К раствору азотной кислоты приливают раствор гидроксида калия


Задание С2 на ЕГЭ по химии

Автор статьи — профессиональный репетитор О. В. Овчинникова.

Условие задачи С2 на ЕГЭ по химии  — это текст, описывающий последовательность экспериментальных действий. Данный текст нужно превратить в уравнения реакций.

Трудность такого задания в том, что школьники слабо представляют себе экспериментальную, не "бумажную" химию. Не все понимают используемые термины и протекающие процессы. Попробуем разобраться.

Очень часто понятия, которые химику кажутся совершенно ясными, абитуриентами воспринимаются неправильно. Вот кратких словарь таких понятий.

Словарь непонятных терминов.

  1. Навеска — это просто некоторая порция вещества определенной массы (её взвесили на весах). Она не имеет отношения к навесу над крыльцом :-)
  2. Прокалить — нагреть вещество до высокой температуры и греть до окончания химических реакций. Это не «смешивание с калием» и не «прокалывание гвоздём».
  3. «Взорвали смесь газов» — это значит, что вещества прореагировали со взрывом. Обычно для этого используют электрическую искру. Колба или сосуд при этом не взрываются!
  4. Отфильтровать — отделить осадок от раствора.
  5. Профильтровать — пропустить раствор через фильтр, чтобы отделить осадок.
  6. Фильтрат — это профильтрованный раствор.
  7. Растворение вещества — это переход вещества в раствор. Оно может происходить без химических реакций (например, при растворении в воде поваренной соли NaCl получается раствор поваренной же соли NaCl, а не щелочь и кислота отдельно), либо в процессе растворения вещество реагирует с водой и образует раствор другого вещества (при растворении оксида бария получится раствор гидроксида бария). Растворять можно вещества не только в воде, но и в кислотах, в щелочах и т.д.
  8. Выпаривание — это удаление из раствора воды и летучих веществ без разложения содержащихся в растворе твёрдых веществ.
  9. Упаривание — это просто уменьшение массы воды в растворе с помощью кипячения.
  10. Сплавление — это совместное нагревание двух или более твёрдых веществ до температуры, когда начинается их плавление и взаимодействие. С плаванием по реке ничего общего не имеет :-)
  11. Осадок и остаток.
    Очень часто путают эти термины. Хотя это совершенно разные понятия.
    «Реакция протекает с выделением осадка» — это означает, что одно из веществ, получающихся в реакции, малорастворимо. Такие вещества выпадают на дно реакционного сосуда (пробирки или колбы).
    «Остаток» — это вещество, которое осталось, не истратилось полностью или вообще не прореагировало. Например, если смесь нескольких металлов обработали кислотой, а один из металлов не прореагировал — его могут назвать остатком.
  12. Насыщенный раствор — это раствор, в котором при данной температуре концентрация вещества максимально возможная и больше уже не растворяется.

    Ненасыщенный раствор — это раствор, концентрация вещества в котором не является максимально возможной, в таком растворе можно дополнительно растворить ещё какое-то количество данного вещества, до тех пор, пока он не станет насыщенным.

    Разбавленный и «очень» разбавленный раствор — это весьма условные понятия, скорее качественные, чем количественные. Подразумевается, что концентрация вещества невелика.

    Для кислот и щелочей также используют термин «концентрированный» раствор. Это тоже характеристика условная. Например, концентрированная соляная кислота имеет концентрацию всего около 40%. А концентрированная серная — это безводная, 100%-ная кислота.

Для того, чтобы решать такие задачи, надо чётко знать свойства большинства металлов, неметаллов и их соединений: оксидов, гидроксидов, солей. Необходимо повторить свойства азотной и серной кислот, перманганата и дихромата калия, окислительно-восстановительные свойства различных соединений, электролиз растворов и расплавов различных веществ, реакции разложения соединений разных классов, амфотерность, гидролиз солей и других соединений, взаимный гидролиз двух солей.

Кроме того, необходимо иметь представление о цвете и агрегатном состоянии большинства изучаемых веществ — металлов, неметаллов, оксидов, солей.

Именно поэтому мы разбираем этот вид заданий в самом конце изучения общей и неорганической химии.
Рассмотрим несколько примеров подобных заданий.

  1. Пример 1: Продукт взаимодействия лития с азотом обработали водой. Полученный газ пропустили через раствор серной кислоты до прекращения химических реакций. Полученный раствор обработали хлоридом бария. Раствор профильтровали, а фильтрат смешали с раствором нитрита натрия и нагрели.

Решение:

  1. Литий реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя твёрдый нитрид лития:

  2. При взаимодействии нитридов с водой образуется аммиак:

  3. Аммиак реагирует с кислотами, образуя средние и кислые соли. Слова в тексте «до прекращения химических реакций» означают, что образуется средняя соль, ведь первоначально получившаяся кислая соль далее будет взаимодействовать с аммиаком и в итоге в растворе будет сульфат аммония:

  4. Обменная реакция между сульфатом аммония и хлоридом бария протекает с образованием осадка сульфата бария:

  5. После удаления осадка фильтрат содержит хлорид аммония, при взаимодействии которого с раствором нитрита натрия выделяется азот, причём эта реакция идёт уже при 85 градусах:
  1. Пример 2: Навеску алюминия растворили в разбавленной азотной кислоте, при этом выделялось газообразное простое вещество. К полученному раствору добавили карбонат натрия до полного прекращения выделения газа. Выпавший осадок отфильтровали и прокалили, фильтрат упарили, полученный твёрдый остаток сплавили с хлоридом аммония. Выделившийся газ смешали с аммиаком и нагрели полученную смесь.

Решение:

  1. Алюминий окисляется азотной кислотой, образуя нитрат алюминия. А вот продукт восстановления азота может быть разным, в зависимости от концентрации кислоты. Но надо помнить, что при взаимодействии азотной кислоты с металлами не выделяется водород! Поэтому простым веществом может быть только азот:

  2. Если к раствору нитрата алюминия добавить карбонат натрия, то идёт процесс взаимного гидролиза (карбонат алюминия не существует в водном растворе, поэтому катион алюминия и карбонат-анион взаимодействуют с водой). Образуется осадок гидроксида алюминия и выделяется углекислый газ:

  3. Осадок — гидроксид алюминия, при нагревании разлагается на оксид и воду:
  4. В растворе остался нитрат натрия. При его сплавлении с солями аммония идёт окислительно-восстановительная реакция и выделяется оксид азота (I) (такой же процесс происходит при прокаливании нитрата аммония):

  5. Оксид азота (I) — является активным окислителем, реагирует с восстановителями, образуя азот:

  1. Пример 3: Оксид алюминия сплавили с карбонатом натрия, полученное твёрдое вещество растворили в воде. Через полученный раствор пропускали сернистый газ до полного прекращения взаимодействия. Выпавший осадок отфильтровали, а к профильтрованному раствору прибавили бромную воду. Полученный раствор нейтрализовали гидроксидом натрия.

Решение:

  1. Оксид алюминия — амфотерный оксид, при сплавлении со щелочами или карбонатами щелочных металлов образует алюминаты:

  2. Алюминат натрия при растворении в воде образует гидроксокомплекс:

  3. Растворы гидроксокомплексов реагируют с кислотами и кислотными оксидами в растворе, образуя соли. Однако, сульфит алюминия в водном растворе не существует, поэтому будет выпадать осадок гидроксида алюминия. Обратите внимание, что в реакции получится кислая соль — гидросульфит калия:

  4. Гидросульфит калия является восстановителем и окисляется бромной водой до гидросульфата:

  5. Полученный раствор содержит гидросульфат калия и бромоводородную кислоту. При добавлении щелочи нужно учесть взаимодействие с ней обоих веществ:

  1. Пример 4: Сульфид цинка обработали раствором соляной кислоты, полученный газ пропустили через избыток раствора гидроксида натрия, затем добавили раствор хлорида железа (II). Полученный осадок подвергли обжигу. Полученный газ смешали с кислородом и пропустили над катализатором.

Решение:

  1. Сульфид цинка реагирует с соляной кислотой, при этом выделяется газ — сероводород:

  2. Сероводород — в водном растворе реагирует со щелочами, образуя кислые и средние соли. Поскольку в задании говорится про избыток гидроксида натрия, следовательно, образуется средняя соль — сульфид натрия:

  3. Сульфид натрия реагирует с хлоридом двухвалентного железа, образуется осадок сульфида железа (II):

  4. Обжиг — это взаимодействие твёрдых веществ с кислородом при высокой температуре. При обжиге сульфидов выделяется сернистый газ и образуется оксид железа (III):

  5. Сернистый газ реагирует с кислородом в присутствии катализатора, образуя серный ангидрид:

  1. Пример 5: Оксид кремния прокалили с большим избытком магния. Полученную смесь веществ обработали водой. При этом выделился газ, который сожгли в кислороде. Твёрдый продукт сжигания растворили в концентрированном растворе гидроксида цезия. К полученному раствору добавили соляную кислоту.

Решение:

  1. При восстановлении оксида кремния магнием образуется кремний, который реагирует с избытком магния. При этом получается силицид магния:

    Можно записать при большом избытке магния суммарное уравнение реакции:

  2. При растворении в воде полученной смеси растворяется силицид магния, образуется гидроксид магния и силан (окисд магния реагирует с водой только при кипячении):

  3. Силан при сгорании образует оксид кремния:

  4. Оксид кремния — кислотный оксид, он реагирует со щелочами, образуя силикаты:

  5. При действии на растворы силикатов кислот, более сильных, чем кремниевая, она выделяется в виде осадка:

Ты нашел то, что искал? Поделись с друзьями!

Задания С2 из вариантов ЕГЭ по химии для самостоятельной работы.

  1. Нитрат меди прокалили, полученный твёрдый осадок растворили в серной кислоте. Через раствор пропустили сероводород, полученный чёрный осадок подвергли обжигу, а твёрдый остаток растворили при нагревании в концентрированной азотной кислоте.
  2. Фосфат кальция сплавили с углём и песком, затем полученное простое вещество сожгли в избытке кислорода, продукт сжигания растворили в избытке едкого натра. К полученному раствору прилили раствор хлорида бария. Полученный осадок обработали избытком фосфорной кислоты.
  3. Медь растворили в концентрированной азотной кислоте, полученный газ смешали с кислородом и растворили в воде. В полученном растворе растворили оксид цинка, затем к раствору прибавили большой избыток раствора гидроксида натрия.
  4. На сухой хлорид натрия подействовали концентрированной серной кислотой при слабом нагревании, образующийся газ пропустили в раствор гидроксида бария. К полученному раствору прилили раствор сульфата калия. Полученный осадок сплавили с углем. Полученное вещество обработали соляной кислотой.
  5. Навеску сульфида алюминия обработали соляной кислотой. При этом выделился газ и образовался бесцветный раствор. К полученному раствору добавили раствор аммиака, а газ пропустили через раствор нитрата свинца. Полученный при этом осадок обработали раствором пероксида водорода.
  6. Порошок алюминия смешали с порошком серы, смесь нагрели, полученное вещество обработали водой, при этом выделился газ и образовался осадок, к которому добавили избыток раствора гидроксида калия до полного растворения. Этот раствор выпарили и прокалили. К полученному твёрдому веществу добавили избыток раствора соляной кислоты.
  7. Раствор иодида калия обработали раствором хлора. Полученный осадок обработали раствором сульфита натрия. К полученному раствору прибавили сначала раствор хлорида бария, а после отделения осадка — добавили раствор нитрата серебра.
  8. Серо-зелёный порошок оксида хрома (III) сплавили с избытком щёлочи, полученное вещество растворили в воде, при этом получился тёмно-зелёный раствор. К полученному щелочному раствору прибавили пероксид водорода. Получился раствор желтого цвета, который при добавлении серной кислоты приобретает оранжевый цвет. При пропускании сероводорода через полученный подкисленный оранжевый раствор он мутнеет и вновь становится зелёным.
  9. (МИОО 2011, тренинговая работа) Алюминий растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. Через полученный раствор пропускали углекислый газ до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и прокалили. Полученный твердый остаток сплавили с карбонатом натрия.
  10. (МИОО 2011, тренинговая работа) Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида калия. К полученному раствору добавили избыток соляной кислоты. Помутневший раствор нагрели. Выделившийся осадок отфильтровали и прокалили с карбонатом кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

Ответы к заданиям для самостоятельного решения:

  1. или
  2. или
  3. или

Читаем дальше: Задачи на сплавы и смеси на ЕГЭ по химии.
Задача С5 на ЕГЭ по химии. Определение формул органических веществ.

Что такое энтальпия нейтрализации?

Какова энтальпия (теплота) нейтрализации?

Люди также спрашивают

Определение теплоты нейтрализации сильной кислоты и сильного основания

Определение теплоты нейтрализации:

Теплоты нейтрализации между сильными кислотами и сильными щелочами всегда одно и то же.

Эксперимент с теплотой нейтрализации

Цель: Определить теплоту нейтрализации.
Материалы: 2,0 ​​моль дм -3 соляная кислота, 2,0 моль дм -3 раствор гидроксида натрия, 2,0 моль дм -3 азотная кислота, 2,0 моль дм -3 раствор гидроксида калия.
Аппарат: 50 см 3 мерные цилиндры, термометр, пластиковые стаканчики с крышками.
Мера безопасности:
Обращайтесь с химическими веществами осторожно.
Пользоваться защитными очками.
Осторожно: Перемешивайте смесь в течение всего эксперимента.
Процедура:

  1. 50 см 3 2,0 моль дм -3 гидроксид натрия кислоту отмеряют с помощью другого мерного цилиндра и выливают в пластиковый стакан. Начальная температура раствора измеряется через несколько минут.
  2. 50 см 3 2,0 моль дм -3 соляной кислоты отмеряют с помощью другого мерного цилиндра и переливают в пластиковый стаканчик. Начальная температура раствора измеряется через несколько минут.
  3. Затем соляную кислоту быстро и осторожно вливают в раствор гидроксида натрия.
  4. Смесь перемешивают с помощью термометра и регистрируют наивысшую достигнутую температуру.
  5. Шаги с 1 по 4 повторяются с использованием азотной кислоты и раствора гидроксида калия для замены соляной кислоты и раствора гидроксида натрия, при этом другие факторы остаются без изменений.

Результаты:

Интерпретация данных:
1.Взаимодействие раствора гидроксида натрия и соляной кислоты



2. Взаимодействие раствора гидроксида калия и азотной кислоты

Обсуждение:
  1. Обнаружено, что теплота нейтрализации гидроксида натрия и соляной кислоты кислота и теплота нейтрализации гидроксида калия и азотной кислоты одинаковы. Это потому, что обе реакции происходят между сильной монопротоновой кислотой и сильной щелочью.
    H + (водн.) + OH - (водн.) → H 2 O (l) ΔH = -57,3 кДж
  2. Установлено, что величина теплоты нейтрализации, полученная в эксперименте, меньше, чем Теоретическое значение, ΔH = -57,3 кДж моль -1 . Это связано с тем, что часть тепла теряется в окружающую среду.
  3. Необходимо быстро смешать кислоту и щелочь, чтобы уменьшить потери тепла в окружающую среду.
  4. Пластиковый стаканчик используется для уменьшения потерь тепла в окружающую среду.

Заключение:
Теплота нейтрализации между сильной монопротоновой кислотой и сильной щелочью составляет -57.3 кДж моль -1 .

Эксперимент по определению теплоты нейтрализации кислот и щелочей

Цель: Определение и сравнение теплоты нейтрализации между кислотами и щелочами разной силы.
Материалы: 2,0 ​​моль дм -3 соляная кислота, 2,0 моль дм -3 раствор гидроксида натрия, 2,0 моль дм -3 этановая кислота, 2,0 моль дм -3 раствор аммиака.
Аппарат: 50 см 3 мерные цилиндры, термометр, пластиковые стаканчики с крышками.
Процедура:

  1. 50 см 3 2,0 моль-дм -3 Раствор гидроксида натрия отмеряют с помощью мерного цилиндра и переливают в пластиковый стаканчик. Начальная температура раствора измеряется через несколько минут.
  2. 50 см 3 2,0 моль дм -3 соляной кислоты отмеряют с помощью другого мерного цилиндра и переливают в пластиковый стаканчик. Начальная температура раствора измеряется через несколько минут.
  3. Затем соляную кислоту быстро и осторожно вливают в раствор гидроксида натрия.
  4. Смесь перемешивают с помощью термометра и регистрируют наивысшую достигнутую температуру.
  5. Шаги с 1 по 4 повторяются с использованием
    • раствора гидроксида натрия и этановой кислоты
    • раствора аммиака и соляной кислоты
    • раствора аммиака и этановой кислоты

Результаты:

1. Результаты эксперимента показано в таблице ниже.


2. Температура всех образующихся смесей повышается.
3. Повышение температуры реагирующей смеси происходит в следующем порядке: θ 1 > θ 2 > θ 3 > θ 4 .

Обсуждение:

  1. Теплота нейтрализации для реакции между сильной кислотой и сильной щелочью самая высокая, тогда как теплота нейтрализации для реакции между слабой кислотой и слабой щелочью самая низкая.
  2. Теплота нейтрализации для реакций между кислотами и щелочами уменьшается в следующем порядке:
  3. Этановая кислота - слабая кислота, а раствор аммиака - слабая щелочь, они оба частично диссоциируют при растворении в воде. Большая часть этановой кислоты и раствора аммиака все еще существует в виде молекул.
  4. Часть тепла, выделяемого во время реакции нейтрализации, используется для полной диссоциации слабой кислоты или слабой щелочи в воде.
  5. Для реакции между этановой кислотой и раствором аммиака теплота нейтрализации самая низкая.Это связано с тем, что требуется гораздо больше энергии для полной диссоциации как слабой кислоты, так и слабой щелочи с образованием ионов водорода и гидроксид-ионов, которые затем взаимодействуют вместе с образованием одного моля воды.
  6. Уравнения реакций нейтрализации следующие.
  7. Необходимо быстро смешать кислоту и щелочь, чтобы уменьшить потери тепла в окружающую среду.
  8. В этом эксперименте используется пластиковый стакан, чтобы уменьшить потери тепла в окружающую среду.

Заключение:
Теплота нейтрализации самая высокая для реакции между сильной кислотой и сильной щелочью и самая низкая для реакции между слабой кислотой и слабой щелочью.

Как рассчитать теплоту нейтрализации с помощью растворов

1. В эксперименте для определения теплоты нейтрализации добавляется 50 см 3 1,0 моль дм -3 серная кислота при 28,5 ° C до 50 см 3 2,0 моль дм -3 раствор гидроксида калия, который также находится при 28,5 ° C в пластиковом стакане с крышкой. Затем смесь перемешивают, и максимальная температура достигает 41,5 ° C. Рассчитайте теплоту нейтрализации.
[Удельная теплоемкость раствора: 4,2 Дж · г -1 ° C -1 ; плотность раствора: 1 г см. -3 ]
Раствор:


Теплота нейтрализации между серной кислотой и раствором гидроксида калия составляет -54,6 кДж моль -1 .

2. Студент провел эксперимент по исследованию изменения температуры во время титрования между раствором гидроксида натрия и соляной кислотой.
5,0 см 3 из м моль дм -3 соляная кислота добавляется к 50.0 см 3 2,0 моль дм -3 раствор гидроксида натрия. Смесь перемешивают и затем записывают наивысшую температуру. Быстро добавляют еще 5,0 см 3 соляной кислоты и процесс повторяют до тех пор, пока не будет добавлено всего 50,0 см 3 кислоты. Результаты эксперимента представлены на рисунке.


(a) (i) Какова начальная температура раствора гидроксида натрия?
(ii) Какая самая высокая температура смеси?
(b) Каков объем соляной кислоты в конечной точке?
(c) Какова стоимость м ?
(d) Что такое теплота нейтрализации?
[Удельная теплоемкость раствора: 4.2 Дж г -1 ° C -1 ; плотность раствора: 1 г см. -3 ]
Раствор:

Теплота нейтрализации между соляной кислотой и раствором гидроксида натрия составляет -49,98 кДж моль -1 .

3. Термохимическое уравнение реакции между азотной кислотой и раствором гидроксида натрия показано ниже.
HNO 3 , (водн.) + NaOH (водн.) → NaNO 3 (водн.) + H 2 O (л) ΔH = -57,3 кДж
При 250 см 3 из 1.0 моль дм -3 азотная кислота добавлена ​​к 200 см 3 2,0 моль дм -3 раствор гидроксида натрия, каково изменение температуры?
[Удельная теплоемкость раствора: 4,2 Дж · г -1 ° C -1 ; плотность раствора: 1 г см. -3 ]
Раствор:

.

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

.

Как определить хлорид-ионы в растворах для обработки железа с использованием нитрата серебра - Канадский институт охраны природы (CCI) Примечания 4/5

Наука, лежащая в основе теста на хлорид-ионы

Взаимодействие нитрата серебра с хлорид-ионами

Когда соль, такая как хлорид натрия (NaCl), растворяется в воде, ионы, составляющие соль, рассеиваются в растворе, но только до определенного предела (называемого растворимостью). Если мы попытаемся получить раствор, в котором этот предел превышен, ионы объединятся, образуя твердую соль.Образовавшееся твердое вещество называется осадком. Ключом к тесту в этой процедуре является низкая растворимость хлорида серебра в воде.

Большинство хлоридных солей хорошо растворимы в воде (Weast 1974). Например, хлорид натрия имеет растворимость 357 г / л при 0 ° C, что соответствует концентрации хлорид-иона 220 000 частей на миллион. Хлорид серебра, с другой стороны, является одной из немногих хлоридных солей, которые обладают низкой растворимостью: 0,89 мг / л при 10 ° C или 0,22 ppm концентрации хлорид-иона.

Когда раствор, содержащий ионы серебра (Ag + ), добавляется к раствору, содержащему ионы хлорида (Cl - ), образуется белый осадок хлорида серебра (AgCl), если концентрация ионов хлора не очень низкая. Реакция записывается как:

Cl - (водный) + Ag + (водный) → AgCl (белое твердое вещество)

Чем выше начальные концентрации ионов серебра и хлорида, тем больше будет образовываться осадок.

Определение частей на миллион (ppm)

Концентрации хлорид-иона часто указываются в частях на миллион (ppm). Части на миллион - это единица концентрации, определяемая как масса растворенного вещества (добавляемого иона или соединения), деленная на массу раствора (после добавления иона или соединения), а затем умноженная на один миллион (10 6 ). Распространенное предположение для разбавленных водных растворов состоит в том, что добавленные ионы не изменяют плотность воды, так что раствор имеет ту же плотность, что и чистая вода при комнатной температуре (приблизительно 1 г / мл) (Skoog et al.2014, стр. 72). При таком предположении определение ppm упрощается до:

Обратите внимание, что растворенным веществом является хлорид-ион. Это означает, что раствор хлорид-иона с концентрацией 1 ppm содержит 1 миллиграмм (мг) хлорид-иона на литр (л) раствора.

При приготовлении 100 мл (0,1 л) раствора A (3000 частей на миллион) в этой процедуре отмеряется 0,49 г хлорида натрия. Хлорид натрия содержит 39,3% натрия и 60,7% хлорида по весу, как определено из атомного веса натрия (22.99 г / моль) и хлора (35,45 г / моль). Это означает, что при растворении хлорида натрия в растворе имеется 0,30 г (300 мг) ионов хлора и 0,19 г ионов натрия. Таким образом, концентрация хлорид-ионов в миллионных долях равна 300 мг, деленному на 0,1 л, что составляет 3000 частей на миллион (а не 4900 частей на миллион).

Чтобы получить представление о масштабе частей на миллион, представьте, сколько хлорида натрия содержится в 10 мл раствора с 10 миллионными долями хлорид-ионов. Этот объем содержит 0,1 мг хлорид-ионов, а 0.065 мг ионов натрия или 0,165 мг хлорида натрия слишком мало для взвешивания на лабораторных весах. Эта масса соответствует кубу хлорида натрия со стороной 0,42 мм, что примерно равно крупинке соли.

Почему растворы образцов подкисляются

Растворы подкисляются разбавленной азотной кислотой для предотвращения осаждения некоторых солей серебра, кроме хлорида серебра, при добавлении нитрата серебра. В нейтральных растворах может образоваться фосфат серебра или карбонат серебра, если присутствует достаточное количество фосфатных или карбонатных ионов (Bassett et al.1978). Если тестовый раствор имеет pH более 8, ионы серебра из нитрата серебра реагируют с ионами гидроксила (OH - ) с образованием гидроксида серебра (AgOH) или оксида серебра (Ag 2 O). Реакция с гидроксильными ионами:

AgNO 3 + OH - → AgOH (светло-коричневый)

, за которым следует

2AgOH → H 2 O + Ag 2 O (темно-коричневый или черный)

На рис. 3 показано, что происходит, когда нитрат серебра добавляется к щелочному раствору, содержащему около 200 ppm хлорид-ионов.Этот образец был взят из ванны для обработки 1% (мас. / Об.) Гидроксидом натрия для археологического железа.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0413
Рис. 3. Оксид серебра осаждается в щелочном растворе примерно через 20 секунд после добавления двух капель 2% (мас. / Об.) Нитрата серебра к щелочному раствору, содержащему 1% (мас. / Об.) Гидроксида натрия и хлорида. концентрация ионов около 200 ppm.

Появление осадков гидроксида серебра, оксида серебра и хлорида серебра в пробирке в течение 20 секунд после добавления нитрата серебра показано на видео.

Источники солей в объектах

Объекты, извлеченные из захоронения, загрязнены материалами из этой среды. Сюда часто входят различные соли, особенно если объекты извлекаются из моря. Преобладающими ионами в морской воде (Weast 1974) являются ионы хлора (Cl - , 19 000 ppm) и ионы натрия (Na + , 10 600 ppm), но также присутствуют магний (Mg 2+ , 1270 ppm), сера (в основном в форме сульфат-ионов SO 4 2-, 880 ppm), кальций (Ca 2+ , 400 ppm), калий (K + , 380 ppm) и различные другие ионы с концентрациями ниже 100 частей на миллион.

Эти ионы или соли этих ионов могут повредить объекты, если их не удалить. Хлорид-ионы особенно опасны для металлических предметов, особенно для железа. Когда железо корродирует, оно покрывается слоем оксидов и гидроксидов железа. Этот слой обеспечивает некоторую защиту от дальнейшей коррозии. Однако хлорид-ионы мешают слою, значительно увеличивая скорость коррозии (Selwyn et al. 1999).

Другими объектами, поврежденными солями, являются пористые материалы, такие как керамика (Odegaard et al.2011). Повреждение возникает, когда соли превращаются из растворенных в растворе ионов в твердые кристаллы по мере испарения воды. Некоторые соли (в частности, сульфат натрия) подвергаются настолько большому объемному расширению при кристаллизации, что они вызывают значительные повреждения окружающего материала, если кристаллизация происходит внутри пористой структуры (Waller 1992).

Список литературы

Bassett, J., R.C. Денни, Г. Джеффри и Дж. Мендхэм. Учебник Фогеля по количественному неорганическому анализу , 4-е изд.Харлоу, Великобритания: Longman Group, 1978.

Lagowski, J.J., and C.H. Sorum. Введение в семимикро качественный анализ , 8-е изд. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall, 2005.

Одегаард, Н., С. Кэрролл, У.С. Zimmt. Тесты для определения характеристик материалов предметов искусства и археологии , 2-е изд. Лондон, Великобритания: Archetype Publications, 2005.

.

Odegaard, N., P. Hill, B. Santarelli и W. Zimmt. «Обнаружение и идентификация солей в процессе опреснения с помощью точечных пробных бумаг." WAAC (Западная ассоциация сохранения произведений искусства) Информационный бюллетень 33 (2011), стр. 14–17.

Plenderleith, H.J., and A.E.A. Вернер. Сохранение древностей и произведений искусства , 2-е изд. Лондон, Великобритания: Oxford University Press, 1971, стр. 201.

Риммер М., Д. Уоткинсон и К. Ван. «Эффективность извлечения хлоридов из археологических железных объектов с использованием деоксигенированных щелочных растворов». Исследования в области сохранения 57 (2012), стр.29-41.

Риммер М., Д. Уоткинсон и К. Ван. «Влияние опреснения хлоридов на скорость коррозии археологического железа». Исследования в области сохранения 58 (2013), стр. 326–337.

Рис, Д. Тестирование хлоридов с нитратом серебра (формат PDF). Сохраните O грамм 6/3. Вашингтон, округ Колумбия: Служба национальных парков, 1993.

Semczak, C.M. «Сравнение тестов на хлориды». Исследования по сохранению 22 (1977), стр.40-41.

Селвин Л. Анализ концентрации хлорид-иона в водных растворах с помощью потенциометрического титрования . Отчет об исследовании Канадского института охраны природы № 2. Оттава, Онтарио: Канадский институт охраны природы, 2001 г.

Селвин, Л. «Обзор археологического железа: проблема коррозии, ключевые факторы, влияющие на обработку, и пробелы в современных знаниях». (Формат PDF) В книге Дж. Эштона и Д. Халлама, ред., Металл 2004: Труды Международной конференции по сохранению металлов .Канберра, Австралия: Национальный музей Австралии, 2004 г., стр. 294–306.

Селвин, Л.С., П.Дж. Сироис и В. Аргиропулос. «Коррозия выкопанного археологического железа с подробностями о плаче и акаганеите». Исследования по сохранению 44 (1999), стр. 217–232.

Скуг, Д.А., Д.М. Уэст, Ф.Дж. Холлер и С. Крауч. Основы аналитической химии , 9 изд. Бельмонт, Калифорния: Брукс / Коул, 2014.

Валлер Р. "Минералогические и петрологические образцы, чувствительные к температуре и влажности."В издании F.M. Howie, Уход и сохранение геологического материала: минералы, камни, метеориты и лунные находки . Оксфорд, Великобритания: Butterworth-Heinemann, 1992, стр. 25–50.

Wang, Q., S. Dove, F. Shearman и M. Smirniou. «Оценка методов определения концентрации хлорид-иона и эффективности опреснительных процедур с использованием растворов гидроксида натрия и щелочных сульфитов». Консерватор 31 (2008), стр. 67–74.

Вист, Р.С., изд. Справочник по химии и физике , 54-е изд. Кливленд, Огайо: CRC Press, 1974.

Автор Линдси Селвин

Également publié en version française.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы, 2016

ISSN 1928-1455

,

Смотрите также