Синтез алюмоаммонийных квасцов.

Алюмоаммонийные квасцы получают упариванием смеси растворов сульфата алюминия и аммония.

Оборудования:весы, мерный цилиндр, фильтровальная бумага, воронка Бюхнера, водяная баня.

Реактивы:сульфат алюминия восемьнадцативодный, сульфат аммония, дистиллированная вода.

Растворяем 3.33 г Al₂(SO₄)₃·18H₂O в 5 мл горячей (80 °С) воды. Раствор фильтруем, следя за тем, чтобы фильтрат был вполне прозрачный. Отдельно готовим отфильтрованный раствор 0,5 г (NH₄)₂SO₄ в 1,3 мл воды.

Оба раствора упариваем до появления первых кристаллов, которые растворяем в минимальном количестве воды. Затем растворы смешиваем и упариваем на водяной бане при 80 °С до появления кристаллической пленки. Смесь охлаждаем до 15-20 °С при энергичном размешивании. Выпавший мелкокристаллический осадок квасцов отсасываем на воронке Бюхнера и промываем водой. Выход продукта составляет 1,505 г.

Уравнение реакции:

Al₂(SO₄)₃ + (NH₄)₂SO₄ + 24H₂O → 2AlNH₄(SO₄)₂· 12H₂O↓

Рассчитаем выход квасцов.

Расчёты:

Дано:

Дано:

m ((NH₄)₂SO₄) = 0,5 г

m (Al₂(SO₄)₃·18H₂O) = 3,33 г

Найти:

Выход W продукта реакции в %.

Решение:

n (Al₂(SO₄)₃·18H₂O) = m/Mr = 3,33 г / 666,15г/моль = 0,004 моль

n ((NH₄)₂SO₄) = 0,5 г / 132г/моль = 0,0037 моль

Количество вещества сульфата алюминия в избытке, расчёт ведём по сульфату аммония.

n (AlNH₄(SO₄)₂· 12H₂O) = 2 ∙ 0,0037 моль = 0,0074 моль

m_{теорет.}(AlNH₄(SO₄)₂· 12H₂O) = 0,0074 моль∙ 237,15г/моль = 1,7549 г

W_вых.(AlNH₄(SO₄)₂· 12H₂O) = m_прак.∙ 100% / m_{теорет.} = 1,505 г ∙ 100% / 1,754 г = 85,80 %

Выход алюмоаммонийных квасцов составил 85,80 %. Довольно хорошо.

Итог синтезов:

Рисунок 8. Кристаллы полученных квасцов. Слева направо: алюмокалиевые, алюмоаммонийные, железоаммонийные и хромокалиевые.

Наблюдение изоморфизма

Для наблюдения свойств квасцов замещать друг друга был приготовлен раствор произвольной концентрации алюмокалиевых квасцов, полученных мною ранее. Далее был подготовлен кристалл хромокалиевых квасцов, привязанный на леске, который послужит в качестве затравки, на котором будут расти алюмокалиевые квасцы. Затравка была опущена в приготовленный раствор квасцов. Итог моего наблюдения:

Рисунок 9. Изоморфизм квасцов

На исходном кристалле хромовых квасцов вырос слой алюмокалиевых квасцов. Данные наблюдения полностью подтвердили явление изоморфизма, что было изложено в литературной части работы.

Заключение

Цель данной работы была получить знания о таких интересных соединениях, как квасцы. Узнать о их физических и химических свойствах, где они применяются и как их получают. В экспериментальной части я получил некоторые квасцы, описанные в литературной части работы, рассчитал их выход в процентах и провёл качественные реакции.

На основании данной работы можно научиться выращивать кристаллы не только квасцов, но и других ионных солей, растворимых в воде. Квасцы – это обыкновенные двойные соли, изоморфные друг другу. Правильно выращенные квасцы могут послужить как коллекционный образец любого химика.

3.1. Список литературы:

1. «Химические свойства неорганических веществ». Учебное пособие для вузов. 3-е изд., испр. /Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева; под ред. Р. А. Лидина. – М.: Химия, 2000. — 480 с.: ил.

2. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. «Чистые химические вещества».- М.:Химия, 1974.- 408 с.

3. Позив М. Е., Технология минеральных солей, 4 изд., ч. 1, Л.. 1974, с. 566, 613. 632, 635, 640. 653; Крисанова Л. П., "Ж. неорг. химии". 1986. т. 31, в 6, с. 1551 55 В. П. Данилов.

4. Б. В. Некрасов. 1973. Основы общей химии. Том 2. С. 520-521

5. А. В. Шубников. 1947. Образование кристаллов. С 18-21, 32

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Квасцы
2. dic.academic.ru/dic.nsf/enc_pohlebkin/73/Квасцы
3. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1953.html

{\displaystyle {\mathsf {[Al(H_{2}O)_{6}]^{3+}+H_{2}O\ \rightleftarrows \ [Al(H_{2}O)_{5}(OH)]^{2+}+H_{3}O^{+}}}}{\displaystyle {\mathsf {[Al(H_{2}O)_{6}]^{3+}+H_{2}O\ \rightleftarrows \ [Al(H_{2}O)_{5}(OH)]^{2+}+H_{3}O^{+}}}}