого источника карбонат-иона, а также в качестве предшественника других солей натрия. Карбонат натрия встречается в природе в виде минерала , натрита .

Недвижимость

Химическая промышленность

Карбонат натрия реагирует с кислотами с образованием солей натрия и диоксида углерода.

Na 2 CO 3 + 2 HCl → 2 NaCl + H 2 O + CO 2
Na 2 CO 3 + 2 HCOOH → 2 HCOONa + H 2 O + CO 2

При очень высоких температурах он разлагается с образованием оксида натрия и диоксида углерода.

Na 2 CO 3 → Na 2 O + CO 2

Однако, в отличие от других карбонатов, разложение карбонатов щелочных металлов является сложным.

Барботирование диоксида углерода в водном растворе карбоната натрия дает бикарбонат натрия.

Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 → 2 NaHCO 3

При использовании диоксида серы образуется сульфит натрия. Избыток SO 2 дает бисульфит натрия.

Na 2 CO 3 + H 2 O + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O + CO 2
Na 2 CO 3 + H 2 O + 2 SO 2 → 2 NaHSO 3 + CO 2

Этот путь можно использовать для удаления диоксида серы, образующегося в различных реакциях.

Карбонат натрия часто используется при рафинировании руды, при котором он плавится с оксидами металлов при высоких температурах с образованием водорастворимых соединений металла. Примером этого является обжиг оксида хрома (III) с карбонатом натрия в присутствии кислорода с образованием дихромата натрия.

Na 2 CO 3 + Cr 2 O 3 + O 2 → Na 2 Cr 2 O 7 + CO 2

Физический

Кристаллы декагидрата карбоната натрия

Карбонат натрия - белое гигроскопическое соединение, растворимое в воде, но не растворимое в органических растворителях.Он реагирует с кислотами, оксидами серы и азота, а также с галогенами, причем в присутствии воды реакция протекает быстрее. Карбонат натрия кристаллизуется из воды с образованием трех разных гидратов: моногидрата, гептагидрата и декагидрата.

Подготовка и приобретение

Исторически карбонат натрия можно было получить путем выщелачивания золы сожженных морских водорослей или стекловолокна, но это приводит к получению нечистого продукта. Сегодня карбонат натрия можно легко и дешево получить путем термического разложения купленного в магазине бикарбоната натрия (пищевой соды), которое начинается при 50 ° C, но быстрее и полностью завершается при температурах выше 200 ° C.Кроме того, его можно приобрести в виде стиральной соды или формул, повышающих pH, в продуктовых или универмагах, которые иногда стоят всего 1 доллар за фунт, или в виде кальцинированной соды, которая используется в качестве протравы для окраски текстиля.

Другой удобный способ - добавить гидроксид натрия к карбонату или бикарбонату аммония, а затем кипятить раствор до полного высыхания. При этом образуется карбонат натрия, а в качестве побочного продукта - аммиак. Этот способ удобен, если у вас есть старый или загрязненный гидроксид натрия, от которого нужно избавиться.

Наконец, если оставить раствор гидроксида натрия на открытом воздухе, медленно образуется карбонат натрия. Убедитесь, что вы делаете это в помещении с чистым воздухом, поскольку загрязненный воздух также содержит оксиды серы и азота, которые загрязняют карбонат натрия сульфатом и нитратом натрия. Другая проблема заключается в том, что образующийся карбонат натрия будет «расти» по бокам вашего контейнера и может даже полностью покрыть ваш контейнер, если вы оставите его достаточно долго. Обязательно периодически проверяйте выделение карбоната натрия.

использует

В качестве основного соединения натрия добавление большинства неорганических и некоторых органических кислот дает натриевую соль этой кислоты, и благодаря почти универсальной растворимости соединений натрия эти соли можно использовать для получения солей других металлов того же аниона ( например, получение менее известного аспирината меди с использованием аспирината натрия и растворимой соли меди). Обратите внимание, что нейтрализация карбоната кислотой выделяет большое количество углекислого газа и вызывает большое количество пузырей.По этой причине для титрования чаще всего используют гидроксид натрия.

Поскольку многие нерастворимые карбонаты переходных металлов используются в качестве предшественников солей этих металлов, карбонат натрия является бесценным реагентом при образовании большого количества соединений, в первую очередь за счет осаждения нерастворимого карбоната в реакции двойного замещения.

Барботирование диоксида углерода через раствор карбоната натрия дает бикарбонат натрия.

Обработка

Безопасность

Карбонат натрия нетоксичен, но из-за своих осушающих свойств может вызывать раздражение кожи.

Хранилище

Карбонат натрия следует хранить в закрытых бутылях, вдали от влаги и кислотных паров.

Утилизация

Карбонат натрия можно безопасно сливать в канализацию или выбрасывать в мусор. Не бросайте его в землю, так как избыток натрия вреден для растений.

Список литературы

Соответствующие темы Sciencemadness

,

Сульфат калия


Сульфат калия
Названия: сульфат калия
сульфат калия

Формула: K 2 SO 4
УЛЫБКИ: [O-] S (= O) (= O) [O -]. [K +]. [K +]
Молярная масса: 174,257 г / моль
Плотность: 2.663 г / см 3
Кристаллическая система: орторомбическая (α)
a = 5,7704 Å

5,7704 Å
0,5770 нм

, b = 10,0712 Å

10,0712 Å
1,0071 нм

, c = 7,4776 Å

7,4776 Å
0,7478 нм

°

, β = 90 °

90 °

, γ = 90 °

90 °


гексагональный (β)
a = 5,947 Å

5,9470 Å
0,5947 нм

, b = 5,947 Å

5.9470 Å
0,5947 нм

, c = 8,375 Å

8,3750 Å
0,8375 нм

α = 90 °

90 °

, β = 90 °

90 °

, γ = 120 °

120 °


Формы: https://media.crystalls.info/w/uploads/media/Hexagonal_bipyramid.json https://media.crystalls.info/w/uploads/media/Hexagonal_pyramid.json
Цвет: бесцветный
Температура плавления: 1069 ° С

1,342.15 K
1,956,2 ° F
2,415,87 ° R


Температура кипения: 1689 ° C

1962,15 K
3072,2 ° F
3,531,87 ° R


Точка разложения: 583 ° C

856,15 K
1081,4 ° F
1541,07 ° R

(α)
Показатель преломления: 1.495
Магнитные свойства: диамагнитный
χ = -6.70 · 10 -5 см³ / моль
Стабильность: стабильный
Твердость: относительно сильный
(2 по шкале Мооса)
Токсичность: нетоксичный
LD 50 = 6600 мг / кг

Описание

Неорганическое соединение, соль щелочного металла калия и неорганической серной кислоты. Не образует гидратов воды.Встречается в природе как минерал арканит. В магазине удобрений (как «Сульфат калия»).

Взаимодействие гидроксида или карбоната калия и серной кислоты

Химическое уравнение:

H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O
H 2 SO 4 + K 2 CO 3 = K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

Для приготовления 100.00 г сульфата калия а 64,39 г гидроксида или 79,31 г карбоната и 152,12 г 37% -ной серной кислоты . Добавьте кислоту в колбу, затем добавьте небольшие части соединения калия при перемешивании до полного растворения или, если вы используете карбонат, до прекращения выделения углекислого газа. После прекращения реакции отфильтруйте раствор и используйте его для выращивания кристаллов.

Перекристаллизация удобрения "Сульфат калия"

Добавьте удобрение в колбу с кипящей водой, пока раствор не станет насыщенным.Затем отфильтруйте раствор и медленно остудите. Избыток соединения выпадает в виде кристаллического осадка, большая часть примесей остается в растворе.

Отделите этот осадок от основного раствора и повторите этот процесс несколько раз, используя тот же раствор на каждом следующем этапе. Наконец, осажденное соединение используют для выращивания кристаллов. №

Из-за примеси карбоната калия в удобрении рекомендуется добавить серную кислоту в раствор удобрения перед перекристаллизацией.

Взаимодействие хлорида или нитрата калия и нитрата аммония

Химическое уравнение:

(NH 4 ) 2 SO 4 + KCl = K 2 SO 4 ↓ + 2NH 4 Cl
(NH 4 ) 2 SO 4 + KNO 3 = K 2 SO 4 ↓ + 2NH 4 NO 3

Для приготовления 100,00 г сульфата калия а 42,78 г хлорида калия или 58.Требуется 02 г нитрата калия и 75,83 г сульфата аммония.

Добавить в колбу с горячим раствором сульфата аммония раствор хлорида или нитрата калия при нагревании и перемешивании. Охлаждение этой смеси вызовет образование большого количества кристаллических осадков. Отфильтровать осадок и промыть его небольшим количеством холодной воды, затем раствор профильтровать и использовать для выращивания кристаллов.

Взаимодействие хлорида или нитрата калия и серной кислоты

Химическое уравнение:

H 2 SO 4 + 2KCl = K 2 SO 4 + 2HCl ↑
H 2 SO 4 + 2KNO 3 = K 2 SO 4 + 2HNO 3

Для приготовления 100.00 г сульфата калия а 85,56 г хлорида калия или 116,04 г нитрата калия и 152,12 г 37% серной кислоты. Добавьте в колбу кислоту, а затем небольшими частями горячей кислоты раствор при нагревании и перемешивании. Начнется выброс большого количества газа. Внимание, выделяющийся газ раздражает глаза и легкие! Синтез следует проводить только в вытяжном шкафу или на открытом воздухе! После остановки реакции раствор отфильтровать и использовать для выращивания кристаллов.

Взаимодействие сульфата аммония и гидроксида или карбоната калия

Химическое уравнение:

(NH 4 ) 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O + 2NH 3
(NH 4 ) 2 SO 4 + K 2 CO 3 = K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 ↑ + 2NH 3

Для приготовления 100.00 г сульфата калия а 64,39 г гидроксида калия или 79,31 г карбоната и 75,83 г сульфата аммония.

Добавить в колбу насыщенный раствор сульфата аммония, а затем добавить небольшие части горячего раствора соединений калия при нагревании и перемешивании. Начнется выброс большого количества аммиака. Внимание, выделение аммиака раздражает глаза и легкие! Синтез следует проводить только в вытяжном шкафу или на открытом воздухе! После остановки реакции раствор отфильтровать и использовать для выращивания кристаллов.

Банкноты

Используется как субстрат для микробов и грибков, поэтому в растворе может легко расти плесень. Раствор рекомендуется прокипятить 15 минут и сменить сосуд на другой. Хранить в первозданном виде или под несколькими слоями лака при средней влажности и комнатной температуре. Не хранить в спичечных коробках или ватке и не нагревать. Таблица График 0,16

0,16 г / 100 г
0,16%

18,2

18,2 г / 100 г
15,398%

4 4
4
4
Температура гр / 100,00 гр воды гр / 100,00 гр этанол 40% гр / 100,00 гр метанола гр / 100, 00 гр глицерин гр / 100,00 гр муравьиная кислота 95% гр / 100,00 гр серная кислота гр / 100,00 гр гидразин гр / 100,00 гр гидроксиламин
0 ° C

273.15 К
32 ° F
491,67 ° R

7,18

7,18 г / 100 г
6,699%

10 ° C

3 509,6 F
,15 ° F
,15 ° F
,15 ° F
° R

9,3

9,3 г / 100 г
8,509%

15 ° C

288,15 K
59 ° F
518,6725 ° R18
10.2

10,2 г / 100 г
9,256%

20 ° C

293,15 K
68 ° F
527,67 ° R

0

г / 11,1

11,1 %

1,317

1,317 г / 100 г
1,3%

36,5

36,5 г / 100 г
26,74%

5

03 5 г / 100 г
5 г / 100 г762%

3,5

3,5 г / 100 г
3,382%

25 ° C

298,15 K
77 ° F
536,67 ° R

12,1


12,1 г / 100 г 10,794%

0,0596

0,0596 г / 100 г
0,0596%

30 ° C

303,15 K
86 ° F
545,67 900 ° F
545,67 900

13 г / 100г
11.504%

40 ° C

313,15 K
104 ° F
563,67 ° R

14,8

14,8 г / 100 г
12,892 902

902%
11,61

11,61 г / 100 г
10,402%

50 ° C

323,15 ° K
582,15 K
67 ° R

~ 16,5

16,5 г / 100 г
14,163%

60 ° C

333,15 K
140 ° F

03
599,67 ° R

70 ° C

343,15 K
158 ° F
617,67 ° R

907.9 г / 100 г
16,597%

80 ° C

353,15 K
176 ° F
635,67 ° R

21,4


21,4 г / 1000003

90 ° C

363,15 K
194 ° F
653,67 ° R

22,9

22,9 г / 100 г
18,633%

9048
100 ° C

373.15 K
212 ° F
671,67 ° R

24,1

24,1 г / 100 г
19,42%

41,42

41,42 г / 100 г
29,2892

Слабо растворим в глицерине. Нерастворим в этаноле, ацетоне, бензоле, сероуглероде, этиленгликоле и аммиаке.

Галерея


Видео


Источники


Навигация

,

Смотрите также