ศึกษาจลนพลศาสตร์ของอันตรกิริยาของโซเดียมไธโอซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริก โซเดียมไฮโปซัลไฟต์ (sodium thiosulfate) สมการทางเคมีกับโซเดียมไธโอซัลเฟต

โซเดียมไธโอซัลเฟต (แอนติคลอร์, ไฮโปซัลไฟต์, โซเดียมซัลไฟด์ไตรออกโซซัลเฟต) - Na 2 S 2 O 3 หรือ Na 2 SO 3 S เกลือโซเดียมและกรดไธโอซัลฟิวริก ภายใต้สภาวะปกติ จะมีอยู่ในรูปของ Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O เพนตะไฮเดรต

ผลึกโมโนคลินิกไม่มีสี

มวลโมล 248.17 กรัม/โมล

ละลายได้ในน้ำ (41.2% ที่ 20 o C, 69.86% ที่ 80 o C)

ที่อุณหภูมิ 48.5 °C มันละลายในน้ำที่ตกผลึกและขาดน้ำที่อุณหภูมิประมาณ 100 °C

เมื่อได้รับความร้อนถึง 220 °C จะสลายตัวตามรูปแบบต่อไปนี้:

4นา 2 ส 2 โอ 3 →(t) 3นา 2 SO 4 + นา 2 ส 5

นา 2 ส 5 →(t) นา 2 ส + 4S

โซเดียมไธโอซัลเฟตเป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่ง:

สารออกซิไดซ์ที่แรง เช่น คลอรีนอิสระ จะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟตหรือกรดซัลฟิวริก:

นา 2 S 2 O 3 + 4Cl 2 + 5H 2 O → 2H 2 SO 4 + 2NaCl + 6HCl

ด้วยสารออกซิไดซ์ที่อ่อนกว่าหรือออกฤทธิ์ช้าเช่นไอโอดีนมันจะถูกแปลงเป็นเกลือของกรดเตตร้าไธโอนิก:

2นา 2 ส 2 O 3 + ฉัน 2 → 2NaI + นา 2 ส 4 O 6

ปฏิกิริยาข้างต้นมีความสำคัญมาก เนื่องจากทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการวัดไอโอโดเมทรี ควรสังเกตว่าในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างการเกิดออกซิเดชันของโซเดียมไธโอซัลเฟตกับไอโอดีนสามารถดำเนินต่อไปสู่ซัลเฟตได้

เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกกรดไธโอซัลฟิวริก (ไฮโดรเจนไธโอซัลเฟต) โดยปฏิกิริยาของโซเดียมไธโอซัลเฟตกับกรดแก่เนื่องจากมันไม่เสถียรและสลายตัวทันที:

นา 2 ส 2 โอ 3 + เอช 2 SO 4 → นา 2 SO 4 + H 2 ส 2 O 3

ชม 2 ส 2 โอ 3 → ชม 2 ดังนั้น 3 + ส

โซเดียมไธโอซัลเฟตที่หลอมละลายมีแนวโน้มที่จะเกิดภาวะอุณหภูมิต่ำมาก

ใบเสร็จ.

ออกซิเดชันของนาโพลีซัลไฟด์

ต้มกำมะถันส่วนเกินด้วย Na 2 SO 3:

S + นา 2 SO 3 →(t) นา 2 S 2 O 3 ;

ปฏิสัมพันธ์ของ H 2 S และ SO 2 กับผลพลอยได้ของ NaOH ในการผลิต NaHSO 3, สีย้อมกำมะถันเมื่อทำให้ก๊าซอุตสาหกรรมบริสุทธิ์จาก S:

4SO 2 + 2H 2 S + 6NaOH → 3Na 2 S 2 O 3 + 5H 2 O;

ต้มกำมะถันส่วนเกินด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์:

3S + 6NaOH → 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O

จากนั้นในปฏิกิริยาข้างต้น โซเดียมซัลไฟต์จะเติมซัลเฟอร์เพื่อสร้างโซเดียมไทโอซัลเฟต

ในเวลาเดียวกันในระหว่างปฏิกิริยานี้จะเกิดโซเดียมโพลีซัลไฟด์ (ทำให้สารละลายมีสีเหลือง) เพื่อทำลายพวกมัน SO 2 จะถูกส่งผ่านเข้าไปในสารละลาย

โซเดียมไธโอซัลเฟตปราศจากน้ำบริสุทธิ์สามารถเตรียมได้โดยการทำปฏิกิริยาซัลเฟอร์กับโซเดียมไนไตรท์ในฟอร์มาไมด์

ปฏิกิริยานี้ดำเนินไปในเชิงปริมาณ (ที่ 80 °C เป็นเวลา 30 นาที) ตามสมการ:

2NaNO 2 + 2S → นา 2 S 2 O 3 + N 2 O
1. การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ

ปฏิกิริยาการวิเคราะห์โซเดียมไอออนบวก 1. ปฏิกิริยากับซิงค์ไดออกซูเรน (VI) อะซิเตต 2 ) 3 สังกะสี(UO 3 (ช 8 ซีโอโอ)

ด้วยการก่อตัวของตะกอนผลึกสีเหลือง (ปฏิกิริยาเภสัช - GF) หรือผลึกสีเหลืองของรูปทรงจัตุรมุขและแปดด้านไม่ละลายในกรดอะซิติก (MCA) เพื่อเพิ่มความไวของปฏิกิริยา ควรให้ความร้อนส่วนผสมทดสอบบนสไลด์แก้วโซเดียมคลอไรด์

+ สังกะสี(UO 2) 3 (CH 3 COO) 8 + CH 3 COOH + 9 H 2 O

NaZn(UO 2) 3 (CH 3 COO) 9 9 H 2 O + HCl

ไอออนรบกวน: K + ไอออนส่วนเกิน, ไอออนบวกของโลหะหนัก (Hg 2 2+, Hg 2+, Sn 2+, Sb 3+, Bi 3+, Fe 3+ ฯลฯ) ปฏิกิริยานี้ใช้เป็นปฏิกิริยาเศษส่วนหลังจากกำจัดแคตไอออนที่รบกวนออก

2. ระบายสีเปลวไฟหัวเตาไร้สี (YF)

3. ทำปฏิกิริยากับกรดพิริกจนเกิดผลึกโซเดียมพิเรตรูปเข็มสีเหลืองที่เล็ดลอดออกมาจากจุดหนึ่ง (ISS)

ข้อผิดพลาด: ไม่พบแหล่งอ้างอิง

ปฏิกิริยานี้ใช้เป็นปฏิกิริยาเศษส่วนเฉพาะในกรณีที่ไม่มีไอออนรบกวน (K +, NH 4 +, Ag +) 4. ปฏิกิริยากับโพแทสเซียมเฮกซะไฮดรอกซีโซสติเบต(V)เค

นา + KCl

สภาวะของปฏิกิริยา: ก) ความเข้มข้นของ Na + เพียงพอ; b) ปฏิกิริยาที่เป็นกลางของสารละลาย c) ทำปฏิกิริยาในความเย็น d) ถูแท่งแก้วกับผนังหลอดทดลอง ไอออนรบกวน: NH 4 +, Mg 2+ เป็นต้น

ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด รีเอเจนต์จะถูกทำลายด้วยการก่อตัวของตะกอนอสัณฐานสีขาวของกรดเมแทแอนติโมนี HSbO 3
K+HCl

KCl + H 3 SbO 4 + 2 H 2 O
H3SbO4

HSbO 3  + H 2 O สัญญาณที่สังเกตได้ของปฏิกิริยาคือการก่อตัวของความขุ่นสีขาวเหลือง (กำมะถันที่ไม่ละลายน้ำ)ติโอ

กรดซัลฟิวริก

ไม่เสถียร (ดูสมการปฏิกิริยา!) ดังนั้นจึงได้มาจากการทำปฏิกิริยาโซเดียมไธโอซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริกเจือจาง:

นา 2 ส 2 โอ 3 + เอช 2 SO 4 = เอช 2 ส 2 โอ 3 + นา 2 SO 4

เหล่านั้น. ปฏิกิริยาทั้งหมด:นา 2 ส 2 โอ 3 + เอช 2 SO 4 = ส + SO 2 + H 2 O + นา 2 SO 4

ดำเนินการเกิดปฏิกิริยา:เทกรดซัลฟิวริก 2M 20 มล. ลงในแก้วที่เหมือนกัน 2 ใบ

เติมน้ำ 80 มล. ลงในแก้ว 1 แก้ว (ลดความเข้มข้นของกรด) เทโซเดียมไทโอซัลเฟต 20 มล. 20 มล. ลงในแก้วทั้งสองพร้อมกัน (จากแก้วหรือถังอื่นอีก 2 ใบ)

สิ่งที่ต้องดู:ความขุ่นจะเกิดขึ้นในแก้วใดเร็วกว่า

การเร่งปฏิกิริยา

เร่งตัวขึ้นเมื่อมีแมงกานีสไดออกไซด์ เช่นเดียวกับเกลือของโลหะหนักบางชนิด เอนไซม์คาตาเลส ฯลฯ สัญญาณที่สังเกตได้ของปฏิกิริยาคือการปล่อยฟองก๊าซซึ่งมีเสี้ยนที่คุกรุ่นลุกเป็นไฟสว่างจ้า

เหล่านั้น. ปฏิกิริยาทั้งหมด:เท 30% H 2 O 2 10 มล. ลงในกระบอกทรงสูง (100 มล.)

สิ่งที่ต้องดู:เติมผง MnO 2 อย่างรวดเร็ว (หรืออาจเติมเลือดสักสองสามหยดก็ได้)

ใส่เศษที่ลุกเป็นไฟเข้าไปในกระบอกสูบ

ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียบนโครเมียมออกไซด์

เหล่านั้น. ปฏิกิริยาทั้งหมด: 4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

สัญญาณที่สังเกตได้ของปฏิกิริยาคือประกายไฟ (ความร้อนของอนุภาคโครเมียมออกไซด์เนื่องจากผลกระทบทางความร้อนของปฏิกิริยาและการเรืองแสงของพวกมัน)

ล้างด้านในของขวดก้นแบนขนาดใหญ่ (500 มล.) ให้สะอาดด้วยสารละลายแอมโมเนียเข้มข้น (ซึ่งจะทำให้มีไอแอมโมเนียที่มีความเข้มข้นสูงอยู่ในนั้น) เทโครเมียม (III) ออกไซด์ที่ถูกทำให้ร้อนในช้อนเหล็กลงไป การทดลองโมเดลอย่างง่ายในหลายหัวข้อพร้อมกันในบีกเกอร์แบบแห้ง (คุณสามารถใช้ถ้วยแบบใช้แล้วทิ้งธรรมดาได้) ใส่ของแห้งในปริมาณที่เท่ากัน (ขนาดประมาณถั่วแต่ละอัน)

กรดซิตริก

และเบกกิ้งโซดา (โซเดียมไบคาร์บอเนต)

ปฏิกิริยาจะไม่เกิดขึ้นหากไม่มีน้ำ และเมื่อเติมน้ำไม่กี่หยด ส่วนผสมจะ “เดือด”

NaHCO 3 + H 3 (C 5 H 5 O 7) = นา 3 (C 5 H 5 O 7) + CO 2 + H 2 O

คุณสามารถทำปฏิกิริยาเดียวกันได้โดยแทนที่โซดาด้วยชอล์ก

สิ่งนี้พิสูจน์ว่าปฏิกิริยาลดลงเหลือเพียงอันตรกิริยาของคาร์บอเนตไอออนกับโปรตอน:

CO 3 2- + 2H + = H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O

จากนั้นในแก้วเดียวเราเตรียมสารละลายโซดาอิ่มตัว (ความสามารถในการละลายคือ 9.6 กรัมต่อน้ำ 100 กรัมที่อุณหภูมิห้อง) เราใส่กรดซิตริกลงในแก้วอีกสองใบ - อันแรกคือปริมาตรของหัวไม้ขีดในอันที่สองมากกว่าประมาณ 5 เท่า เทน้ำ 10 มล. ลงในแก้วทั้งสองใบแล้วละลายกรดขณะกวน เติมสารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนตอิ่มตัว 5 มล. พร้อมกันลงในแก้วทั้งสองด้วยกรดซิตริก

จะเห็นได้ว่าในแก้วที่มีความเข้มข้นของกรดซิตริกสูง การปล่อยก๊าซจะเข้มข้นขึ้น .

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาระหว่างกรดซัลฟิวริกกับโซเดียมไธโอซัลเฟตทำให้เกิดกำมะถันซึ่งถูกปล่อยออกมาในรูปของความขุ่น เวลาตั้งแต่เริ่มต้นปฏิกิริยาจนถึงโมเมนต์ความขุ่น (สีเหลือบสีน้ำเงิน) ขึ้นอยู่กับความเร็วของปฏิกิริยา ทำให้สามารถตัดสินความเร็วปฏิกิริยาเฉลี่ยได้

ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในสามขั้นตอน:

1) นา 2 ส 2 O 3 + H 2 SO 4 = นา 2 SO 4 + H 2 ส 2 O 3

2) H 2 S 2 O 3 = H 2 SO 3 + S!

3) ชม 2 ดังนั้น 3 = ชม 2 O + ดังนั้น 2

สมการสรุป:

นา 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = นา 2 SO 4 + SO 2 + S! + H 2 O

ขั้นตอนการกำหนดอัตราที่ช้าที่สุดคือขั้นตอนที่สอง ดังนั้น ความเร็วของกระบวนการทั้งหมดจึงขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรดไธโอซัลฟิวริกเท่านั้น เนื่องจากกรดไธโอซัลฟิวริกได้มาจากปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนซึ่งเกิดขึ้นเกือบจะในทันที เราจึงสามารถสรุปได้ว่าความเข้มข้นของกรดไธโอซัลฟิวริกเท่ากับความเข้มข้นของโซเดียมไธโอซัลเฟต และอัตราของกระบวนการทั้งหมดขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของโซเดียมไธโอซัลเฟต .

ความก้าวหน้าของงาน.

เตรียมสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตที่มีความเข้มข้นต่างกันสี่สารละลายตามตารางที่ 3 เติมสารละลายกรดซัลฟิวริก 0.1 โมลาร์ 2 มล. สลับกันในแต่ละสารละลาย และวัดเวลานับจากเวลาที่เติมกรดจนกระทั่งเกิดความขุ่น ป้อนผลลัพธ์ในตารางที่ 3 โดยคำนึงว่า ΔС เป็นค่าคงที่เท่ากับ 4×10 -3 โมล/ลิตร

ตารางที่ 3

จากข้อมูลที่ได้รับ ให้สร้างกราฟ logV = f (logC) เพื่อกำหนดลำดับปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ T 1 (K) กราฟจะถูกวาดด้วยตนเองบนกระดาษกราฟตามมาตราส่วนที่เหมาะสมหรือในโปรแกรม ไมโครซอฟต์ เอ็กเซล 2007.

หากต้องการสร้างกราฟใน Microsoft Excel 2007 คุณต้องป้อนข้อมูลต้นฉบับลงในสเปรดชีต

จากนั้นคุณจะต้องเลือกช่วงของเซลล์ A2:B5 พร้อมข้อมูลและเลือกจากเมนู แทรก - แผนภูมิ - กระจาย และโดยเน้นจุดที่ได้รับบนกราฟ ให้เลือกในเมนูบริบท เพิ่มเส้นแนวโน้ม – เชิงเส้น – แสดงสมการบนแผนภูมิ x) และคือ n – ลำดับของปฏิกิริยา เช่น n = 0.9919 data 1

เพื่อกำหนดค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา k 1 ที่อุณหภูมิห้อง ให้พล็อตการพึ่งพา วี = ฉ(ค)ด้วยตนเองหรือใช้ Microsoft Excel 2007

หากต้องการสร้างกราฟใน Microsoft Excel 2007 ให้ป้อนข้อมูลต้นฉบับลงในสเปรดชีต โปรดทราบว่าสำหรับความเร็วของคอลัมน์ ( วี) ต้องถูกเลือก เลขชี้กำลังรูปแบบเซลล์ - เป็นผลให้เราได้กราฟของความสัมพันธ์เชิงเส้นในสมการที่ตัวคูณสำหรับตัวแปรอิสระ ( x) คือค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา

เช่น k = 1.6 10 -3

2.3.2. ผลกระทบของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

การทดลองดำเนินการคล้ายกับการทดลองครั้งก่อน อย่างไรก็ตาม สารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตและกรดซัลฟิวริกต้องได้รับความร้อนล่วงหน้าในเทอร์โมสตัทเป็นเวลา 5 นาทีก่อนจึงจะผสมได้

บันทึกผลลัพธ์ในตารางที่ 3 (T 2)

จากผลการคำนวณและการวัด ให้สร้างกราฟ V = f(C) และหาค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา k 2 ที่อุณหภูมิสูง (T 2) โดยใช้ความสามารถของ Microsoft Excel 2007 ค้นหาค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของปฏิกิริยา ประเมิน:

จากข้อมูลการทดลอง 3.1.1 และ 3.1.2. คำนวณพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยา E กระทำ ตามสูตร:

โดยที่ R = 8.31 J/(mol K) คือค่าคงที่ของก๊าซสากล

T 1 และ T 2 - อุณหภูมิ, K;

k 1 และ k 2 เป็นค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาที่อุณหภูมิ T 1 และ T 2 ตามลำดับ s -1

สิ้นสุดการทำงาน -

หัวข้อนี้เป็นของส่วน:

เคมีอนินทรีย์

กระทรวงศึกษาธิการและวิทยาศาสตร์แห่งสหพันธรัฐรัสเซีย.. งบประมาณของรัฐบาลกลาง.. สถาบันการศึกษาวิชาชีพระดับสูง..

หากคุณต้องการเนื้อหาเพิ่มเติมในหัวข้อนี้ หรือคุณไม่พบสิ่งที่คุณกำลังมองหา เราขอแนะนำให้ใช้การค้นหาในฐานข้อมูลผลงานของเรา:

เราจะทำอย่างไรกับเนื้อหาที่ได้รับ:

หากเนื้อหานี้มีประโยชน์สำหรับคุณ คุณสามารถบันทึกลงในเพจของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก:

หัวข้อทั้งหมดในส่วนนี้:

เครื่องแก้วเคมี
1.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อศึกษาประเภทและวัตถุประสงค์ของเครื่องแก้วเคมี

1.2. ข้อมูลทางทฤษฎี เครื่องแก้วเคมีที่ใช้ในห้องปฏิบัติการสามารถแบ่งออกได้เป็นหลายประเภท
การวัดเครื่องแก้วเคมีและวิธีการใช้งาน

ภาชนะวัดใช้ในการวัดปริมาตรของของเหลว ซึ่งรวมถึง: ขวดวัดปริมาตร กระบอกสูบ ปิเปต และบิวเรต (รูปที่ 3)
โปรดใส่ใจกับกฎการทำงานกับอุปกรณ์วัด

กฎการชั่งน้ำหนักและการชั่งน้ำหนัก
1.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อทำความคุ้นเคยกับเครื่องชั่งน้ำหนัก เรียนรู้การชั่งน้ำหนักเครื่องชั่งทางเทคนิคในห้องปฏิบัติการ

1.2. ข้อมูลทางทฤษฎี
เพื่อกำหนดม

ไม่เกินความสามารถในการยกสูงสุดของเครื่องชั่ง
4.1. วัตถุประสงค์ของงานนี้: เพื่อเชี่ยวชาญวิธีการทำให้สารบริสุทธิ์โดยการตกผลึกซ้ำ

4.2. วัตถุประสงค์และวิธีการวิจัย: กรวยทรงกรวย บีกเกอร์ขนาด 100 มล. กระบอกตวง
การทำไอโอดีนให้บริสุทธิ์โดยการระเหิด

5.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อเชี่ยวชาญวิธีการทำให้ของแข็งบริสุทธิ์โดยการระเหิด
5.2. วัตถุและวิธีการวิจัย: บีกเกอร์ไม่มีพวยกา 200-300 มล. ขวดก้นกลม

การหาความหนาแน่นของของเหลว จุดหลอมเหลว และจุดเดือดของสาร
6.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อทำความคุ้นเคยกับลักษณะทางกายภาพของสารและวิธีการในการพิจารณา

6.2. วัตถุและวิธีการวิจัย: สารแต่ละชนิดที่เป็นของเหลว (เฮกเซน, เฮปเทน, ออกเทน
การเตรียมตะกั่วออกไซด์และตะกั่วโลหะจากเกลือ

9.1. วัตถุประสงค์ของงาน: ทำความคุ้นเคยกับวิธีการตกตะกอน การกรอง การอบแห้ง และการเผาตะกอน รวมถึงการนำโลหะและออกไซด์กลับมาใช้ใหม่
9.2. วัตถุและสื่อ

การหามวลโมลาร์ของสารที่ระเหยง่าย
1.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อเชี่ยวชาญวิธีการหามวลโมลาร์ของสารที่ระเหยง่ายและการคำนวณโดยใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron

1.2. วัตถุและวิธีการวิจัย: ด้วย
การหามวลโมลาร์ของคาร์บอนไดออกไซด์

2.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อเชี่ยวชาญวิธีการหามวลโมลาร์ของสารก๊าซโดยใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron และความหนาแน่นสัมพัทธ์ของก๊าซ
2.2. วัตถุและวิธีการ

การหามวลโมลาร์ของโลหะที่เทียบเท่า
3.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อทำความคุ้นเคยกับวิธีการหามวลโมลของโลหะที่เทียบเท่าในปฏิกิริยาของโลหะกับกรดเจือจาง คุณสมบัติของไฮดรอกไซด์ 1.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อศึกษาปฏิกิริยาการเตรียมและคุณสมบัติของไฮดรอกไซด์ 1.2. วัตถุประสงค์และวิธีการวิจัย: สารละลายคอปเปอร์(II) ซัลเฟต 0.5 โมลาร์, อะลูมิเนียมซัลเฟต, โครเมียม(I) คลอไรด์

การเตรียมและศึกษาคุณสมบัติของสารเชิงซ้อนแอมมิโน ไฮดรอกโซ แอซิโด และอควา
1.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อทำความคุ้นเคยกับวิธีการเตรียม คุณสมบัติทางเคมี และความเสถียรของสารประกอบเชิงซ้อน

วิธีการแสดงความเข้มข้นของสารละลาย
วิธีแสดงความเข้มข้น สูตร ชื่อและคำจำกัดความ สัญลักษณ์และหน่วยวัด

ปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ในระหว่างการละลาย
1.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อศึกษาปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นระหว่างการละลายของของแข็ง ของเหลว และก๊าซในน้ำ เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ที่สังเกตได้จากมุมมองของทฤษฎีไฮเดรชั่นของสารละลาย

การกำหนดความสามารถในการละลายของสารในน้ำ
2.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อศึกษาคุณสมบัติของสารละลายอิ่มตัวและอิ่มตัวยวดยิ่งเพื่อเรียนรู้ที่จะกำหนดความสามารถในการละลายของสารเพื่อศึกษาการพึ่งพาความสามารถในการละลาย สารต่างๆเกี่ยวกับอุณหภูมิ

การก่อตัวและการละลายของตะกอน
3.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อศึกษาสภาวะการก่อตัวและการละลายของตะกอน

3.2. วัตถุประสงค์และวิธีการวิจัย: สารละลาย 1N ของตะกั่ว (II) ไนเตรต, โซเดียมคลอไรด์, แมกนีเซียมคลอไรด์, แบเรียมคลอไรด์, ข
การเตรียมและการไทเทรตสารละลาย

4.1. วัตถุประสงค์ของงาน: ทำความคุ้นเคยกับวิธีการเตรียมสารละลายและกำหนดความเข้มข้นซึ่งแสดงเป็นหน่วยต่างๆ เชี่ยวชาญวิธีการแก้ปัญหาการไทเทรต กำหนดเวลา
การหาค่าความกระด้างของน้ำประปา

5.1. วัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อศึกษาวิธีการวิเคราะห์เชิงปริมาตรของสารละลาย (ไทเทรต) ในการพิจารณาความกระด้างชั่วคราวของน้ำประปา เรียนรู้การคำนวณตามความเข้มข้นของอิเล็กตรอน
การหาค่าการนำไฟฟ้าของสารละลายและค่าคงที่การแยกตัวของอิเล็กโทรไลต์อ่อน

6.1. วัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์ของงาน: เพื่อศึกษาวิธีการวิเคราะห์แบบการนำไฟฟ้า สร้างการพึ่งพาการนำไฟฟ้าจำเพาะและเทียบเท่ากับความเข้มข้นของสารละลาย ศึกษากฎการเจือจางของออสต์วาลด์
ไฮโดรไลซิสของเกลือ

1. 7.1. วัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์ของงาน: ศึกษากระบวนการไฮโดรไลซิสของเกลือประเภทต่างๆ การสร้างอิทธิพลของอุณหภูมิ การเจือจาง ปฏิกิริยาของตัวกลาง ประจุของไอออนเชิงซ้อนบนพื้นผิว ผลของความเข้มข้นต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาของโซเดียมไธโอซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริก

- เท 0.1 N ลงในหลอดทดลองสามหลอด สารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟต: แรก - 5 มล. ที่สอง - 10 มล. และที่สาม - 15 มล. หลังจากนั้น ให้เติม 10 มล. ลงในหลอดทดลองหลอดแรก และเติมน้ำกลั่น 5 มล. ในหลอดที่สอง จากนั้นเท 0.1 N 5 มล. ลงในหลอดทดลองอีกสามหลอด สารละลายกรดซัลฟิวริก ระบายสารละลายที่เตรียมไว้เป็นคู่ทำให้เกิดปฏิกิริยา

นา 2 ส 2 โอ 3 +เอช 2 SO 4 =นา 2 SO 4 +SO 2 +H 2 O+S

ใช้นาฬิกาจับเวลา สังเกตว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหนกว่ากำมะถันจะปรากฏในแต่ละหลอดทดลอง บันทึกผลลัพธ์ในตารางต่อไปนี้:

ตารางที่ 9.1

2. จากข้อมูลที่ได้รับสามารถสรุปอะไรได้บ้าง? . อิทธิพลของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่างโซเดียมไธโอซัลเฟตกับกรดซัลฟิวริก เตรียมแก้วที่เหมือนกันหกใบ เท 0.1 N 15 มล. ลงในแก้วสามใบ สารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตและในอีกสามแก้ว - 15 มล. 0.1 N สารละลายกรดซัลฟิวริก อุ่นแก้วหนึ่งคู่ด้วยสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตและกรดซัลฟิวริกในอ่างน้ำให้มีอุณหภูมิสูงกว่า 10°C และแก้วอีกคู่ให้สูงกว่าอุณหภูมิห้อง 20°C เป็นเวลา 15-20 นาที โดยตรวจดูอุณหภูมิของน้ำด้วย เครื่องวัดอุณหภูมิ ในขณะที่สารละลายกำลังร้อน ให้ระบายสารละลายโซเดียมไธโอซัลเฟตและกรดซัลฟิวริกที่เหลือทิ้งไปที่อุณหภูมิห้อง สังเกตเวลาที่กำมะถันปรากฏในแก้ว ทำเช่นเดียวกันกับสารละลายที่ให้ความร้อน เขียนข้อมูลที่ได้รับลงในตาราง:

ตารางที่ 9.2

ผลลัพธ์ที่ได้สามารถสรุปได้อะไรบ้างเกี่ยวกับผลกระทบของอุณหภูมิต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา

3. ศึกษาอัตราการเกิดปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ . ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สลายตัวช้าๆตามธรรมชาติตามสมการ: H 2 O 2 =H 2 O + 1/2O 2 อัตราของกระบวนการนี้สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการแนะนำตัวเร่งปฏิกิริยาและประเมินโดยปริมาณออกซิเจนที่ปล่อยออกมาในช่วงเวลาหนึ่ง การทดลองดำเนินการในอุปกรณ์ที่แสดงในรูปที่ 1 2. เทน้ำลงในบิวเรตต์ผ่านช่องทางจนถึงจุดประมาณศูนย์ ปิดรูบิวเรตต์ให้แน่นด้วยจุกที่มีหลอดแก้ว ใช้ช่องทางเทสารละลาย iron III คลอไรด์ 1 มิลลิลิตรซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาลงในข้อศอกข้างหนึ่งของภาชนะ Landolt ใช้กรวยเทไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ตามความเข้มข้นที่ครูกำหนดลงในเข่าอีกข้างหนึ่ง จากนั้นเชื่อมต่อขวด Landolt เข้ากับบิวเรตต์โดยใช้จุกที่มีท่อจ่ายแก๊ส ตรวจสอบความแน่นหนาของอุปกรณ์ วางภาชนะ Landolt ไว้ในเทอร์โมสตัทที่อุณหภูมิที่ตั้งไว้และค้างไว้ประมาณ 10–15 นาที ตั้งระดับน้ำให้เท่ากันในกรวยปรับสมดุลและบิวเรต จากนั้นจดค่าระดับไว้ เอียงขวด Landolt เพื่อให้ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์สัมผัสกับตัวเร่งปฏิกิริยา ทุก 1–2 นาที เป็นเวลา 30 นาที วัดปริมาตรออกซิเจนที่ปล่อยออกมา V τ . บันทึกผลการวัดลงในตาราง 9.3.

ตารางที่ 9.3

หลังจากการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์โดยสมบูรณ์ ให้ทำให้ภาชนะ Landolt เย็นลงจนถึงอุณหภูมิเริ่มต้นของเทอร์โมสตัท และวัดปริมาตรของออกซิเจนที่ปล่อยออกมาอย่างสมบูรณ์ V ∞ อีกครั้ง ตามตารางครับ. 9.3 และตามสูตร

คำนวณค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยา สร้างกราฟการพึ่งพา:

หาค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาจากแทนเจนต์ของมุมเอียงของเส้นตรงถึงแกนแอบซิสซา แล้วเปรียบเทียบกับค่าเฉลี่ยเลขคณิต (9.17) ขอแนะนำให้ทำการทดลองที่อุณหภูมิ 2 อุณหภูมิ: 15–25°C และ 30–40°C

ขึ้นอยู่กับค่าคงที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาสำหรับสองอุณหภูมิโดยใช้สูตร:

โดยที่ R=8.314 J/mol∙K คำนวณพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์

4.อิทธิพลของความเข้มข้นของรีเอเจนต์ต่อสมดุลเคมี - เมื่อสารละลายของเหล็ก (III) คลอไรด์ทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมไทโอไซยาเนต จะเกิดสารที่ละลายน้ำได้และสีของสารละลายจะเปลี่ยนไป ปฏิกิริยาสามารถย้อนกลับได้:

FeCl 3 +3KCNS เฟ(CNS) 3 +3KCl

เขียนลงในตารางสีของสารละลายของสารทั้งหมดในระบบ:

ตารางที่ 9.4.

ผสมสารละลายเหล็ก (III) คลอไรด์และโพแทสเซียมไทโอไซยาเนต 5 มล. ในหลอดทดลอง สังเกตสีของสารละลายที่ได้ ระบุสารที่ให้สีแก่ระบบ เทสารละลายที่ได้ลงในหลอดทดลองสี่หลอดโดยให้เท่ากันมากที่สุด เติมสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์เข้มข้นเล็กน้อยลงในหลอดทดลองหลอดแรก, สารละลายโพแทสเซียมไทโอไซยาเนตในหลอดที่สอง และโพแทสเซียมคลอไรด์ผลึกเล็กน้อยลงในหลอดที่สาม ทิ้งหลอดทดลองอันที่สี่ไว้เพื่อเปรียบเทียบ เปรียบเทียบสีของสารละลายในหลอดทดลอง และระบุว่าสมดุลเปลี่ยนไปในทิศทางใดเมื่อเติม FeCl 3, KSCN และ KCl เขียนสมการของค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยาที่ศึกษา

5- ผลของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่อสมดุลเคมี - เมื่อไอโอดีนทำปฏิกิริยากับแป้ง จะเกิดสารประกอบอ่อนที่มีองค์ประกอบซับซ้อนซึ่งมีสีฟ้าเกิดขึ้น ความสมดุลของระบบสามารถแสดงได้คร่าว ๆ ด้วยสมการต่อไปนี้:

แป้ง+ไอโอดีน แป้งไอโอดีนเชิงซ้อน

เทสารละลายแป้ง 2-3 มิลลิลิตรลงในหลอดทดลอง แล้วเติมน้ำไอโอดีนลงไป 2-3 หยดจนกระทั่งสารละลายเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงิน ให้ความร้อนแก่หลอดทดลองจนกระทั่งสารละลายใส จากนั้นจึงเย็นลงจนกระทั่งได้สีน้ำเงินกลับคืนมา ตรวจสอบว่าปฏิกิริยาใด (โดยตรงหรือย้อนกลับ) เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนและปฏิกิริยาใดเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน อธิบายการเปลี่ยนสีเมื่อถูกความร้อนและความเย็น

กรดไธโอซัลฟิวริก - สารประกอบอนินทรีย์ซึ่งเป็นกรดแก่ dibasic ที่มีสูตร H 2 SO 3 S ซึ่งเป็นของเหลวหนืดไม่มีสีทำปฏิกิริยากับน้ำ ไม่เสถียรทางความร้อน สลายตัวอย่างรวดเร็วแต่ไม่ทันทีในสารละลายที่เป็นน้ำ เมื่อมีกรดซัลฟิวริกจะสลายตัวทันที

ทำให้เกิดเกลือ - ไธโอซัลเฟต ไทโอซัลเฟต - เกลือและเอสเทอร์ของกรดไธโอซัลฟิวริก H2S2O3- ไทโอซัลเฟตไม่เสถียรดังนั้นจึงไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือโซเดียมไธโอซัลเฟต (Na 2 S 2 O 3) และแอมโมเนียมไธโอซัลเฟต ((NH 4) 2 SO 3 S)

การเตรียมกรดไธโอซัลฟิวริก: 1) ปฏิกิริยาของไฮโดรเจนซัลไฟด์และซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ในเอทิลอีเทอร์ที่ อุณหภูมิต่ำ: ; 2) ผลของก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์ต่อโซเดียมไธโอซัลเฟต:

คุณสมบัติทางเคมีกรดไทโอซัลฟิวริก:

1) อุณหภูมิไม่เสถียรมาก:

2) เมื่อมีกรดซัลฟิวริกจะสลายตัว:

3) ทำปฏิกิริยากับด่าง:

4) ทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน:

ได้รับไทโอซัลเฟต:

1) เมื่อมีปฏิกิริยาระหว่างสารละลายซัลไฟต์กับไฮโดรเจนซัลไฟด์:

2) เมื่อเดือดสารละลายซัลไฟต์ด้วยกำมะถัน:

3) ระหว่างการเกิดออกซิเดชันของโพลีซัลไฟด์กับออกซิเจนในบรรยากาศ: ,

คุณสมบัติทางเคมีของไธโอซัลเฟต:

1) เมื่อได้รับความร้อนถึง 220 °C จะสลายตัวตามรูปแบบต่อไปนี้:

2) ไธโอซัลเฟตเป็นสารรีดิวซ์ที่แรง: ด้วยสารออกซิไดซ์ที่แรง เช่น คลอรีนอิสระ สารจะถูกออกซิไดซ์เป็นซัลเฟตหรือกรดซัลฟิวริก:

3) สารออกซิไดซ์ที่อ่อนกว่าหรือออกฤทธิ์ช้าเช่นไอโอดีนจะถูกเปลี่ยนเป็นเกลือของกรดเตตร้าไธโอนิก:

4) เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกกรดไธโอซัลฟิวริก (ไฮโดรเจนไธโอซัลเฟต) โดยปฏิกิริยาของโซเดียมไธโอซัลเฟตกับกรดแก่เนื่องจากมันไม่เสถียรและสลายตัวทันที:

5) ไฮเดรตผลึกหลอมเหลว Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O มีแนวโน้มที่จะเย็นเกินไป

การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติโซเดียมไธโอซัลเฟต: ใน การถ่ายภาพ เคมีวิเคราะห์และอินทรีย์ เหมืองแร่ สิ่งทอ และอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ อุตสาหกรรมอาหาร, ยา.

บทบาททางชีวภาพของกำมะถัน: เช่นเดียวกับองค์ประกอบออร์แกนิก ซัลเฟอร์เป็นองค์ประกอบที่แยกจากกันไม่มี ความสำคัญทางชีวภาพ- บทบาททางชีววิทยาของมันคือมันเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างของกรดอะมิโนเช่นซิสเทอีนและเมไทโอนีนซึ่งทำหน้าที่สำคัญหลายอย่างในสิ่งมีชีวิตของสัตว์ (รวมถึงมนุษย์ด้วย)

วัฏจักรซัลเฟอร์ในธรรมชาติ: พืชได้มาจากดินในรูปของกรดซัลฟิวริก ในรูปแบบอื่น กำมะถันไม่สามารถใช้ได้กับพืชสีเขียว ในร่างกายของพืช กรดซัลฟิวริกซึ่งผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ซับซ้อนแต่ยังอธิบายไม่ได้ ทำหน้าที่เป็นวัสดุสำหรับการสร้างสารโปรตีน ซึ่งกำมะถันพบในรูปแบบที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากกรดซัลฟิวริก ในขณะที่กำมะถันในรูปของกรดซัลฟิวริกรวมกับออกซิเจน ก๊าซที่พบในอากาศและรองรับการเผาไหม้และการหายใจทั้งหมด ในโปรตีน กำมะถันถูกแยกออกจากออกซิเจนแล้วรวมกับองค์ประกอบอื่นที่มีคาร์บอน ซึ่งก็คือถ่านหินธรรมดา เมื่อโปรตีนสลายตัวหลังจากการตายของสัตว์หรือพืช แบคทีเรียที่เน่าเปื่อยจะฉีกซัลเฟอร์ออกจากโปรตีนและปล่อยออกมาร่วมกับธาตุไฮโดรเจนใหม่ ในสารประกอบดังกล่าวนั้น กำมะถันจะเป็นแก๊สที่น่ารังเกียจและมีกลิ่นเหม็น มีกลิ่นของไข่เน่า ซึ่งมักเกิดจากไข่ขาวที่เน่าเปื่อยอยู่เสมอ และดังที่กล่าวกันแต่ก่อนแล้ว ซัลเฟอร์เข้าสู่ดินในรูปของไฮโดรเจนซัลไฟด์

15. เคมีของธาตุหมู่ 5 ก. เกิดขึ้นในธรรมชาติแร่ธาตุ สารประกอบไฮโดรเจนและออกซิเจน ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของสถานะออกซิเดชันต่างๆ การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติกรด-เบสและรีดอกซ์ของสารหนู พลวง และสารประกอบบิสมัทในสถานะออกซิเดชัน +3 และ +5

เคมีขององค์ประกอบของกลุ่ม 5 A: ในกลุ่มประกอบด้วย ไนโตรเจนยังไม่มีข้อความ ฟอสฟอรัสพี สารหนูเช่น, พลวงเอสบีและ บิสมัทบี. องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม V มีอิเล็กตรอน 5 ตัวในระดับอิเล็กทรอนิกส์ภายนอก โดยทั่วไปจะมีลักษณะเป็นอโลหะ ความสามารถในการเพิ่มอิเล็กตรอนนั้นเด่นชัดน้อยกว่ามากเมื่อเปรียบเทียบกับชาลโคเจนและฮาโลเจน องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่มย่อยไนโตรเจนมีการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของระดับพลังงานภายนอกของอะตอม ns²np³ และสามารถแสดงสถานะออกซิเดชันตั้งแต่ -3 ถึง +5 ในสารประกอบ เนื่องจากอิเลคโตรเนกาติวีตี้ค่อนข้างต่ำ พันธะกับไฮโดรเจนจึงมีขั้วน้อยกว่าพันธะกับไฮโดรเจนของชาลโคเจนและฮาโลเจน สารประกอบไฮโดรเจนขององค์ประกอบเหล่านี้ไม่มีไอออนไฮโดรเจนที่เป็นนามธรรมในสารละลายที่เป็นน้ำ กล่าวคือ พวกมันไม่มีคุณสมบัติเป็นกรด ตัวแทนกลุ่มแรกของกลุ่มย่อย - ไนโตรเจนและฟอสฟอรัส - เป็นอโลหะทั่วไป สารหนูและพลวงแสดงคุณสมบัติของโลหะ บิสมัทเป็นโลหะทั่วไป ดังนั้น ในกลุ่มนี้ คุณสมบัติขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบจึงเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก: จากโลหะที่ไม่ใช่โลหะทั่วไปไปเป็นโลหะทั่วไป เคมีขององค์ประกอบเหล่านี้มีความหลากหลายมากและเมื่อพิจารณาถึงความแตกต่างในคุณสมบัติขององค์ประกอบเมื่อศึกษาจะแบ่งออกเป็นสองกลุ่มย่อย - กลุ่มย่อยไนโตรเจนและกลุ่มย่อยสารหนู

เกิดขึ้นในธรรมชาติแร่ธาตุไนโตรเจน -ที่สำคัญที่สุด ส่วนประกอบบรรยากาศ (78% ของปริมาตร) โดยธรรมชาติจะพบได้ในโปรตีนในแหล่งสะสมของโซเดียมไนเตรต ไนโตรเจนธรรมชาติประกอบด้วยสองไอโซโทป: 14 N (มวล 99.635%) และ 15 N (มวล 0.365%) ฟอสฟอรัสเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด เกิดขึ้นในธรรมชาติในรูปของแร่ธาตุ ฟอสฟอรัสมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์ เกษตรกรรมการบินในการสกัดโลหะมีค่า สารหนู พลวง และบิสมัทกระจายอยู่ทั่วไปในรูปของแร่ซัลไฟด์เป็นหลัก สารหนูเป็นองค์ประกอบหนึ่งของสิ่งมีชีวิตที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของเส้นผม สารประกอบอาร์เซนิกเป็นพิษ แต่สามารถมีได้ในปริมาณน้อย สรรพคุณทางยา- สารหนูใช้ในการแพทย์และสัตวแพทยศาสตร์

สารประกอบไฮโดรเจนและออกซิเจน1) ออกไซด์เป็นที่รู้จักสำหรับไนโตรเจน สอดคล้องกับสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกทั้งหมด (+1,+2,+3,+4,+5): N 2 O, NO, N 2 O 3, NO 2, N 2 O 4, N 2 O 5 ภายใต้สภาวะปกติ ไนโตรเจนจะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน เฉพาะเมื่อมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านส่วนผสมเท่านั้น โมเลกุล กรดไนตริก HNO 3 ประกอบด้วยสามองค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกัน พันธะโควาเลนต์- นี่เป็นสารโมเลกุลที่มีอะตอมไนโตรเจนออกซิไดซ์สูง อย่างไรก็ตาม ความจุของไนโตรเจนในกรดคือ 4 แทนที่จะเป็นสถานะออกซิเดชันตามปกติของไนโตรเจน แอมโมเนีย- หนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด สารประกอบไฮโดรเจนไนโตรเจน มันมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างยิ่ง ชีวิตบนโลกเป็นหนี้แบคทีเรียบางชนิดซึ่งสามารถเปลี่ยนไนโตรเจนในชั้นบรรยากาศให้เป็นแอมโมเนียได้ 2) สารประกอบฟอสฟอรัสกับไฮโดรเจน คือ ก๊าซไฮโดรเจน ฟอสไฟด์ หรือ ฟอสฟีน PH 3 (ก๊าซพิษไม่มีสี มีกลิ่นคล้ายกระเทียม ติดไฟได้ในอากาศ) ฟอสฟอรัสมีออกไซด์หลายชนิด:ฟอสฟอรัสออกไซด์ (III) P 2 O 3 (สารผลึกสีขาวเกิดขึ้นระหว่างการเกิดออกซิเดชันช้าของฟอสฟอรัสในสภาวะขาดออกซิเจนเป็นพิษ) และฟอสฟอรัสออกไซด์ (V) P 2 O 5 (เกิดจาก P 2 O 3 เมื่อถูกความร้อน ละลายได้ในน้ำโดยเกิดกรดฟอสฟอรัสที่มีความแรงปานกลาง) ที่สำคัญที่สุด คุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของประการที่สองคือการดูดความชื้น (การดูดซับไอน้ำจากอากาศ) ในขณะที่มันแพร่กระจายไปสู่มวลสัณฐานของ HPO 3 เมื่อต้ม P 2 O 5 จะเกิดกรดฟอสฟอริก H 3 PO 4 (สารผลึกสีขาวละลายในอากาศ t pl = 42.35 o C ปลอดสารพิษละลายในน้ำอิเล็กโทรไลต์ได้จากการออกซิไดซ์กรดไนตริก 32%) . ฟอสเฟตของโลหะเกือบทั้งหมด (ยกเว้นอัลคาไล) จะไม่ละลายในน้ำ ไดไฮโดรเจนฟอสเฟตละลายได้ดีในน้ำ

ออกไซด์และไฮดรอกไซด์ของสถานะออกซิเดชันต่างๆ N 2 O, ไม่ใช่, N 2 O 3, ไม่ใช่ 2, N 2 O 4, N 2 O 5, P 2 O 3, P 2 O 5, P 2 O 3, As2O3, As2O5, Sb2O3, Sb2O5, Bi2O3, Bi2O5 , บิ(OH)3.

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติกรด-เบสและรีดอกซ์ของสารหนู พลวง และสารประกอบบิสมัทในสถานะออกซิเดชัน +3 และ +5

ไนโตรเจนที่พบในธรรมชาติ สารประกอบที่มีไฮโดรเจน ฮาโลเจน ออกซิเจน แอมโมเนีย สารเตรียม สมบัติและเกลือของมัน กรดไนตริก, เกลืออะไซด์ เอไมด์ อิไมด์ และไนไตรด์ของโลหะ บทบาททางชีวภาพของไนโตรเจน

ไนโตรเจน - 1s 2 2s 2 2p 3. องค์ประกอบของกลุ่มที่ 15 (ตามการจำแนกที่ล้าสมัย - กลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่ห้า) ของช่วงที่สอง ตารางธาตุ องค์ประกอบทางเคมี D.I. Mendeleev มีเลขอะตอม 7 ระบุด้วยสัญลักษณ์ เอ็น- สารง่ายๆ ไนโตรเจน- ก๊าซไดอะตอมมิกค่อนข้างเฉื่อยภายใต้สภาวะปกติ ไม่มีสี รส และกลิ่น (สูตร N 2) ซึ่งประกอบด้วยสามในสี่ของชั้นบรรยากาศโลก

การค้นพบในธรรมชาติ: ไนโตรเจนส่วนใหญ่พบได้ในธรรมชาติในสภาวะอิสระ ไนโตรเจนอิสระเป็นองค์ประกอบหลักของอากาศ ซึ่งมีไนโตรเจน 78.2% (โดยปริมาตร) มีไนโตรเจน 8 ล้านตันในอากาศเหนือพื้นผิวโลกหนึ่งตารางกิโลเมตร ปริมาณทั้งหมดในเปลือกโลกอยู่ที่ประมาณ 0.03 โมล หุ้น, % ไนโตรเจนเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน - โปรตีนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด อันเป็นผลมาจากการตายของคนหลังและการสลายตัวของซากพวกมันทำให้เกิดสารประกอบไนโตรเจนที่เรียบง่ายขึ้นซึ่งสามารถสะสมภายใต้สภาวะที่เอื้ออำนวย (ส่วนใหญ่ไม่มีความชื้น) เห็นได้ชัดว่ามีต้นกำเนิดมาจากการสะสมของ NaNO3 ในชิลีซึ่งมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมในการผลิตไนโตรเจนคงที่ซึ่งก็คือในรูปของสารประกอบ นอกจากนี้ยังพบในธรรมชาติก็มีแร่ธาตุ เช่น ดินประสิวอินเดีย K NO3 ตามที่นักจุลชีววิทยาชื่อดังของสหภาพโซเวียต V.L. Omelyansky กล่าวว่า “ไนโตรเจนมีคุณค่ามากกว่าโลหะมีตระกูลที่หายากที่สุด”

สารประกอบที่มีไฮโดรเจน ฮาโลเจน ออกซิเจน: 1) แอมโมเนียเป็นสารประกอบของไนโตรเจนและไฮโดรเจน เป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมเคมี สูตรแอมโมเนียคือ NH5 2) กรดไนตริก HNO3 เป็นกรดโมโนเบสิกชนิดเข้มข้น ในสารละลายเจือจาง จะสลายตัวเป็นไอออน H* และ NO อย่างสมบูรณ์ 3) ไนโตรเจนไม่ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับฮาโลเจน NF 3 , NCl 3 , NBr 3 และ NI 3 เช่นเดียวกับออกซีเฮไลด์หลายชนิด (สารประกอบที่นอกเหนือจากไนโตรเจนแล้ว ยังมีอะตอมของฮาโลเจนและออกซิเจนเช่น NOF 3 ) จะได้รับทางอ้อม . ไนโตรเจนเฮไลด์ไม่เสถียรและสลายตัวได้ง่ายเมื่อถูกความร้อน (บางส่วนระหว่างการเก็บรักษา) ให้เป็นสารธรรมดา ดังนั้น NI 3 จะตกตะกอนเมื่อมีการรวมสารละลายน้ำของแอมโมเนียและทิงเจอร์ไอโอดีนเข้าด้วยกัน แม้จะเกิดการกระแทกเล็กน้อย NI 3 ที่แห้งก็ยังระเบิดได้: 2NI 3 = N 2 + 3I 2 4) สำหรับไนโตรเจน เป็นที่ทราบกันว่าออกไซด์ซึ่งมีองค์ประกอบอย่างเป็นทางการสอดคล้องกับความจุทั้งหมดจาก หน่วยสูงสุดห้าหน่วย: N2 O – ไนตรัสออกไซด์, NO – ไนตริกออกไซด์, N2 O3 – ไนตรัสแอนไฮไดรด์, NO2 – ไนโตรเจนไดออกไซด์, N2 O5 – ไนตริกแอนไฮไดรด์

แอมโมเนีย การเตรียม คุณสมบัติและเกลือของมัน - การรวมกันของไนโตรเจนและไฮโดรเจน เป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมเคมี สูตรแอมโมเนียคือ NH5

การผลิตแอมโมเนีย

1) ในอุตสาหกรรมการผลิตแอมโมเนียเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โดยตรงจาก สารง่ายๆ- ตามที่ระบุไว้แล้วแหล่งที่มาของไนโตรเจนคืออากาศและไฮโดรเจนได้มาจากน้ำ 2) แอมโมเนียผลิตได้ในห้องปฏิบัติการจากส่วนผสมของแอมโมเนียมคลอไรด์ที่เป็นของแข็ง (NH 4 Cl) และปูนขาว เมื่อถูกความร้อน แอมโมเนียจะถูกปล่อยออกมาอย่างเข้มข้น 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 -> CaCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O

คุณสมบัติของแอมโมเนีย: 1) เพิ่มโปรตอนทำให้เกิดแอมโมเนียมไอออน:

2) การทำปฏิกิริยากับกรดจะทำให้ได้เกลือแอมโมเนียมที่สอดคล้องกัน:

3) เอไมด์ของโลหะอัลคาไลเตรียมโดยการบำบัดด้วยแอมโมเนีย:

4) เอไมด์เป็นเบสที่แข็งแกร่งกว่าไฮดรอกไซด์ ดังนั้นจึงผ่านการไฮโดรไลซิสที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ในสารละลายที่เป็นน้ำ:

5) เมื่อถูกความร้อน แอมโมเนียจะมีคุณสมบัติลดลง ดังนั้นจึงเผาไหม้ในบรรยากาศที่มีออกซิเจน เกิดเป็นน้ำและไนโตรเจน การออกซิเดชันของแอมโมเนียกับอากาศบนตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมทำให้เกิดไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อผลิตกรดไนตริก:

6) โดยการออกซิไดซ์แอมโมเนียด้วยโซเดียมไฮโปคลอไรต์ต่อหน้าเจลาตินจะได้ไฮดราซีน:

7) แอมโมเนียทำปฏิกิริยากับอัลเคนที่มีฮาโลเจนผ่านการเติมนิวคลีโอฟิลิก เกิดเป็นแอมโมเนียมไอออนทดแทน (วิธีการผลิตเอมีน):

เกลือแอมโมเนีย:เกลือแอมโมเนียม- สารผลึกแข็งที่ไม่มีสี เกือบทั้งหมดสามารถละลายได้ในน้ำและมีคุณสมบัติเหมือนกันกับเกลือของโลหะที่เรารู้จัก พวกมันทำปฏิกิริยากับด่างและปล่อยแอมโมเนียออกมา
NH 4 Cl + KOH -> KCl + NH 3 + H 2 O
นอกจากนี้หากคุณใช้กระดาษบ่งชี้เพิ่มเติมก็สามารถใช้ปฏิกิริยานี้ได้ ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพบนเกลือ แอมโมเนียม- เกลือแอมโมเนียมทำปฏิกิริยากับเกลือและกรดอื่นๆ ตัวอย่างเช่น,
(NH 4) 2 SO 4 + BaCl 2 -> BaSO 4 + 2NH 4 Cl
(NH 4) 2 CO 3 + 2HCl 2 -> 2NH 4 Cl + CO 2 + H 2 O
เกลือแอมโมเนียมไม่เสถียรต่อความร้อน บางชนิด เช่น แอมโมเนียมคลอไรด์ (หรือแอมโมเนีย) ซับไลม์ (ระเหยเมื่อถูกความร้อน) บางชนิด เช่น แอมโมเนียมไนไตรท์ สลายตัว
NH 4 Cl -> NH 3 + HCl
NH 4 NO 2 -> N 2 + 2H 2 O
ปฏิกิริยาเคมีครั้งสุดท้ายคือการสลายตัวของแอมโมเนียมไนไตรท์ ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อผลิตไนโตรเจนบริสุทธิ์

กรดไนตริก, เกลืออะไซด์กรดไฮโดรไนตรัส, อะโซอิไมด์, ฮน.3- กรด สารประกอบของไนโตรเจนและไฮโดรเจน ของเหลวไม่มีสี ระเหยง่าย ระเบิดได้รุนแรง (ระเบิดเมื่อได้รับความร้อน การกระแทก หรือแรงเสียดทาน) มีกลิ่นฉุน มีพิษมาก. เกลือที่ละลายน้ำได้สูงก็เป็นพิษเช่นกัน กลไกความเป็นพิษคล้ายกับไซยาไนด์ (ปิดกั้นไซโตโครม) อะซิด- สารประกอบเคมีที่มีหนึ่งกลุ่มขึ้นไป - N 3 อนุพันธ์ของกรดไฮโดรไนตรัส (ดูกรดไฮโดรไนตรัส) HN 3 อนินทรีย์ A. รวมถึงเกลือ HN 3 [เช่น A. โซเดียม NaN 3, A. ตะกั่ว Pb(N 3) 2], เฮไลด์ (เช่น คลอราไซด์ CIN 3) เป็นต้น อนินทรีย์ A. ส่วนใหญ่ระเบิดโดยมีผลกระทบเล็กน้อยหรือ แรงเสียดทานแม้ในสภาวะเปียก เช่น ตะกั่วอะไซด์ ซึ่งใช้เป็นวัตถุระเบิด ข้อยกเว้นคือ NaN 3 และเกลืออื่นๆ ของโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ วัสดุเริ่มต้นสำหรับการผลิตเกลือ HN 3 อื่นๆ รวมทั้งตัวกรดเองก็มักจะเป็นโซเดียมออกไซด์ ซึ่งได้จากการส่งไนตรัสออกไซด์ผ่านโซเดียมเอไมด์ที่หลอมละลาย: NaNH 2 + ON 2 = NaN 3 +H 2 O กรดอินทรีย์ทั้งหมด , อัลคิลและเอริล (สูตรทั่วไป RN 3) หรือเอซิล (2)N 3

เอไมด์ อิไมด์ และไนไตรด์ของโลหะ

เอไมด์โลหะ MeNH 2 - สารประกอบที่มี NH 2 - ไอออน เอไมด์เป็นอะนาลอกของไฮดรอกไซด์ แต่เป็นเบสที่แรงกว่า เอไมด์บางชนิดละลายได้ในแอมโมเนีย และเอไมด์ละลายได้ในแอมโมเนียในลักษณะเดียวกับไฮดรอกไซด์ของโลหะนี้อยู่ในน้ำ สารละลายแอมโมเนียของเอไมด์นำกระแสไฟฟ้า ในเอไมด์หนึ่งหรือสองอะตอมไฮโดรเจนสามารถถูกแทนที่ด้วยอนุมูลอินทรีย์ได้ เช่น ในลิเธียมไดไอโซโพรพิลาไมด์ LiN(C 3 H 7) 2

อิมิเดสแบบโลหะ - คอน สูตรทั่วไป M2/nNH โดยที่ n คือสถานะออกซิเดชันของโลหะ M พวกมันถูกไฮโดรไลซ์ได้ง่ายด้วยน้ำ เกิดเป็นโลหะไฮดรอกไซด์และ NH3 เมื่อได้รับความร้อน ผ่านเข้าไปในโลหะไนไตรด์หรือสลายตัวไปอย่างอิสระ โลหะ N2 และ H2 อิไมด์ของโลหะถูกเตรียมโดยการให้ความร้อนกับเอไมด์ของโลหะในสุญญากาศที่อุณหภูมิ 400-600 °C รู้จักอิไมด์ของโลหะจำนวนเล็กน้อย นาอิบ. มีการศึกษาลิเธียมอิไมด์ Li2NH ซึ่งมีอยู่ในรูปแบบผลึกสองแบบ การปรับเปลี่ยน; รูปทรงเตตระกอนมีความเสถียรสูงถึง 83 °C ตาข่าย (a = 0.987 nm, b = 0.970 nm, c = 0.983 nm, z = 16; ความหนาแน่น 1.20 g/cm3) สูงกว่า 83°C - ผลึก ตะแกรงชนิดแอนติฟลูออไรต์ (ความหนาแน่น 1.48 ก./ซม.3) ได้รับหลายองค์กร อนุพันธ์ของโลหะอิไมด์ ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยองค์กร หัวรุนแรง P.I. ชูคูรอฟ
ไนไตรด์ - สารประกอบไนโตรเจนที่มีธาตุอิเล็กโทรเนกาติวีตน้อย เช่น กับโลหะ (AlN; TiN x ; Na 3 N; Ca 3 N 2 ; Zn 3 N 2 ; เป็นต้น) และกับอโลหะจำนวนหนึ่ง (NH 3, BN, ศรี 3 N 4)

สารประกอบไนโตรเจนกับโลหะส่วนใหญ่มักเป็นสารทนไฟซึ่งมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง เช่น CBN การเคลือบไนไตรด์ทำให้ผลิตภัณฑ์มีความแข็งและทนต่อการกัดกร่อน ถูกนำมาใช้ในเทคโนโลยีพลังงานและอวกาศ

บทบาททางชีวภาพของไนโตรเจน ชม ไนโตรเจนบริสุทธิ์ (ธาตุ) เองก็ไม่มีเลย บทบาททางชีววิทยา- บทบาททางชีววิทยาของไนโตรเจนถูกกำหนดโดยสารประกอบของมัน ดังนั้น ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของกรดอะมิโน กรดอะมิโนจึงก่อตัวเป็นเปปไทด์และโปรตีน (ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด) ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของนิวคลีโอไทด์จะสร้าง DNA และ RNA (ซึ่งข้อมูลทั้งหมดจะถูกส่งภายในเซลล์และโดยการสืบทอด) เป็นส่วนหนึ่งของเฮโมโกลบิน มีส่วนร่วมในการขนส่งออกซิเจนจากปอดไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่อ

ใบเสร็จ.

2NaNO 2 + 2S → นา 2 S 2 O 3 + N 2 O

การวิเคราะห์เชิงคุณภาพ