Нитрат свинца - это неорганическое соединение, имеющее следующую формулу: Pb(NO3)2. В обычном состоянии представляет собой порошок белого цвета или бесцветные кристаллы. Это вещество хорошо растворяется в воде.
Физические свойства
1. Хорошо растворяется с поглощением тепла в H2O (вода), плохо - в ацетоне, а также в метиловом и этиловом спиртах.
2. Образует диамагнитные бесцветные кристаллы, плотностью 4,530 г/сантиметр³. Каждый атом Pb (свинец) окружен двенадцатью атомами О (кислород). Длина связи Pb-O составляет 0,281 нм, а N-O - 0,127 нм. Представляет кубическую сингонию. Принадлежит к пространственной группе Pa3. Кроме кубической разновидности была получена еще и моноклинная форма, которая даже при нагревании плохо растворима в H2O (вода).
3. составляет 600,65 K.
Как получают нитрат свинца
Это вещество не встречается в природе. Поэтому люди создали некоторые методы (промышленные и лабораторные), которые сводятся к растворению свинца (Pb), его гидроксида или окиси в разбавленной Реакции:
3Pb (свинец) + 8HNO3 (кислота азотная) = 3Pb(NO3)2 (нитрат свинца) + 2NO (азота оксид, выделяется в виде газа) + 4H2O (вода);
PbO (окись свинца) + 2HNO3 (кислота азотная) = Pb(NO3)2 (свинца нитрат) + H2O (вода);
Pb(OH)2 (свинца гидроксид) + 2HNO3 (азотная кислота) = Pb(NO3)2 (динитрат свинца) + 3H2O (вода).
Для того чтобы подавить гидролиз и снизить растворимость динитрата свинца, необходимо брать с избытком.
Также динитрат свинца получают как побочный продукт при очистке отходов кислотой азотной, например, при обработке висмуто-свинцовых отходов на заводах. В дальнейшем это соединение используют для цианирования золота.
Какие химические свойства есть у нитрата свинца
1. В водном растворе нитрат свинца диссоциирует на нитрат-анионы и катионы свинца. Вот так выглядит эта реакция:
Pb(NO3)2 (динитрат свинца) = Pb2+ (катион свинца) + 2NO3- (анион оксида азота)
Раствор динитрата свинца подвергается гидролизу. При избыточном количестве NO3- образуются нитратокомплексы: 3−, 2− и −. Если повысить pH раствора, то в результате создаются гидронитраты Pb(OH)x(NO3)y переменного состава. Некоторые из них при этом выделены в твердом состоянии.
2. Так как свинца динитрат является растворимым соединением, то можно получить следующие обменные реакции:
Любое химическое соединение, содержащее в себе свинцовый катион (Pb+2), будет реагировать с раствором, в котором есть анион йодид. При этом образуется осадок желто-оранжевого цвета (Pbl2, свинца йодид). Так выглядит данная реакция:
Pb2+ + 2l- = Pbl2 (осадок)
Такая же обменная реакция и в твердой фазе. Например:
Pb(NO3)2 + 2Kl (калий) = Pbl2 (выпадает в осадок) + 2KNO3 (нитрат калия)
Применение нитрата свинца
Используется в качестве начального сырья для производства большинства других соединений Pb (свинец);
- в качестве ингибитора нейлоновых полимеров и некоторых других полиэфиров, в роли зооцида, в покрытиях бумаги фототермографической;
- так как нитрат свинца - это доволно опасное соединение, в промышленной сфере в настоящее время используют другие соединения. Например, при производстве красок, спичек и фейерверков полностью отказались от соединений свинца.
- в лабораторной практике свинца нитрат используют как хороший и удобный источник диазота тетраоксида;
- сравнительно недавно в очень ограниченных количествах это химическое соединение используется при цианировании золота.
- в органической химии Pb(NO3)2 используется в качестве окислителя, для получения из дитиокарбаматов изотиоцианатов. Из-за своей высокой токсичности его применяют все реже.
Безопасность
Нитрат свинца классифицируется как категория 2А (вероятно канцерогенное соединение для человека). Недопустимо вдыхание его ядовитых паров или прием внутрь, а также контакт с кожными покровами или слизистой оболочкой. Динитрат свинца должен постоянно находиться под контролем. Отравления этим химическим соединением приводят к отравлениям, глиомам и раку почек, головного мозга и легких.
Решение качественных задач по определению веществ, находящихся в склянках без этикеток, предполагает проведение ряда операций, по результатам которых можно определить, какое вещество находится в той или иной склянке.
Первым этапом решения является
мысленный эксперимент, представляющий собой
план действий и их предполагаемые результаты.
Для записи мысленного эксперимента используется
специальная таблица-матрица, в ней обозначены
формулы определяемых веществ по горизонтали и
вертикали. В местах пересечения формул
взаимодействующих веществ записываются
предполагаемые результаты наблюдений: - выделение
газа, -
выпадение осадка, указываются изменения цвета,
запаха или отсутствие видимых изменений. Если по
условию задачи возможно применение
дополнительных реактивов, то результаты их
использования лучше записать перед составлением
таблицы - число определяемых веществ в таблице
может быть таким образом сокращено.
Решение задачи будет, следовательно, состоять из
следующих этапов:
- предварительное обсуждение отдельных реакций и
внешних характеристик веществ;
- запись формул и предполагаемых результатов
попарных реакций в таблицу,
- проведение эксперимента в соответствии с
таблицей (в случае экспериментальной задачи);
- анализ результатов реакций и соотнесение их с
конкретными веществами;
- формулировка ответа задачи.
Необходимо подчеркнуть, что мысленный эксперимент и реальность не всегда полностью совпадают, так как реальные реакции осуществляются при определенных концентрации, температуре, освещении (например, при электрическом свете AgCl и AgBr идентичны). Мысленный эксперимент часто не учитывает многих мелочей. К примеру, Br 2 /aq прекрасно обесцвечивается растворами Na 2 CO 3 , На 2 SiO 3 , CH 3 COONa; образование осадка Ag 3 PO 4 не идет в сильнокислой среде, так как сама кислота не дает этой реакции; глицерин образует комплекс с Сu (ОН) 2 , но не образует с (CuOH) 2 SO 4 , если нет избытка щелочи, и т. д. Реальная ситуация не всегда согласуется с теоретическим прогнозом, и в этой главе таблицы-матрицы"идеала" и "реальности" иногда будут отличаться. А чтобы разбираться в том, что же происходит на самом деле, ищите всякую возможность работать руками экспериментально на уроке или факультативе (помните при этом о требованиях техники безопасности).
Пример 1. В пронумерованных склянках содержатся растворы следующих веществ: нитрата серебра, соляной кислоты, сульфата серебра, нитрата свинца, аммиака и гидроксида натрия. Не используя других реактивов, определите, в какой склянке раствор какого вещества находится.
Решение. Для решения задачи составим таблицу-матрицу, в которую будем заносить в соответствующие квадратики ниже пересекающей ее диагонали данные наблюдения результатов сливания веществ одних пробирок с другими.
Наблюдение результатов последовательного приливания содержимого одних пронумерованных пробирок ко всем другим:
1 + 2 - выпадает белый осадок; ;
1 + 3 - видимых изменений не наблюдается;
| Вещества | 1. AgNO 3 , | 2. НСl | 3. Pb(NO 3) 2 , | 4. NH 4 OH | 5. NaOH |
| 1. AgNO 3 | X | AgCl белый | - | выпадающий осадок растворяется | Ag 2 O бурый |
| 2. НСl | белый | X | PbCl 2 белый, | - | _ |
| 3. Pb(NO 3) 2 | - | белый PbCl 2 | X | Pb(OH) 2 помутнение) | Pb(OH) 2 белый |
| 4. NH 4 OH | - | - | (помутнение) | - | |
| S. NaOH | бурый | - | белый | - | X |
1 + 4 - в зависимости от порядка сливания
растворов может выпасть осадок;
1 + 5 - выпадает осадок бурого цвета;
2+3- выпадает осадок белого цвета;
2+4- видимых изменений не наблюдается;
2+5 - видимых изменений не наблюдается;
3+4 - наблюдается помутнение;
3+5 - выпадает белый осадок;
4+5 - видимых изменений не наблюдается.
Запишем далее уравнения протекающих реакций в тех случаях, когда наблюдаются изменения в реакционной системе (выделение газа, осадка, изменение цвета) и занесем формулу наблюдаемого вещества и соответствующий квадратик таблицы-матрицы выше пересекающей ее диагонали:
| I. 1 + 2: | AgNO 3 + НСl | AgCl + HNO 3 ; | |
| II. 1 + 5: | 2AgNO 3 + 2NaOH | Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O; | |
| бурый(2AgOH Ag 2 O + H 2 O) | |||
| III. 2 + 3: | 2НСl + Рb(NO 3) 2 | РbСl 2 + 2НNO 3 ; | |
| белый | |||
| IV. 3 + 4: | Pb(NO 3) 2 + 2NH 4 OH | Pb(OH) 2 + 2NH 4 NO 3 ; | |
| помутнение | |||
| V. 3 + 5: | Pb(NO 3) 2 + 2NaOH | Pb(OH) 2 + 2NaNO 3 | |
| белый |
(при приливании нитрата свинца в избыток щелочи
осадок может сразу раствориться).
Таким образом, на основании пяти опытов
различаем вещества, находящиеся в
пронумерованных пробирках.
Пример 2. В восьми пронумерованных пробирках (от 1 до 8) без надписей содержатся сухие вещества: нитрат серебра (1), хлорид алюминия (2), сульфид натрия (3), хлорид бария (4), нитрат калия (5), фосфат калия (6), а также растворы серной (7) и соляной (8) кислот. Как, не имея никаких дополнительных реактивов, кроме воды, различить эти вещества?
Решение. Прежде всего растворим твердые вещества в воде и отметим пробирки, где они оказались. Составим таблицу-матрицу (как в предыдущем примере), в которую будем заносить данные наблюдения результатов сливания веществ одних пробирок с другими ниже и выше пересекающей ее диагонали. В правой части таблицы введем дополнительную графу"общий результат наблюдения", которую заполним после окончания всех опытов и суммирования итогов наблюдений по горизонтали слева направо (см., например, с. 178).
| 1+2: | 3AgNO 3 + A1C1, | 3AgCl белый | + Al(NO 3) 3 ; | |
| 1 + 3: | 2AgNO 3 + Na 2 S | Ag 2 S черный | + 2NaNO 3 ; | |
| 1 + 4: | 2AgNO 3 + BaCl 2 | 2AgCl белый | + Ba(NO 3) 2 ; | |
| 1 + 6: | 3AgN0 3 + K 3 PO 4 | Ag 3 PO 4 желтый | + 3KNO 3 ; | |
| 1 + 7: | 2AgNO 3 + H 2 SO 4 | Ag,SO 4 белый | + 2HNO S ; | |
| 1 + 8: | AgNO 3 + HCl | AgCl белый | + HNO 3 ; | |
| 2 + 3: | 2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O | 2Al (OH) 3 , | + 3H 2 S + 6NaCl; | |
| (Na 2 S + H 2 O NaOH + NaHS, гидролиз); | ||||
| 2 + 6: | AlCl 3 + K 3 PO 4 | A1PO 4 белый | + 3KCl; | |
| 3 + 7: | Na 2 S + H 2 SO 4 | Na 2 SO 4 | + H 2 S | |
| 3 + 8: | Na 2 S + 2HCl | -2NaCl | + H 2 S; | |
| 4 + 6: | 3BaCl 2 + 2K 3 PO 4 | Ba 3 (PO 4) 2 белый | + 6KC1; | |
| 4 + 7 | BaCl 2 + H 2 SO 4 | BaSO 4 белый | + 2HC1. | |
Видимых изменений не происходит только с нитратом калия.
По тому, сколько раз выпадает осадок и выделяется газ, однозначно определяются все реагенты. Кроме того, ВаС1 2 и К 3 РО 4 различают по цвету выпавшего осадка с AgNO 3: AgCl - белый, a Ag 3 PO 4 - желтый. В данной задаче решение может быть более простым - любой из растворов кислот позволяет сразу выделить сульфид натрия, им определяются нитрат серебра и хлорид алюминия. Нитратом серебра определяются среди оставшихся трех твердых веществ хлорид бария и фосфат калия, хлоридом бария различают соляную и серную кислоты.
Пример 3. В четырех пробирках без этикеток находятся бензол, хлоргексан, гексан и гексен. Используя минимальные количества и число реактивов, предложите метод определения каждого из указанных веществ.
Решение. Определяемые вещества
между собой не реагируют, таблицу попарных
реакций нет смысла составлять.
Существует несколько методов определения данных
веществ, ниже приведен один из них.
Бромную воду обесцвечивает сразу только гексен:
С 6 Н 12 + Вr 2 = С 6 Н 12 Вr 2 .
Хлоргексан можно отличить от гексана, пропуская продукты их сгорания через раствор нитрата серебра (в случае хлоргексана выпадает белый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте, в отличие от карбоната серебра):
2С 6 Н 14 + 19O 2 = 12СO 2 + 14Н 2 О;
С 6 Н 13 Сl + 9O 2 = 6СO 2 + 6Н 2 O +
НС1;
HCl + AgNO 3 = AgCl + HNO 3 .
Бензол отличается от гексана по замерзанию в ледяной воде (у С 6 Н 6 т. пл.= +5,5°С, а у С 6 Н 14 т. пл. = -95,3°С).
1. В два одинаковых химических стакана налиты равные объемы: в один воды, в другой - разбавленного раствора серной кислоты. Как, не имея под рукой никаких химических реактивов, различить эти жидкости (пробовать растворы на вкус нельзя)?
2. В четырех пробирках находятся порошки оксида меди(II), оксида железа (III), серебра, железа. Как распознать эти вещества, используя только один химический реактив? Распознавание по внешнему виду исключается.
3. В четырех пронумерованных пробирках находятся сухие оксид меди (II), сажа, хлорид натрия и хлорид бария. Как, пользуясь минимальным количеством реактивов, определить, в какой из пробирок находится какое вещество? Ответ обоснуйте и подтвердите уравнениями соответствующих химических реакций.
4. В шести пробирках без надписей находятся безводные соединения: оксид фосфора(V), хлорид натрия, сульфат меди, хлорид алюминия, сульфид алюминия, хлорид аммония. Как можно определить содержимое каждой пробирки, если имеется только набор пустых пробирок, вода и горелка? Предложите план анализа.
5 . В четырех пробирках без надписей находятся водные растворы гидроксида натрия, соляной кислоты, поташа и сульфата алюминия. Предложите способ определения содержимого каждой пробирки, не применяя дополнительных реактивов.
6 . В пронумерованных пробирках находятся растворы гидроксида натрия, серной кислоты, сульфата натрия и фенолфталеин. Как различить эти растворы, не пользуясь дополнительными реактивами?
7. В банках без этикеток находятся следующие индивидуальные вещества: порошки железа, цинка, карбоната кальция, карбоната калия, сульфата натрия, хлорида натрия, нитрата натрия, а также растворы гидроксида натрия и гидроксида бария. В Вашем распоряжении нет никаких других химических реактивов, в том числе и воды. Составьте план определения содержимого каждой банки.
8 . В четырех пронумерованных банках без этикеток находятся твердые оксид фосфора (V) (1), оксид кальция (2), нитрат свинца (3), хлорид кальция (4). Определить, в какой из банок находится каждое из указанных соединений, если известно, что вещества (1) и (2) бурно реагируют с водой, а вещества (3) и (4) растворяются в воде, причем полученные растворы (1) и (3) могут реагировать со всеми остальными растворами с образованием осадков.
9 . В пяти пробирках без этикеток находятся растворы гидроксида, сульфида, хлорида, йодида натрия и аммиака. Как определить эти вещества при помощи одного дополнительного реактива? Приведите уравнения химических реакций.
10. Как распознать растворы хлорида натрия, хлорида аммония, гидроксида бария, гидроксида натрия, находящиеся в сосудах без этикеток, используя лишь эти растворы?
11. . В восьми пронумерованных пробирках находятся водные растворы соляной кислоты, гидроксида натрия, сульфата натрия, карбоната натрия, хлорида аммония, нитрата свинца, хлорида бария, нитрата серебра. Используя индикаторную бумагу и проводя любые реакции между растворами в пробирках, установить, какое вещество содержится в каждой из них.
12. В двух пробирках имеются растворы гидроксида натрия и сульфата алюминия. Как их различить, по возможности, без использования дополнительных веществ, имея только одну пустую пробирку или даже без нее?
13. В пяти пронумерованных пробирках находятся растворы перманганата калия, сульфида натрия, бромная вода, толуол и бензол. Как, используя только названные реактивы, различить их? Используйте для обнаружения каждого из пяти веществ их характерные признаки (укажите их); дайте план проведения анализа. Напишите схемы необходимых реакций.
14. В шести склянках без наименований находятся глицерин, водный раствор глюкозы, масляный альдегид (бутаналь), гексен-1, водный раствор ацетата натрия и 1,2-дихлорэтан. Имея в качестве дополнительных химических реактивов только безводные гидроксид натрия и сульфат меди, определите, что находится в каждой склянке.
1. Для определения воды и серной кислоты можно использовать различие в физических свойствах: температурах кипения и замерзания, плотности, электропроводности, показателе преломления и т. п. Самое сильное различие будет в электропроводности.
2.
Прильем к порошкам в
пробирках соляную кислоту. Серебро не
прореагирует. При растворении железа будет
выделяться газ: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Оксид железа (III) и оксид меди (II) растворяются без
выделения газа, образуя желто-коричневый и
сине-зеленый растворы: Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3
+ 3H 2 O; CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O.
3. CuO и С - черного цвета, NaCl и ВаВr 2 - белые. Единственным реактивом может быть, например, разбавленная серная кислота H 2 SO 4:
CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (голубой
раствор); BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (белый
осадок).
С сажей и NaCl разбавленная серная кислота не
взаимодействует.
4 . Небольшое количество каждого из веществ помещаем в воду:
| CuSO 4 +5H 2 O = CuSO 4 5H 2 O | (образуется голубой раствор и кристаллы); |
| Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S | (выпадает осадок и выделяется газ с неприятным запахом); |
| 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 А1(ОН) 2 С1 + Н 2 О = А1(ОН) 2 + НСl |
(протекает бурная реакция, образуются осадки основных солей и гидроксида алюминия); |
| P 2 O 5 + H 2 O =
2HPO 3 HPO 3 +H 2 O = H 3 PO 4 |
(бурная реакция с выделением большого количества тепла, образуется прозрачный раствор). |
Два вещества - хлорид натрия и хлорид аммония- растворяются, не реагируя с водой; их можно различить, нагревая сухие соли (хлорид аммония возгоняется без остатка): NH 4 Cl NH 3 + HCl; или по окраске пламени растворами этих солей (соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет).
5. Составим таблицу попарных взаимодействий указанных реагентов
| Вещества | 1. NaOH | 2 НСl | 3. К 2 СО 3 | 4. Аl 2 (SO 4) 3 | Общий результат наблюдения |
| 1, NaOH | - | - | Al(OH) 3 | 1 осадок | |
| 2. НС1 | _ | CO 2 | __ | 1 газ | |
| 3. К 2 СО 3 | - | CO 2 | Al(OH) 3 CO 2 |
1 осадок и 2 газа | |
| 4. Al 2 (S0 4) 3 | А1(ОН) 3 | - | А1(ОН) 3 CO 2 |
2 осадка и 1 газ | |
| NaOH + HCl = NaCl + H 2 O | |||||
| К 2 СO 3 + 2HC1 = 2КС1 + Н 2 O + СO 2 | |||||
3K 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O = 2 Al(OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4 ;
Исходя из представленной таблицы по числу выпадения осадка и выделения газа можно определить все вещества.
6.
Попарно смешивают все
растворы Пара растворов, дающая малиновую
окраску, - NaOH и фенолфталеин Малиновый раствор
прибавляют в две оставшиеся пробирки. Там, где
окраска исчезает, - серная кислота, в другой -
сульфат натрия. Остается различить NaOH и
фенолфталеин (пробирки 1 и 2).
А. Из пробирки 1 прибавляют каплю раствора к
большому количеству раствора 2.
Б. Из пробирки 2 - каплю раствора прибавляют к
большому количеству раствора 1. В обоих случаях-
малиновое окрашивание.
К растворам А и Б прибавляют по 2 капли раствора
серной кислоты. Там, где окраска исчезает,
содержалась капля NaOH. (Если окраска исчезает в
растворе А, то NaOH - в пробирке 1).
| Вещества | Fe | Zn | СаСО 3 | К 2 СО 3 | Na 2 SO 4 | NaCl | NaNO 3 |
| Ва(ОН) 2 | осадок | осадок | раствор | раствор | |||
| NaOH | возможно выделение водорода | раствор | раствор | раствор | раствор | ||
| Осадка нет в случае двух солей у Ва(ОН) 2 и в случае четырех солей У NaOH | темные порошки (раствсворяющийся в щелочах - Zn, нерастворяющийся в щелочах - Fe) | СаСО 3 дает осадок с обеими щелочами |
дают по одному осадку, различаются по окрашиванию пламени: К + - фиолетовое, Na+ - желтое |
осадков не дают; различаются поведением при нагревании (NaNO 3 плавится, а потом разлагается с выделением О 2 , затем NО 2 | |||
8 . Бурно реагируют с водой: Р 2 О 5 и СаО с образованием соответственно H 3 PO 4 и Са(ОН) 2:
Р 2 O 5 + 3Н 2 О = 2Н 3 РO 4 ,
СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2 .
Вещества (3) и (4) -Pb(NO 3) 2 и СаСl 2 -
растворяются в воде. Растворы могут реагировать
друг с другом следующим образом:
| Вещества | 1. Н 3 РО 4 | 2. Са(ОН) 2 , | 3. Pb(NO 3) 2 | 4. CaCl 2 |
| 1. Н 3 РО 4 | CaHPO 4 | PbHPO 4 | CaHPO 4 | |
| 2. Са(ОН) 2 | СаНРО 4 | Pb(OH) 2 | - | |
| 3. Pb(NO 3) 2 | РbНРО 4 | Pb(OH) 2 | РbСl 2 | |
| 4. СаС1 2 | CaHPO 4 | PbCl 2 |
Таким образом, раствор 1 (H 3 PO 4)
образует осадки со всеми другими растворами при
взаимодействии. Раствор 3 - Pb(NO 3) 2
также образует осадки со всеми другими
растворами. Вещества: I -Р 2 O 5, II -СаО,
III -Pb(NO 3) 2 , IV-СаСl 2 .
В общем случае выпадение большинства осадков
будет зависеть от порядка сливания растворов и
избытка одного из них (в большом избытке Н 3 РО 4
фосфаты свинца и кальция растворимы).
9.
Задача имеет несколько
решений, два из которых приведены ниже.
а.
Во все пробирки добавляем раствор
медного купороса:
2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 (голубой
осадок);
Na 2 S + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + CuS (черный
осадок);
NaCl + CuSO 4 (в разбавленном растворе изменений
нет);
4NaI+2CuSO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2CuI+I 2 (коричневый осадок);
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4
(синий раствор или голубой осадок,
растворимый в избытке раствора аммиака).
б.
Во все пробирки добавляем раствор
нитрата серебра:
2NaOH + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Н 2 О + Ag 2 O
(коричневый осадок);
Na 2 S + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Ag 2 S
(черный осадок);
NaCl + AgNO 3 = NaN0 3 + AgCl (белый осадок);
NaI + AgNO 3 = NaNO 3 + AgI(желтый осадок);
2NH 3 + 2AgNO 3 + H 2 O = 2NH 4 NO 3 + Ag 2 O
(коричневый осадок).
Ag 2 O растворяется в избытке раствора
аммиака: Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.
10 . Для распознавания этих веществ следует провести реакции всех растворов друг с другом:
| Вещества | 1. NaCl | 2. NH 4 C1 | 3. Ba(OH), | 4. NaOH | Общий результат наблюдения |
| 1. NaCl | ___ | _ | _ | взаимодействия не наблюдается | |
| 2. NH 4 Cl | _ | X | NH 3 | NH 3 | в двух случаях выделяется газ |
| 3. Ва(ОН) 2 | - | NH 3 | X | - | |
| 4. NaOH | - | NH 3 | - | X | в одном случае выделяется газ |
NaOH и Ва(ОН) 2 можно различить по разному окрашиванию пламени (Na+ окрашивают в желтый цвет, а Ва 2 + - в зеленый).
11. Определяем кислотность растворов
с помощью индикаторной бумаги:
1) кислая среда -НСl, NH 4 C1, Pb(NO 3) 2 ;
2) нейтральная среда - Na 2 SO 4 , ВаС1 2 ,
AgNO 3 ;
3) щелочная среда - Na 2 CO 3 , NaOH.
Составляем таблицу.
Цель работы: изучение гетерогенных химических равновесий, условия образования осадков и их растворения.
Опыт 1. Сравнительная полнота осаждения солей свинца
Последовательность проведения:
1) в пробирку добавьте 4 – 6 капли 0,5М раствора нитрата свинца Pb(NO 3) 2 и столько же 0,5М раствора хлорида натрия NaCl;
2) содержимое пробирки профильтруйте через бумажный фильтр и фильтрат разлейте по 3 пробиркам;
3) в первую пробирку с фильтратом внесите 2 – 3 капли 2М HCl;
4) во вторую пробирку с фильтратом внесите 4 – 5 капли сульфида натрия Na 2 S (1М раствора);
5) в третью пробирку с фильтратом внесите 4 – 5 капли сульфата натрия Na 2 SO 4 (1М раствора).
Обработка результатов:
1) запишите результаты наблюдений: образование осадка и его цвет;
Pb(NO 3) 2 + NaCl = PbCl 2 + …
белый осадок
Pb(NO 3) 2 + HCl = …
Pb(NO 3) 2 + Na 2 S = PbS + …
черный осадок
белый осадок
3) по таблице № приложения найдите величины ПР малорастворимых электролитов PbCl 2 , PbS и PbSO 4 ;
4) на основании собственных наблюдений и табличных значений величин ПР сделайте вывод о полноте осаждения ионов Pb +2 различными осадителями: чем меньше ПР малорастворимого электролита, тем полнее идет осаждение ионов из раствора.
Опыт 2. Зависимость последовательности выпадения осадков от величины их ПР
Последовательность проведения эксперимента:
1) в две пробирки внесите 2-3 капли 0,5М раствора нитрата свинца Pb(NO 3) 2 ;
2) добавьте в первую пробирку такое же количество 1,0М раствора сульфата натрия Na 2 SO 4 , а в другую – 1,0М раствор хромата натрия Na 2 CrO 4 ;
3) в третью пробирку внесите по 2 – 3 капли 1,0М растворов сульфата натрия Na 2 SO 4 и хромата калия К 2 CrO 4 ;
4) перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой и добавьте 2 капли 0,3М раствора нитрата свинца Pb(NO 3) 2 ;
Обработка результатов:
1) запишите результаты наблюдений: последовательность выпадения осадков и их цвет;
2) допишите соответствующие уравнения реакций:
Pb(NO 3) 2 + Na 2 SO 4 = PbSO 4 + …
белый осадок
Pb(NO 3) 2 + Na 2 CrO 4 = PbCrO 4 + …
желтый осадок
3) по таблице № приложения найдите значения величин ПР PbCrO 4 и ПР PbSO 4 ;
4) на основании наблюдений и табличных значений ПР объясните последовательность выпадения осадков: чем меньше ПР, тем раньше выпадает осадок.
Опыт 4. Условие растворения осадков
Условием образования осадка является превышение произведения текущих концентрации ионов малорастворимого электролита над его произведением растворимости. Растворение осадка малорастворимого электролита происходит при условии, что произведение концентраций его ионов меньше значения ПР.
Последовательность проведения
1) В пробирке смешайте 5 – 6 капель 0,5н раствора хлорида кальция CaCl 2 и 5 – 6 капель 0,5н раствора оксалата аммония (NH 4) 2 C 2 O 4 ;
2) Хорошо перемешайте раствор с осадком и быстро разлейте по двум пробиркам;
3) В первую пробирку добавьте 2н раствор хлороводородной (соляной) кислоты HCl до полного растворения;
4) Во вторую пробирку влейте 2 – 3 капли 2н раствора уксусной кислоты CH 3 COOH.
Обработка результатов
1) Составьте соответствующие уравнения реакций, отметьте образование осадка, цвет осадка:
CaCl 2 + (NH 4) 2 C 2 O 4 = CaC 2 O 4 + …
белый осадок
CaC 2 O 4 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 C 2 O 4
осадок растворяется
CaC 2 O 4 + 2H + = Ca 2+ + H 2 C 2 O 4
2) По таблице № приложения найдите и выпишите значения констант степени диссоциации кислот;
3) На основании различия в силе применяемых кислот (HCl – сильная, CH 3 COOH - слабая) сделайте вывод о её влиянии на растворимость осадка:
Осадок CaC 2 O 4 растворяется в HCl и практически не растворяется в CH 3 COOH, т. к. последняя является слабым электролитом (Кд = 1,8*10 -5) и содержит в растворе мало ионов H + .
Вывод: растворение осадков зависит от концентрации ионов растворителя.
Контрольные вопросы и задания по теме
1) Найдите в таблице № приложения «Произведение растворимости» значения ПР следующих малорастворимых соединений: Fe(OH) 2 , Cu(OH) 2 , Fe(OH) 3 , Zn(OH) 2 . Какой из гидроксидов прежде всего выпадет в осадок при действии щелочью NaOH на Fe 2+ , Cu 2+ , Fe 3+ , Zn 2+ ?
2) По величине ПР сульфидов FeS, MgS, MnS, CuS (по таблице ПР) определить сульфид какого металла прежде всего выпадет в осадок.
3) В растворе одновременно находятся катионы Ba 2+ , Ca 2+ , Pb 2+ , Sr 2+ . К раствору прилили некоторое количество раствора Na 2 SO 4 , какая соль прежде всего образует осадок?
4) По ПР осадков AgCl, AgBr, AgY определите последовательность их растворения.
5) ПР Ag 3 PO 4 составляет 1,3*10 -20 . Вычислите мольную растворимость (S, моль/л) и концентрацию ионов в растворе фосфата серебра.
6) Растворимость гидроксида магния Mg(OH) 2 при 18˚С равна 1,7*10 -4 моль/л. Найти ПР Mg(OH) 2 при этой температуре.
7) Вычислить ПР Mg(OH) 2 , если в 1 л воды растворимость Mg(OH) 2 равна 0,012 г.
8) ПР фосфорнокислого кальция Ca 3 (PO 4) 2 равно 1,2*10 -14 . Вычислить растворимость этой соли.
9) Вычислите растворимость (в г/л) иодата бария Ba(YO 3) 2 . ПР соли равна 2,8*10 -11 .
10) ПР Ag 3 SO 4 (1,6*10 -5) и СaSO 4 (2,4*10 -5) – величины одного и того же порядка. Одинаковы ли их мольные растворимости (S, моль/л)?
11) В каких случаях растворимость малорастворимых электролитов особенно зависит от концентрации водородных ионов? Одинаково ли влияет увеличение кислотности среды на растворимость AgCl и AgCN. В каком случае растворимость меняется более резко и почему?
12) Вычислите растворимость CaC 2 O 4 в 0,001М растворе HCl (ПР CaC 2 O 4 = 203*10 -9); для щавелевой кислоты (Н 2 C 2 O 4) К 1 = 5,6*10 -2 ; К 2 = 5,4*10 -5 .
13) ПР PbY 2 при 20˚С равно 8*10 -9 . Вычислите растворимость соли (в моль/л и г/л) при указанной температуре.
14) Напишите выражение ПР следующих труднорастворимых солей: PbCO 4 , Ca 3 (PO 4) 2 , Cr 2 S 3 и оснований: Ca(OH) 2 , Pb(OH) 2 , Cr(OH) 3 .
Типовой билет по теме «Растворы (рН, гидролиз, ПР)
1. Рассчитайте рН и концентрацию ионов Н + в растворе, если концентрация ОН - (в моль/л)равна 10 -2
1. 6,10 -5 2.12,10 -12 3. 8,10 -8 4. 3,10 -3 5. 2,10 -2
2. Какая из солей уменьшит растворимость Ag 2 Cr 2 O 7 ?Составьте выражение произведения растворимости этой соли.
1. K 2 F 2. K 2 Cr 2 O 7 3. K 2 S 4. Ca(OH) 2
3. Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции гидролиза сульфата цинка по первой ступени и составьте выражение константы гидролиза.
4. Введением какого вещества можно сместить равновесие в растворе H 2 S в сторону моляризации? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакции и напишите выражение константы равновесия.
1. KCl 2. Na 2 S 3. NaHS 4. K 2 SiO 3 5.NaOH
5. Запишите реакции в молекулярном и ионном виде:
“Растворы (рН, гидролиз, ПР)”
1. Глинка Н.Л. «Задачи и упражнения по общей химии: уч. Пособие для вузов/ под ред. Рабиновича В.А. и Рубинной Х.М. – И.: Интеграл – Пресс: 2007. – с.125.
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Похожая информация.
Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер паропроницаемости и скорости переноса пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
Химическая формула
Молярная масса Pb(NO 3) 2 , нитрат свинца, нитрат свинца (II) 331.2098 г/моль
207,2+(14,0067+15,9994·3)·2
Массовые доли элементов в соединении
Использование калькулятора молярной массы
- Химические формулы нужно вводить с учетом регистра
- Индексы вводятся как обычные числа
- Точка на средней линии (знак умножения), применяемая, например, в формулах кристаллогидратов, заменяется обычной точкой.
- Пример: вместо CuSO₄·5H₂O в конвертере для удобства ввода используется написание CuSO4.5H2O .
Калькулятор молярной массы
Моль
Все вещества состоят из атомов и молекул. В химии важно точно измерять массу веществ, вступающих в реакцию и получающихся в результате нее. По определению моль - это количество вещества, которое содержит столько же структурных элементов (атомов, молекул, ионов, электронов и других частиц или их групп), сколько содержится атомов в 12 граммах изотопа углерода с относительной атомной массой 12. Это число называется постоянной или числом Авогадро и равно 6,02214129(27)×10²³ моль⁻¹.
Число Авогадро N A = 6.02214129(27)×10²³ моль⁻¹
Другими словами моль - это количество вещества, равное по массе сумме атомных масс атомов и молекул вещества, умноженное на число Авогадро. Единица количества вещества моль является одной из семи основных единиц системы СИ и обозначается моль. Поскольку название единицы и ее условное обозначение совпадают, следует отметить, что условное обозначение не склоняется, в отличие от названия единицы, которую можно склонять по обычным правилам русского языка. По определению один моль чистого углерода-12 равен точно 12 г.
Молярная масса
Молярная масса - физическое свойство вещества, определяемое как отношение массы этого вещества к количеству вещества в молях. Говоря иначе, это масса одного моля вещества. В системе СИ единицей молярной массы является килограмм/моль (кг/моль). Однако химики привыкли пользоваться более удобной единицей г/моль.
молярная масса = г/моль
Молярная масса элементов и соединений
Соединения - вещества, состоящие из различных атомов, которые химически связаны друг с другом. Например, приведенные ниже вещества, которые можно найти на кухне у любой хозяйки, являются химическими соединениями:
- соль (хлорид натрия) NaCl
- сахар (сахароза) C₁₂H₂₂O₁₁
- уксус (раствор уксусной кислоты) CH₃COOH
Молярная масса химических элементов в граммах на моль численно совпадает с массой атомов элемента, выраженных в атомных единицах массы (или дальтонах). Молярная масса соединений равна сумме молярных масс элементов, из которых состоит соединение, с учетом количества атомов в соединении. Например, молярная масса воды (H₂O) приблизительно равна 2 × 2 + 16 = 18 г/моль.
Молекулярная масса
Молекулярная масса (старое название - молекулярный вес) - это масса молекулы, рассчитанная как сумма масс каждого атома, входящего в состав молекулы, умноженных на количество атомов в этой молекуле. Молекулярная масса представляет собой безразмерную физическую величину, численно равную молярной массе. То есть, молекулярная масса отличается от молярной массы размерностью. Несмотря на то, что молекулярная масса является безразмерной величиной, она все же имеет величину, называемую атомной единицей массы (а.е.м.) или дальтоном (Да), и приблизительно равную массе одного протона или нейтрона. Атомная единица массы также численно равна 1 г/моль.
Расчет молярной массы
Молярную массу рассчитывают так:
- определяют атомные массы элементов по таблице Менделеева; Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.
Реакции катиона свинца Pb 2+
1. осаждают из умеренно концентрированных растворов солей свинца (II) белый хлопьевидный осадок хлорида свинца (II), легко растворимый в горячей воде:
Pb(NO 3) 2 + 2HCl PbCl 2 ↓ + 2 HNO 3
Pb 2+ + 2Cl - PbCl 2 ↓
Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора нитрата свинца (II) Pb(NO 3) 2 и добавляют 2 капли хлороводородной кислоты. К раствору с осадком добавляют 0,5 мл дистиллированной воды и нагревают смесь на водяной бане. Наблюдают растворение осадка и постепенное его выпадение при охлаждении раствора.
2. Едкие щелочи из растворов солей свинца (II) осаждают гидроксид свинца (II) – осадок белого цвета:
Pb(NO 3) 2 + 2KOH Pb(OH) 2 ↓ + 2KNO 3
Pb 2+ + 2OH - Pb(OH) 2 ↓
Гидроксид свинца (II) обладает амфотерными свойствами, поэтому он растворяется в разбавленной азотной или уксусной кислотах и в избытке щелочи:
Pb(OH) 2 + 2KOH K 2
Выполнение реакции. К 2 каплям соли свинца (II) прибавляют сначала 1 каплю раствора щелочи, а затем ее избыток и наблюдают выпадение осадка и последующее его растворение в избытке щелочи.
3. Серная кислота H 2 SO 4 и растворимые сульфаты выделяют из свинцовых солей труднорастворимый сульфат свинца – осадок белого цвета:
Pb(NO 3) 2 + H 2 SO 4 PbSO 4 ↓ + 2 HNO 3
Pb 2+ + SO 4 2- PbSO 4 ↓
Осадок растворим при нагревании в растворах щелочей (10-15%):
PbSO 4 + 4NaOH Na 2 + Na 2 SO 4
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли свинца (II) прибавляют 2 капли разбавленной серной кислоты и наблюдают выпадение осадка.
4. Иодид калия KI , взаимодействуя со свинцовыми солями, дает желтый осадок иодида свинца (II):
Pb(NO 3) 2 + KI PbI 2 ↓ + 2KNO 3
Pb 2+ + 2I - PbI 2 ↓
Реакция часто применяется для открытия ионов Pb 2+ .
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата свинца (II) Pb(NO 3) 2 добавляют 2 капли раствора иодида калия. В полученный раствор с осадком добавляют 0,5 мл воды и 3-4 капли разбавленной уксусной кислоты; нагревают смесь на кипящей водяной бане в течение 2 мин, затем охлаждают содержимое пробирки под струей воды. Растворившийся при нагревании осадок иодида свинца вновь выпадает в виде красивых золотистых чешуек.
5. Хромат калия K 2 CrO 4 или хромат натрия Na 2 CrO 4 выделяет из раствора соли свинца желтый осадок соли свинца (II):
Pb(NO 3) 2 + K 2 CrO 4 Pb CrO 4 ↓ + 2KNO 3
Pb 2+ + CrO 4 2- Pb CrO 4 ↓
Осадок не растворяется в уксусной кислоте, но растворяется в азотной кислоте и щелочах. Реакция чувствительна и является характерной для ионов Pb 2+ .
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли свинца (II) добавляют 2 капли раствора хромата калия и наблюдают выпадение осадка.
Реакции катиона серебра Ag +
1. Хлороводородная кислота HCl и растворимые хлориды осаждают из нейтральных и кислых растворов солей серебра в виде белого творожистого осадка хлорида серебра:
AgNO 3 + HCl AgCl↓ + HNO 3
Ag + + Cl - AgCl↓
Осадок легко растворяется в избытке аммиака с образованием комплексной соли:
AgCl + 2 NH 3 Cl
При подкислении аммиачного раствора концентрированной азотной кислотой эта соль разрушается и вновь выпадает осадок хлорида серебра:
Cl + 2HNO 3 AgCl↓ + 2NH 4 NO 3
Эту реакцию обычно используют для открытия иона Ag + . Она является фармакопейной.
Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора нитрата серебра, добавляют к нему 2 капли разбавленной хлороводородной кислоты. К раствору с осадком добавляют 5 капель концентрированного раствора аммиака и встряхивают смесь до растворения осадка. К полученному раствору добавляют 6 капель концентрированной азотной кислоты. Наблюдают выпадение осадка.
2. Иодид калия KI образует с ионом Ag + светло-желтый осадок AgI:
AgNO 3 + KI Agl↓ + KNO 3
Ag + + l - Agl↓
Иодид серебра не растворяется в растворе аммиака в отличие от хлорида серебра.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 2 капли иодида калия и наблюдают выпадение осадка.
3. Хромат калия K 2 CrO 4 из растворов солей серебра осаждает кирпично-красный хромат серебра:
2AgNO 3 + K 2 CrO 4 Ag 2 CrO 4 ↓ + 2KNO 3
2Ag + + CrO 4 2- Ag 2 CrO 4 ↓
Осадок растворяется в растворе аммиака и азотной кислоте.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 2 капли раствора хромата калия и наблюдают выпадение осадка.
4. Едкие щелочи из растворов солей серебра осаждают грязно-коричневый осадок оксида серебра:
2AgNO 3 + 2KOH Ag 2 O↓ + H 2 O + 2KNO 3
2Ag + + 2OH - Ag 2 O↓ + H 2 O
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 2 капли раствора щелочи и наблюдают выпадение осадка.
5. Тиосульфат натрия Na 2 S 2 O 3 из растворов солей серебра выделяет белый осадок, который быстро желтеет, затем буреет и переходит в черный:
2AgNO 3 + Na 2 S 2 O 3 Ag 2 S 2 O 3 ↓ + 2NaNO 3
Ag 2 S 2 O 3 + H 2 O Ag 2 S↓ + H 2 SO 4
Осадок Ag 2 S 2 O 3 растворяется в избытке тиосульфата с образованием комплексных солей, поэтому осадок образуется при избытке ионов серебра. Реакция является фармакопейной.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 1 каплю раствора тиосульфата натрия. Наблюдается изменение цвета осадка.
Реакции катиона ртути (I) Hg 2 2+
1. Хлороводородная кислота HCl и растворимые хлориды из растворов солей ртути (I) осаждают хлорид ртути (I), или каломель, - осадок белого цвета:
Hg 2 (NO 3) 2 + HCl Hg 2 Cl 2 ↓ + 2HNO 3
Hg 2 2+ +2Cl - Hg 2 Cl 2 ↓
Водный раствор аммиака окрашивает осадок в черный цвет, обусловленный образованием черной мелкораздробленной ртути:
Hg 2 Cl 2 + 2 NH 3 Hg 2 (NH 2)Cl↓ + Hg↓ + NH 4 Cl
С помощью этой реакции открывают ион Hg 2 2+ .
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата ртути (I) Hg 2 (NO 3) 2 добавляют 2 капли раствора разбавленной хлороводородной кислоты. К раствору с осадком добавляют 3 капли раствора аммиака. Наблюдают почернение осадка.
2. Иодид калия KI из растворов солей ртути (I) осаждает иодид ртути (I) – осадок болотно-зеленого цвета:
Hg 2 (NO 3) 2 + 2KI 2KNO 3 + Hg 2 I 2 ↓