Жауабы: натрий сульфатының кристаллогидраты 30,5 грамм 4 страница

2AgNO₃ + AgI = 2AgNO₃×AgI

Бұл реакцияда күміс нитратының концентрленген ыстық ерітіндісі қолданылады.

2) Тотығу-тотықсыздану реакциялары:

Cu₂S + 5Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O = 2CuSO₄ + 10 FeSO₄ + 4H₂SO₄

Бұл реакция байытылмаған кен орындарынан мысты алу үшін қолданылады.

3) Комплекс түзілу:

AgBr + 2Na₂S₂O₃ = NaBr + Na₃[Ag(S₂O₃)₂]

Фотографиялық процесте тұрақтандырғыш зат ретінде қолданылады.

30-есеп. Сыйымдылығы бірдей манометрлермен жалғанған, жеті вакуумдалған кварцтық ампулада заттың өлшеп алынған салмақ үлгісін тұрақты температураға дейін қыздырды. Ампуладағы белгілі қысымды белгілеп, оларды ақырын суыта отырып құрамындағы заттарды анықтады. Алты тәжірибенің нәтижесі кестеде келтірілген. Осы нәтижелерді түсіндіріп және жетінші тәжірибе бойынша бос клеткаларды толтырыңдар.

30 есептің шешуі:

Бірінші үш пробиркада бірдей қысым орнады, осыдан бұл қысым тепе-теңдік қысымы болып табылады, ол тұз мөлшеріне және оған қосылатын оксидтің мөлшеріне байланысты болмайды:

FeCО_{3 қ.} FeO _қ. + CO_{2 газ} K_p = P(CO₂) = 42 атм

Бұл басқа үш пробиркағада байланысты болады:

MgCО_{3 қ.} MgO _қ. + CO_{2 газ} K_p = P(CO₂) = 3×10^-3 атм

Жүйедегі тепе-теңдік қысымы FeCO₃ – FeO – CO₂ мөлшері MgCO₃ – MgO - CO₂ жүйесімен салыстырғанда 10⁴ есе үлкен, болады. Олай болса, бұл заттардың барлығы да бір-бірімен байланыста болады да, темір карбонатының айрылу реакциясында оң жаққа қарай ығысады. Көміртегі диоксиді магний оксидімен толық дерлік әрекеттеседі. Онда №7 тәжірибедегі Т температурадағы қысым мөлшері 3×10^-3 атм тең болады. Олай болса, №7 тәжірибедегі қатты фазаның құрамы: 0,2 моль MgCO₃ және 0,2 моль FeO (сонымен MgO және FeCO₃) болады.

31-есеп. Ластанған ауадан күкіртсутекті анықтаудың бір әдісі төмендегіше жүргізіледі: зерттелетін ауаның белгілі көлемін бромның сулы ерітіндісі арқылы немесе мыс сульфаты өткізіп және ерітіндінің электрөткізгіштігінің өзгерісін өлшейді. Жоғарыда аталған сіңіргіш заттардың бірі күкіртсутектің концентрациясын кең диапазонда (0 ден бастап 50 мг кубометр ауада) анықтау үшін қолданылады, ал басқасы –аз концентрацияда (0 ден бастап 5 мг кубометр ауада) қолданылады, бірақ жоғары сезімталдығы арқылы ажыратылады. Анализ жүргізілген екі жағдай үшін де сіңіргіштерді таңдаудың мәнін түсіндіріңдер.

31 есептің жауабы:

Химиялық реакция теңдеуі:

а) CuSO₄ + H₂S = CuS¯ + H₂SO₄

б) 4Br₂ + H₂S + 4H₂O = H₂SO₄ + 8HBr

(Бром артық мөлшерде алынған)

Мынадай жағдайда а) түзілген қышқылдың электрөткізгіштігінің жоғары болуына байланысты электрөткізгіштік артады, реакцияға жұмсалған тұзбен салыстырғанда (мыс иондарына қарағанда, сутек иондарының қозғалғыштығы жоғары болады). Мынадай жағдайда б) электрөткізгіштік мәнінің өсуі аса маңызды (бір моль күкірт қышқылы және 8 моль бромсутек қышқылы түзіледі), соған байланысты күкіртсутектің концентрациясын дәлірек анықтап алуға болады, бірақ жоғары концентрациялы сіңіргіш зат– бром суын алуға болмайды, сондықтан ерітіндінің сіңіргіш көлемі үлкен емес.

32-есеп. Екі белгісіз А және Б қатты заттарды концентрленген азот қышқылы ерітіндісімен өңдеген кезде газ тәрізді В заты, Г затының ерітіндісі және Д тұнбасы түзілді. Дәл осы өлшеп алынған салмақ үлгісін 150 – 200 ^оС температураға дейін қыздырған кезде ешқандай өзгеріс байқала қоймайды, ал егер өлшеп алынған салмақ үлгісін (800 – 900 ^оС) температурада ауа қатысынсыз қыздыратын болсақ, тек қана екі өнім ғана түзіледі: М металы мен қалыпты жағдайда газ тәрізді Е заты түзіледі. Бұл заттар тәжірибе жағдайында тұрақты болады. Осы өнімдер А және Д заттарының қоспасын қақтаған кезде де түзіледі. Егер Е газын ізбес суы арқылы өткізген кезде алғашында тұнба пайда, содан соң толығымен еріп кетіп, ертіндіде Ж заты түзіледі. М металының үгіндісін ұзақ уақыт бойы (450 ^оС) температурада қыздыратын болсақ, ауада құрамында массалық үлесі бойынша 9,334% оттек болатын З қосылысы алынады. З заты сілтінің артық мөлшерінде толығымен ериді және сұйытылған азот қышқылының сұйытылған ерітіндісінде біршама ғана ериді. Белгісіз А- З, М заттарын атап, баяндалған жағдайлардағыбарлық реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Бұл реакциялардың ішінен қайсысы өндірісте кеңінен қолданылады?

32 есептің жауабы:

З – оксиді. Оның құрамы M_nO_m болсын. Онда оның молекулалық массасы nx + 16m тең, осыдан x – металдың атомдық массасы.

%O = = 0,09343; x = 155,3m/n

а) n = 1, MO_m, m = 1,2,3

б) n = 2, M₂O_m, m =1,3 мұндай шешім жоқ

в) n = 3, M₃O_m, m = 1,2,5

m=4, это Pb₃O₄

г) n = 4, M₄O_m, m = 1,3,5,7 –шешімі жоқ

Осыдан, З – Pb₃O₄.

3Pb + 2O₂ = Pb₃O₄

Pb₃O₄ + 6 NaOH + 4H₂O = 2Na₂Pb(OH)₄ + Na₂Pb(OH)₆

Pb₃O₄ + 4HNO₃ = 2Pb(NO₃)₂ + PbO₂¯ + 2H₂O

Е газы – көміртек диоксиді немесе күкірттің диоксиді, яғни ізбес суы тұнба түзеді, бірақ содан соң еріп кетеді. Көміртек диоксиді алып тастау қажет, яғни құрамында Pb, C және O кез-келген қосылыс концентрленген азот қышқылымен қыздыра отырып әсер еткенде толығымен еріп кетеді.

Е заты – күкірт диоксиді болсын, онда Д тұнбасы азот қышқылында ерімейтін, қорғасын сульфаты болып табылады.

Егер Д заты – қорғасын сульфаты болса, онда А – күкірт немесе қорғасын сульфиді болып табылады. Онда қоспа 200 ^оС қыздыруға төзімді, онда күкіртті алып тастау қажет.

А затының құрамында оттек болмайды, онда Б затының құрамында міндетті түрде оттек болуы қажет, яғни қорғасын және күкірт болуы мүмкін. Егер Б затының құрамында қорғасын болмайтын болса, онда ол зат күкірттің диоксиді болуы мүмкін, (газ– болуы мүмкін емес); күкірттің триоксиді де болуы мүмкін емес, қыздырған кезде булану құбылыс байқалады. Осыдан, Б заты құрамында қорғасын болады деп шешуге болады. Егер Б затының құрамында күкірт болатын болса, онда екі түрлі нұсқаны ұсынуға болады –PbSO₃ және PbSO₄; бірақ мұндай қосылыстар жауапқа сәйкес келмейді, себебі қоспаны ыстық концентрленген азот қышқылының ерітіндісімен өңдегенде қоспада PbS осы заттардың кез- келгенімен ерімейтін PbSO₄ түзеді, сонда ерітіндіде азот қышқылының артық мөлшерінен басқа заттар қалмайды.

Қорытынды: Б затының құрамында қорғасын және оттек болады, бірақ құрамында күкірт мүлдем болмайды. Pb үш оксидінің ішінен тек қана PbO ғана сәйкес келеді, қоспа азот қышқылымен тотыққан кезде қоспада PbS с Pb₃O₄ немесе PbO₂ тұнба екі затта ғана түзіледі (PbSO₄ және PbO₂).

Реакция теңдеуін жазамыз:

PbS + 8HNO₃ = PbSO₄ + 4H₂O + 8NO₂­

PbO + 2HNO₃ = Pb(NO₃)₂ + H₂O

PbS + PbSO₄ = 2Pb + 2SO₂­

Ca(OH)₂ + SO₂ = CaSO₃¯ + H₂O

CaSO₃ + SO₂ + H₂O = Ca(HSO₃)₂

800-900 ^оС температурада А және В заттары М және Е заттарын береді:

PbS + 2PbO = 3Pb + SO₂­

Бұл реакция қорғасынды өндірісте алу үшін қолданылады. Осыдан: А – PbS, Б – PbO, В – NO₂, Г – Pb(NO₃)₂,

Д – PbSO₄, Е – SO₂, Ж – Ca(HSO₃)₂, З – Pb₃O₄.

33-есеп. Қиын балқитын металдың жоғарғы хлориді ашық-сары түсті кристалдық зат болып табылады. Аузы жабылған ампулада хлоридті осы металдың ұнтағымен қосып қыздырған кезде осы металдың басқа хлориді түзіледі. Реакция нәтижесінде алынған өнімнің сандық құрамын анықтау үшін екі түрлі анализ жүргізді:

Массасы 0,0703 г өлшеп алынған салмақ үлгісін сутегінде қақтады. Алынған газды ерітіндіге сіңірді, ол үшін газ 0,01 моль натрия гидроксидіне жіберілді, алынған ерітіндіні бейтараптау үшін концентрациясы 0,1 моль/л көлемі 89,9 мл тұз қышқылының ертіндісі қолданылды.

Массасы 0,1124 г басқа өлшеп алынған салмақ үлгісін ауада қыздырды. Осы кезде массасы 0,0789 г түсі ақ, жоғарғы оксид алынды.

Белгісіз металды атап, оның хлоридтерінің формуласына мысал келтіріңдер.

33есептің шешуі:

Металл хлоридін сутегінде қақтағанда:

2M_mCl_n + nH₂ ® 2mM + 2nHCl

(бұл жағдайда гидрид түзіле алады, есепті шығарған кезде қатысы болмайды). Бірінші тәжірибе нәтижесінде 1,01 моль HCl алынды. Яғни, 0,0703 г хлоридтің құрамында 0,0358 г хлор және 0,0345 г металла болады.

Хлоридтің құрамынан мұндай берілген мәндегі металды іздеу тиімсіз, себебі жоғары хлоридтегі металл металмен әрекеттескен кезде хлорид түзіледі, бұл жағдайда металл мен хлордың молярлық қатынасы бүтін сан болмайды. Егер осындай есептеу жүргізетін болсақ, онда эксперименттік қателіктерді ескере отырып, Me = Ga немесе Rh. екенін анықтай аламыз. Ga – жеңіл балқитын металл, ал родий хлориді түсіне қарай жоғары галогенидке жатқызуға болады. Екінші тәжірибедегі эксперимент мәндерін пайдалана отырып, анықтауға болады.

Егер 0,0703 г заттың құрамында 0,0345 г металл бар болса, онда 0,1124 г заттың құрамында 0,0552 г металл болады. Осыдан, оксидтің құрамында 0,0789 – 0,0552 = 0,0237 г оттек болады. Сондықтан металл эквиваленті 18,6 тең.

Жоғарғы оксид Ат. масса Мүмкін болатын металдар

Me₂O 18,6 -

MeO 37,2 K

Me₂O₃ 55,8 Mn, Fe

MeO₂ 74,4 Ge

Me₂O₅ 93 Nb

MeO₃ 111,6 Ag, Cd

Me₂O₇ 130,2 -

MeO₄ 148,8 Nd, Sm

Жоғарғы оксидтердің мүмкін болатын құрамын ескере отырып, осы металдардың ішінен Fe, Ge, Nb, таңдап алуға болады. Жоғарғы оксидінің түсіне байланысты Fe жатқызуға болмайды. Ge – жеңіл балқитын қасиетіне, түсі мен хлоридінің агрегаттық күйіне байланысты жатқызуға болмайды, онда тек Nb металы ғана қалады. Онда қақтаған кезде алынған галогенидтің формуласы NbCl₅ немесе Nb – NbCl_2,71, шын мәнге Nb₃Cl₈ сәйкес келеді.

34-есеп. Азотты тыңайтқыш өндіретін комбинатта шикізат ретінде су, ауа және табиғи газ қолданылады. Осы комбинатта қандай тыңайтқыштарды өндіруге болады? Қысқаша түрде осы комбинаттағы технологиялық айналулар тізбегін баяндаңдар. Химиялық реакциялар теңдеулерін жазып және осы реакциялардың жүру жағдайын көрсетіңдер.

34 есептің шешуі:

Берілген шикізаттан мынадай шикізаттарды алуға болады:аммиак суын, сұйық аммиак, аммоний нитраты, карбомид, карбомид нитраты.Қосымша:мочевинаның карбомидті тыңайтқыш екендігі белгілі. Ол мочевининаның формальдегидпен конденсациясы нәтижесінде алынады, сондықтан суда нашар еріп, ұзақ уақыт бойы әсер етеді.

Комбинаттың негізгі өнімдері:

Метанның сутек пен көмірқышқыл газын түзе отырып.

Ауадан газдарды тереңірек суыту әдісі арқылы бөлу.

Аммиак синтезі және аммиак суын алу әдісі.

1. Карбомид синтезі және оның нитратының синтезі.
2. Аммиакты контактілеу әдісі арқылы тотықтырып азот қышқылын алу әдісі.
3. Аммоний нитратын алу.

Осы өндіріс орындарының бір-бірімен байланысының схемасын құрау қажет. Сәйкес келетін химиялық реакциялар (р.т. өндіріс нөмірлері).

1. CH₄ + H₂O CO + 3H₂ – Q

2CH₄ + O₂ 2CO + 4H₂ + Q

CO + H₂O CO₂ + H₂ + Q

Метанның паро-оттекті конвертирленуі никель катализаторының қатысында 800 ^оС қатысында жүреді. Пара-ауалық конвентрлеу әдісінде қоспа оттек газымен қанығады, осындай құрамды бөлікті де таңдауға болады, нәтижесінде азот пен сутектің стехиометриялық қоспасы түзіледі, (көмірқышқыл газын бөліп алу үшін) ол қоспа аммиак синтезі үшін қолданылады.

4. CO₂ + 2NH₃ = CO(NH₂)ONH₄

Қалыпты жағдайда, аммоний карбаматы түзіледі.

CO(NH₂)ONH₄ = CO(NH₂)₂ + H₂O – Q

190 ^оС температура 190 ^оС, 200 атм қысымда.

Судың электролизі әдісі де ұсынылуы мүмкін, себебі бұл жағдайда ауадан азот оксидінің синтезі де ұсынылады. Бірінші процесс экономикалық жағынан тиімсіз, екінші процесс кеңінен қолданылмаса да, бірақ келешекте перспективасы жоғары.

35–есеп 1000 г суда мыстың 125 г пентагидратосульфатын еріткен. Ерітіндіде еріген заттың массалық үлесін есепте.

Кристаллогидраттар дегеніміз өзінің құрамында суы заттар кристталлогидраттар деп аталады. Кристталлогидраттар құрамына енетін су кристалдық су деп аталады. Кристаллогидраттар құрамына енетін судың мөлшеріне байланысты әртүрлі болады.

35–есеп ш ешуі:

1. Ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін табу формуласын жазамыз:

W(CuSO₄)=m(CuSO₄)/m(ер)

2. Сусыз тұздың массасын анықтаймыз:

M(CuSO₄ 5H₂O)= 250 г/моль

250/160=125/x x= 80г/моль

3. m(ер)=m(еріген зат) + m(H₂O),

m(ер)=1000 + 125 = 1125 (г.)

4. Ерітіндідегі массалық үлесті есептейміз:

W(CuSO₄)=80/1125=0,06

Комплексті тапсырмаларды есептегенде массадан заттың сандық мөлшеріне көшкен ыңғайлы.

36-есеп. Көлемі400мл, 0,238 моль/л концентрациялы натрий дихроматы ерітіндісіне (тығыздығы 1,041 г/мл) осы тұздың 40г кристаллогидратын қосқан. Ерітіндінің массалық үлесі 13,17%. Кристаллогидраттың құрамын анықта.

36 есеп шешуі:

m(ер Na₂Cr₂O₄)=400*1,041=416,4 (г)

C=ν/V: ν=C ·V:

ν (Na₂Cr₂O₇)=0,238· 0,4= 0,0952(моль):

m(Na₂Cr₂O₇)= ν · M:

m(Na₂Cr₂O₇)= 0,0952*262=24,942(г)

кристаллогидраттың құрнамына кіретін сусыз тұздың массасын х деп алсақ

0,1317=24,942+x/416,4+40

0,1317(416,4+40)=24,942+x

x=35,166

35,166/40=262/x x=298

M(H₂O)=298-262=36 г/моль

N(H₂O)=36/18=2

Жауабы: Na₂Cr₂O_7*H₂O

37-есеп Ерітіндегі массалық үлесті екі еселеу үшін 100 мл 8%-ті (тығыздығы-1,07 г/мл) натрий сульфаты ерітіндісіне неше грамм кристаллогидрат Na₂SO_4*10H₂O қосу керек?

37 есеп шешуі:

M(Na₂SO_4*10H₂O)=322 г/моль,

M(Na₂SO₄)=142 г/моль; m(p-pa)=p*V;

W=m(ер зат)/m(ер)*100%

m=ν*M;

m(p-pa Na₂SO₄)=100мл*1,07 г/мл=107г.,

m(Na₂SO₄)=107*0,08=8,56(г),

жаңа ерітіндіде W(Na₂SO₄) 8%*2=16% құрайды.

Егер х моль-бұл ν(Na₂SO4*10H₂O) деп алсақ, онда m(Na₂SO₄*10H₂O)=322x (г), ал m(Na₂SO₄)=142x(г)

0,16=8,56+142х/107+322x

17,12+51,52x=8,56+142x

8,56=90,48x

x=0,0946(моль)- бұл натрийдің кристаллогидратының сандық мөлшері, сәйкесінше,

m(Na₂SO4*10H₂O)=30,5(г)

Жауабы: натрий сульфатының кристаллогидраты 30,5 грамм

38-есеп. 500г 40% темір(ІІ) сульфатын суытқан кезде оның 100г кристаллогидраты түскен(судың 7 молекуласымен кристалданғанда). Қалған ерітіндідегі заттың массалық үлесін есепте.

38есептің ш ешуі: M(FeSO₄*7H₂O)=152+126=278 г\моль

FeSO₄*7H₂O=FeSO₄+7H₂O

Кристаллогидраттағы темір(ІІ) сульфатының массасын есептейміз:

100/278=x/152 x=54,676 (г.)

Ерітіндіде m(FeSO₄)=500*40%/100%=200(г)

Қалған ерітіндідегі заттың массалық үлесін анықтаймыз:

W(FeSO₄)=[200-54,676/500-100]*100%

W(FeSO₄)=36,33%

Жауабы: қалған ерітіндідегі темір сульфатының массалық үлесі 36,33%

39-есеп. Молярлық концентрациясы 0,948 моль\л(тығыздығы-1,11 г\мл) ерітінді алу үшін 75 г 2% кальций нитратында кальцийдің тетрагидрат нитратының қандай массасын еріту керек?

39есептің шешуі:

m(ерітінді)=p*V; W=m(еріген зат)/m(ерітінді)*100%

m=ν*M; C=ν/V

M(Ca(NO₃)₂)*4H₂O)=164+72=236г/моль

m₁(Ca(NO₃)₂) ерітіндіде =75*0.02=1,5(г);

m(ерітінді)=1,11*1000=1110(г);

соңғы ерітіндіде m₂Ca(NO₃)₂):

0,948*164=155,472(г)

W(Ca(NO₃)₂)=155,472/1110*100%

W(Ca(NO₃)₂)=14%

Егер х моль- кристаллогидраттағы заттың сандық мөлшері десек, онда кальцийдің тетрагидрат нитраты – 236х г., ал кальций нитратының массасы- 164х г. Осыдан:

0,14=1,5+164х/75+236х х=0,0687(моль)

m(Ca(NO₃)₂)*4H₂O)=16,22(г)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: