Опыт 2. Определение содержания кристаллизационной воды в кристаллогидрате карбоната натрия
Бюретку заполнить раствором соляной кислоты (Сн=0,05 моль/л), предварительно промыв ее небольшим количеством данного раствора.
На электронных весах взвесить 0, 715 г кристаллогидрата карбоната натрия. Навеску поместить в стакан и растворить в дистиллированной воде (30-40 мл), полученный раствор количественно перенести в мерную колбу, разбавить дистиллированной водой до метки, тщательно перемешать.
В колбу для титрования пипеткой перенести 10 мл приготовленного раствора, добавить 1-2 капли индикатора метилового оранжевого. Полученную смесь оттитровать раствором кислоты: при непрерывном помешивании раствора карбоната натрия приливать в него по каплям раствор кислоты из бюретки до изменения окраски раствора от желтой до оранжево-розовой.
Титрование повторить 3 раза. Результаты не должны отличаться более чем на 0,1 мл. Результаты записать в тетрадь (таблица 2).
Таблица 2 – Результаты титрования раствора карбоната натрия раствором соляной кислоты
| № | Объем раствора соляной кислоты, мл | Объем раствора карбоната натрия, мл |
| Ср. |
Обработка результатов опыта:
1. По закону эквивалентов рассчитать молярную концентрацию эквивалентов (нормальность) раствора кристаллогидрата карбоната натрия.
2. Рассчитать количество молей эквивалентов карбоната натрия в приготовленном растворе (в объеме колбы).
3. Рассчитать массу безводного карбоната натрия в приготовленном растворе (молярная масса эквивалентов карбоната натрия равна 53 г/моль).
4. Рассчитать массу воды, содержащююся в навеске кристаллогидрата.
5. Определить число молей безводной соли и число молей воды.
6. На основании расчетов вывести молекулярную формулу кристаллогидрата карбоната натрия.
Основные классы неорганических соединений
(оксиды, гидроксиды, соли)
Теоретические основы
| Оксидами называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород | ||||||||
| Взаимодействуют | Основные оксиды | Кислотные оксиды | Амфотерные оксиды | |||||
| оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов | большинство оксидов металлов со степенью окисления +1,+2 | оксиды неметаллов (CO2, SO3, N2O5 и др.) | оксиды металлов со степенью окисления+5 и выше (V2O5, CrO3, Mn2O7 и др.) | образуют металлы со степенью окисления +3,+4, иногда +2 | ||||
| с кислотами | CaO + H2SO4 →CaSO4 + H2O. | MnO + H2SO4 →MnSO4 + H2O | - | - | Cr2O3+ 6HCl →2CrCl3 + 3H2O | |||
| С водой | CaO + H2O →Ca(OH)2. | - | SO3 + H2O →H2SO4 | - | - | |||
| Со щелочами | - | - | SO3 + 2NaOH →Na2SO4 + H2O | Cr2O3 + 2NaOH → 2NaCrO2 + H2O | ||||
| Основаниями называются сложные вещества, которые состоят из катиона металла и одной или нескольких гидроксогрупп | ||||||||
| растворимые в воде - щелочи (NaOH, KOH, LiOH, Ba(OH)2 и др.) | нерастворимые в воде (Cu(OH)2, Al(OH)3 и др.). | |||||||
| с кислотами | NaOH + HCl → NaCl + H2O | Cu(OH)2 + 2HCl → CuCl2 + H2O | ||||||
| с кислотными оксидами | 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O | Ca(OH)2 + CO2→ CaCO3 + H2O | ||||||
| с солями | 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2↓ + 2NaCl | |||||||
| разлагаются при нагревании | Только при очень высокой температуре | Cu(OH)2 → CuO + H2O (при нагревании) | ||||||
| Кислотами называются сложные вещества, которые состоят из кислотных остатков и атомов водорода, способных замещаться металлами или обмениваться на металлы | ||||||||
| кислородосодержащие (HNO3, H3PO4,H2SO4 и др.) бескислородные (HCl, Н2S, HF и др.) | одноосновные (HCl, HNO3), двухосновные (Н2S, H2SO4, H2SiO3, H2SO3, H2СO3), трехосновные (H3PO4), многоосновные (H6ТеO6) | |||||||
| с основаниями | HCl + NaOH → NaCl + H2O 2HCl + Cu(OH)2 → CuCl2 + 2H2O | |||||||
| основными оксидами | H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O | |||||||
| солями | 2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO2 + H2O | |||||||
| с металлами | 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2↑ | |||||||
| Амфолиты – это гидроксиды, которые проявляют как основные, так и кислотные свойства (Cr(OH)3, Zn(OH)2, Be(OH)2, Al(OH)3 и др.) | ||||||||
| с кислотами | Cr(OH)3 + 3 HCl = CrCl3 + 3 H2O | |||||||
| со щелочами | Cr(OH)3 + 3 NaOH (разб.) = Na3[Cr(OH)6]; Cr(OH)3 + NaOH (конц.) = NaCrO2 + 2 H2O. | |||||||
| Соли – сложные вещества, состоящие из катионов металла и кислотных остатков. | ||||||||
| Нормальные соли (средние) – продукт полного замещения водорода в кислоте металлами (Na2SO4) | Кислые соли – это продукт неполного замещения водорода в кислоте металлами (NaHSO4) | Основные соли – это продукт неполного замещения гидроксогрупп основания на кислотный остаток (AlOHSO4) | Двойные соли – соли, состоящие из различных катионов и общего кислотного остатка (KAl(SO4)2) | |||||
| с кислотами | AgNO3 + HCl →AgCl↓ + HNO3 | |||||||
| со щелочами | CuSO4 + 2NaOH →Cu(OH)2 ↓+ Na2SO4 | |||||||
| с металлами | CuSO4 + Fe →Cu + FeSO4 | |||||||
Номенклатура кислот, солей приведена в приложении.
2.2.Контрольные вопросы и упражнения
1. Какие из перечисленных веществ реагируют с гидроксидом калия: Mg(OH)2, Al(OH)3, ZnO, Ba(OH)2, Fe(OH)3? Написать уравнения соответствующих реакций.
2. Какие из указанных соединений будут попарно взаимодействовать: P2O5, NaOH, ZnO, AgNO3, Na2CO3, KCl, Cr(OH)3, H2SO4? Составить уравнения реакций.
3. Назвать и написать графические формулы следующих веществ: CrCl3, Ba(HCO3)2, MgSO4, AlOHCl2, Fe(NO3)2, CrOHSO4, Ca3(PO4)2, Fe(HS)2, (ZnOH)2SO3, Al(H2PO4)3, [Fe(OH)2]2CO3, Cr2(HPO4)3, CaSiO3, FeOH(NO3)2.
4. Составить уравнения реакций получения указанных ниже солей: дигидрофосфата натрия, гидросульфита бария, дигидроксохлорида алюминия, гидроксонитрата хрома (III). Как превратить эти соли в средние? Написать уравнения соответствующих реакций.
5. Осуществить следующие превращения:
Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe → FeCl2 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe(NO3)3;
FeS2 → SO2 → SO3 → K2SO4 → BaSO4;
Na → NaOH →Zn(NO3)2 → Zn(OH)2→Na2[Zn(OH)4];
Ca → Ca3P2 → PH3 → P2O5 → K3PO4;
P → P2O5 → H3PO4 → K3PO4 → Ca3(PO4)2;
CO2 → Na2CO3 → CO2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3.