معادلة الخواص الكيميائية لثاني أكسيد الكربون. الخصائص الكيميائية الأساسية لثاني أكسيد الكربون
أهداف التعلم: - دراسة تأثير الأحماض على الكربونات واستخلاص النتائج العامة.
فهم وإجراء الاختبار النوعي لثاني أكسيد الكربون.
نتائج متوقعة: من خلال تجربة كيميائية ، بناءً على الملاحظات ، وتحليل نتائج التجربة ، يتوصل الطلاب إلى استنتاجات حول طرق الحصول على ثاني أكسيد الكربون وخصائصه وتأثير ثاني أكسيد الكربون على ماء الجير. بمقارنة طرق إنتاج الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون بفعل الأحماض المخففة على المعادن والكربونات ،يتوصل الطلاب إلى استنتاجات حول المنتجات المختلفة للتفاعلات الكيميائية التي يتم الحصول عليها من خلال عمل الأحماض المخففة.
خلال الفصول:
تنظيم الوقت: 1) التحية. 2) تعريف الغائب. 3) التحقق من جاهزية الطلاب والفصل للدرس
مقابلة واجب منزلي: عرض الفيديو حول الموضوع: "تفاعلات كيميائية بسيطة ، الهيدروجين.إجراء التقييم المتبادل للواجب المنزلي بتقنية نجمتين وأمنية واحدة. الغرض: التقييم المتبادل ، وتكرار المادة المدروسة في موضوع التفاعلات الكيميائية البسيطة ؛ طرق وخصائص إنتاج الهيدروجين.
تقسيم الصف إلى مجموعات. الإستراتيجية: واحدًا تلو الآخر.
تعلم مواد جديدة . ينظم العمل في مجموعات لدراسة مورد نظري حول موضوع التفاعلات الكيميائية البسيطة - ثاني أكسيد الكربون ، والحصول على خصائص ثاني أكسيد الكربون ودراستها. ينظم المعلم الرقابة المتبادلة على المدرسين ،فد – تقنية - تأليف جملة واحدة يلزم فيها التعبير عن إجابة السؤال الذي طرحه المعلم.
- ما الجديد الذي تعلمته عن خصائص الأحماض؟
ماذا تعلمت عن ثاني أكسيد الكربون؟
الغرض: حولتقدير جودة كل استجابة بسرعة وبشكل عام.ملاحظة ما إذا كان الطلاب قد حددوا المفاهيم الرئيسية للمادة التي تمت تغطيتها وعلاقتهم.
ينظم المعلم تكرارا لقواعد السلامة عند العمل مع الأحماض والقلويات (ماء الجير) - الإملاء الكيميائي - 4 دقائق.فو - تقنية - ضبط النفس حسب النموذج - ادخال الكلمات المفقودة والعمل مع النص. الهدف هو التحقق من مستوى المعرفة بقواعد إجراء تجربة آمنة.
إملاء
اعمل بحذر مع الأحماض
الأحماض يسبب مادة كيميائية ………………….جلدوالأقمشة الأخرى.
وفقًا لسرعة العمل ومعدل تدمير أنسجة الجسم ، يتم ترتيب الأحماض بالترتيب التالي ، بدءًا من الأكثرقوي: ……………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… … ………………………………………………
عند تخفيف الأحماض ، يُسكب .................. على .................. عصا بحلقة مطاطية أمان في الأسفل.
لا يسمح بزجاجة حمض ...........................اليدين على الصدر ، لأن ربما ………………… و ………… ..
إسعافات أولية. منطقة الجلد المصابة بالحمض ……….نفاثة من البرد ………… .. خلال ………………. دقيقة. نقاط البيعيتم وضع .................. ماء منقوع في المكان المحروقالمحلول …………. ضمادة شاش أو حشوةمسحة. في 10 دقائق. ضمادة ……… .. ، جلد …………. ،ومزيت بالجلسرين لتقليل الإحساس بالألمشيني.
إجراء تجربة معملية: "الحصول على ثاني أكسيد الكربون ودراسة خواصه".
يقوم الطلاب بإجراء تجربةاملأ جدول الملاحظات والاستنتاجات ،تسجيل فيديو من الملاحظات لوضعها فيموقع يوتيوبليراها آباؤهم.
انعكاس الدرس: معلميطلب التعبير عن موقفهم من أشكال الدرس ، للتعبير عن رغباتهم في الدرس.يملأ الطلاب ملصقات ملونة - "إشارة مرور"
"أحمر" - الموضوع غير واضح بالنسبة لي ، هناك العديد من الأسئلة المتبقية.
"أصفر" - الموضوع واضح بالنسبة لي ، لكن هناك أسئلة.
"الأخضر" - الموضوع واضح بالنسبة لي.
الواجب المنزلي : دراسة المصدر النظري. للمقارنة كتابةً نتائج عمل الأحماض المخففة على المعادن والكربونات ، لمقارنة غازي الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون - مقال صغير.قم بعمل فيديو وانشره علىموقع يوتيوب. مجموعات لتقييم مقاطع الفيديو الخاصة بالطلاب الآخرينFO - تقنية - "نجمتان وأمنية واحدة".
مراجع:
الأساليب الفعالة في التدريس والتعلمwww. CPM. KZ
التقييم التكويني في المدرسة الابتدائية.دليل عملي للمعلمين / شركات. O.I Dudkina ، A. A. Burkitova ، R. Kh. Shakirov. - ب: "بيليم" 2012. - 89 ص.
تقويم الإنجازات التعليمية للطلاب.دليل منهجي / من إعداد R. خ. شاكيروف ، أ. بوركيتوفا ، أوي. دودكين. - ب: "بيليم" ، 2012. - 80 ص.
المرفقات 1
المورد النظري
ثاني أكسيد الكربون
جزيء ثاني أكسيد الكربون 2
الخصائص الفيزيائية
أول أكسيد الكربون (IV) - ثاني أكسيد الكربون ، غاز عديم اللون والرائحة ، أثقل من الهواء ، قابل للذوبان في الماء ، عند التبريد القوي يتبلور على شكل كتلة بيضاء تشبه الثلج - "جليد جاف". عند الضغط الجوي لا يذوب.ويتبخر ، متجاوزًا الحالة السائلة للتجمع - تسمى هذه الظاهرة تسامي ، درجة حرارة التسامي -78 درجة مئوية. يتكون ثاني أكسيد الكربون أثناء تحلل المواد العضوية واحتراقها. محتواة في الهواء والينابيع المعدنية ، تنطلق أثناء تنفس الحيوانات والنباتات. قابل للذوبان في الماء قليلاً (حجم واحد من ثاني أكسيد الكربون في حجم واحد من الماء عند 15 درجة مئوية).
إيصال
ينتج ثاني أكسيد الكربون عن طريق عمل الأحماض القوية على الكربونات:
كربونات معدنية+ حمض →ملح + ثاني أكسيد الكربون + ماء
كربونات الكالسيوم 3 + 2HCl = CaCl 2 + شركة 2 + ح 2 ا
كربوناتالكالسيوم + هيدروكلوريكحامض = فحميغاز + ماء
كربونات الكالسيوم + حمض الهيدروكلوريك→ كلوريد الكالسيوم + ثاني أكسيد الكربون + ماء
نا 2 كو 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + ح 2 ا
كربوناتصوديوم +
هيدروكلوريكحامض =
فحميغاز +
ماء
كربونات الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك→ كلوريد الصوديوم + ثاني أكسيد الكربون + ماء
الخواص الكيميائية
رد فعل نوعي
التفاعل النوعي للكشف عن ثاني أكسيد الكربون هو تعكر ماء الجير:
كاليفورنيا (يا) 2 + شركة 2 = كربونات الكالسيوم 3 ↓ + ح 2 أوه
ماء الجير + ثاني أكسيد الكربون = 
+ ماء
في بداية التفاعل ، يتكون راسب أبيض يختفي عند مرور ثاني أكسيد الكربون لفترة طويلة. 2 من خلال ماء الجير ، لأن يتم تحويل كربونات الكالسيوم غير القابلة للذوبان إلى بيكربونات قابلة للذوبان:
كربونات الكالسيوم 3 + ح 2 O + CO 2 = من أ (HCO 3 ) 2 .
الملحق 2
التجربة المعملية رقم 7
"إنتاج ثاني أكسيد الكربون والاعتراف به"
هدف: تجريبيا الحصول على ثاني أكسيد الكربون وإجراء تجربة تميز خصائصه.
المعدات والكواشف: الوقوف مع أنابيب الاختبار ، حامل المختبر ، أنابيب الاختبار ، أنبوب التهوية بسدادة مطاطية ، جهاز للحصول على ثاني أكسيد الكربون ، الطباشير (كربونات الكالسيوم) ، كربونات النحاس ( ثانيًا ) ، كربونات الصوديوم ، محلول حمض الخليك ، ماء الجير.
تقدم:
قم بإعداد أنبوب اختبار مسبقًا يحتوي على 3 مل من ماء الليمون.
قم بتجميع الجهاز للحصول على الغاز (كما هو موضح في الشكل 1). ضع بضع قطع من الطباشير في أنبوب الاختبار ، واسكب ما يصل إلى ثلث حجم أنبوب الاختبار بحمض الأسيتيك وأغلق الفلين بأنبوب مخرج غاز ، يتم توجيه نهايته لأسفل. صف كيف يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون_______________________?) .
اغمر أنبوب التهوية في أنبوب الماء الجير بحيث تكون نهاية أنبوب التهوية أقل من مستوى المحلول. قم بتمرير ثاني أكسيد الكربون حتى يحدث الترسيب. إذا واصلت تمرير ثاني أكسيد الكربون أكثر ، فسوف تختفي المادة المترسبة. صف الخصائص الكيميائية لثاني أكسيد الكربون.
بناءً على نتائج التجارب ، املأ الجدول ، واستخلص الاستنتاج.
عينة العمل
قاموا بتجميع جهاز لإنتاج ثاني أكسيد الكربون ، ووضعوا قطعًا من الطباشير في أنبوب اختبار وأضافوا حمض الهيدروكلوريك. انتبه: إطلاق فقاعات الغاز.
يمكن الحصول على ثاني أكسيد الكربون من خلال عمل حمض الأسيتيك على:
الطباشير (كربونات استنتاج: استقبل ثاني أكسيد الكربون ودرس خواصه.
ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) ،يُطلق عليه أيضًا حمض الكربونيك ، وهو أهم مكون في تكوين المشروبات الغازية. يحدد الطعم والاستقرار البيولوجي للمشروبات ، ويمنحها خصائص فوارة ومنعشة.
الخواص الكيميائية.كيميائيا ، ثاني أكسيد الكربون خامل. يتكون من إطلاق كمية كبيرة من الحرارة ، وهو منتج للأكسدة الكاملة للكربون ، وهو مستقر للغاية. تستمر تفاعلات تقليل ثاني أكسيد الكربون فقط في درجات حرارة عالية. لذلك ، على سبيل المثال ، عند التفاعل مع البوتاسيوم عند 230 درجة مئوية ، يتم تقليل ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الأكساليك:
الدخول في تفاعل كيميائي مع الماء ، الغاز ، بكمية لا تزيد عن 1 ٪ من محتواه في المحلول ، يشكل حمض الكربونيك ، وينفصل إلى أيونات H + ، HCO 3 - ، CO 2 3-. في محلول مائي ، يدخل ثاني أكسيد الكربون بسهولة في التفاعلات الكيميائية ، مكونًا أملاح كربونية مختلفة. لذلك ، فإن المحلول المائي لثاني أكسيد الكربون شديد العدوانية تجاه المعادن ، وله أيضًا تأثير مدمر على الخرسانة.
الخصائص الفيزيائية.يستخدم ثاني أكسيد الكربون في تشبع المشروبات ، وتسييلها بالضغط إلى ضغط مرتفع. اعتمادًا على درجة الحرارة والضغط ، يمكن أيضًا أن يكون ثاني أكسيد الكربون في حالة غازية أو صلبة. تظهر درجة الحرارة والضغط المقابلة لحالة معينة من التجميع في مخطط توازن الطور (الشكل 13).
عند درجة حرارة سالب 56.6 درجة مئوية وضغط 0.52 MN / م 2 (5.28 كجم / سم 2) ، المقابلة للنقطة الثلاثية ، يمكن أن يكون ثاني أكسيد الكربون في نفس الحالة الغازية والسائلة والصلبة. في درجات حرارة وضغوط أعلى ، يكون ثاني أكسيد الكربون في حالة سائلة وغازية ؛ عند درجة حرارة وضغط أقل من هذه المؤشرات ، يمر الغاز ، متجاوزًا مباشرة المرحلة السائلة ، إلى الحالة الغازية (متسامية). فوق درجة الحرارة الحرجة 31.5 درجة مئوية ، لا يمكن لأي قدر من الضغط الاحتفاظ بثاني أكسيد الكربون كسائل.
في الحالة الغازية ، يكون ثاني أكسيد الكربون عديم اللون والرائحة وله طعم حامض قليلاً. عند درجة حرارة 0 درجة مئوية وضغط جوي ، تبلغ كثافة ثاني أكسيد الكربون 1.9769 كجم / لتر 3 ؛ إنه أثقل من الهواء بمقدار 1.529 مرة. عند 0 درجة مئوية والضغط الجوي ، يحتل 1 كجم من الغاز حجمًا قدره 506 لترًا. يتم التعبير عن العلاقة بين حجم ودرجة حرارة وضغط ثاني أكسيد الكربون بالمعادلة:
حيث V هو حجم 1 كجم من الغاز في م 3 / كجم ؛ T هي درجة حرارة الغاز في ° K ؛ P - ضغط الغاز N / m 2 ؛ R هو ثابت الغاز ؛ A هي قيمة إضافية تأخذ في الاعتبار الانحراف عن معادلة حالة الغاز المثالي ؛
ثاني أكسيد الكربون المسال- سائل عديم اللون ، شفاف ، سهل التنقل ، يشبه الكحول أو الأثير في المظهر. كثافة السائل عند 0 درجة مئوية هي 0.947. عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ، يتم تخزين الغاز المسال عند ضغط 6.37 مليون نيوتن / م 2 (65 كجم / سم 2) في اسطوانات فولاذية. مع التدفق الحر من البالون ، يتبخر السائل مع امتصاص كمية كبيرة من الحرارة. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 78.5 درجة مئوية تحت الصفر ، يتجمد جزء من السائل ويتحول إلى ما يسمى بالثلج الجاف. من حيث الصلابة ، يكون الثلج الجاف قريبًا من الطباشير وله لون أبيض باهت. يتبخر الجليد الجاف بشكل أبطأ من السائل ، ويتحول مباشرة إلى حالة غازية.
عند درجة حرارة 78.9 درجة مئوية تحت الصفر وضغط 1 كجم / سم 2 (9.8 مليون نيوتن / م 2) ، تبلغ حرارة تسامي الجليد الجاف 136.89 كيلو كالوري / كجم (573.57 كيلو جول / كجم).
يستمر تفاعل الكربون مع ثاني أكسيد الكربون وفقًا للتفاعل
يتكون النظام قيد الدراسة من مرحلتين ، الكربون الصلب والغاز (f = 2). ترتبط ثلاث مواد متفاعلة ببعضها البعض بواسطة معادلة تفاعل واحدة ، وبالتالي ، فإن عدد المكونات المستقلة هو k = 2. وفقًا لقاعدة مرحلة Gibbs ، فإن عدد درجات الحرية في النظام سيكون مساويًا لـ
C \ u003d 2 + 2-2 \ u003d 2.
هذا يعني أن تركيزات التوازن لثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون هي وظائف لدرجة الحرارة والضغط.
التفاعل (2.1) ماص للحرارة. لذلك ، وفقًا لمبدأ Le Chatelier ، تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تغيير توازن التفاعل في اتجاه تكوين كمية إضافية من ثاني أكسيد الكربون.
أثناء التفاعل (2.1) ، يتم استهلاك 1 مول من ثاني أكسيد الكربون ، والذي يبلغ حجمه في الظروف العادية 22400 سم 3 ، و 1 مول من الكربون الصلب بحجم 5.5 سم 3. نتيجة للتفاعل ، يتم تكوين 2 مول من ثاني أكسيد الكربون ، حجمها في الظروف العادية 44800 سم 3.
من البيانات أعلاه حول التغيير في حجم الكواشف أثناء التفاعل (2.1) ، فإنه يلي:
- ويرافق التحول قيد النظر زيادة في حجم المواد المتفاعلة. لذلك ، وفقًا لمبدأ Le Chatelier ، ستؤدي زيادة الضغط إلى تعزيز التفاعل في اتجاه تكوين ثاني أكسيد الكربون.
- التغيير في حجم الطور الصلب لا يكاد يذكر مقارنة بالتغير في حجم الغاز. لذلك ، بالنسبة للتفاعلات غير المتجانسة التي تشتمل على مواد غازية ، يمكن الافتراض بدقة كافية أن التغيير في حجم المواد المتفاعلة يتم تحديده فقط من خلال عدد مولات المواد الغازية في الجزأين الأيمن والأيسر من معادلة التفاعل.
يتم تحديد ثابت التوازن للتفاعل (2.1) من التعبير
إذا تم أخذ الجرافيت كحالة قياسية في تحديد نشاط الكربون ، فإن C = 1
يمكن تحديد القيمة العددية لثابت التوازن للتفاعل (2.1) من المعادلة
ترد البيانات المتعلقة بتأثير درجة الحرارة على قيمة ثابت التوازن للتفاعل في الجدول 2.1.
الجدول 2.1- قيم ثابت التوازن للتفاعل (2.1) عند درجات حرارة مختلفة
من البيانات المعطاة ، يمكن ملاحظة أنه عند درجة حرارة تبلغ حوالي 1000 كلفن (700 درجة مئوية) ، يكون ثابت التوازن للتفاعل قريبًا من الوحدة. هذا يعني أن التفاعل (2.1) يمكن عكسه تمامًا تقريبًا في درجات حرارة معتدلة. في درجات الحرارة العالية ، يستمر التفاعل بشكل لا رجوع فيه في اتجاه تكوين ثاني أكسيد الكربون ، وعند درجات حرارة منخفضة في الاتجاه المعاكس.
إذا كانت المرحلة الغازية تتكون فقط من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، فمن خلال التعبير عن الضغوط الجزئية للمواد المتفاعلة من حيث تركيزاتها الحجمية ، يمكن اختزال المعادلة (2.4) إلى الشكل
في الظروف الصناعية ، يتم الحصول على ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون نتيجة تفاعل الكربون مع الأكسجين في الهواء أو الانفجار المخصب بالأكسجين. في الوقت نفسه ، يظهر عنصر آخر ، وهو النيتروجين ، في النظام. يؤثر إدخال النيتروجين في خليط الغاز على نسبة تركيزات التوازن لثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون بشكل مشابه لانخفاض الضغط.
توضح المعادلة (2.6) أن تكوين خليط الغاز المتوازن هو دالة لدرجة الحرارة والضغط. لذلك ، يتم تفسير حل المعادلة (2.6) بيانياً باستخدام سطح في مساحة ثلاثية الأبعاد في الإحداثيات T و Ptot و (٪ CO). من الصعب تصور مثل هذا الاعتماد. من الأنسب تمثيله على أنه اعتماد على تركيبة خليط الغازات المتوازنة على أحد المتغيرات ، مع كون المعلمة الثانية من معلمات النظام ثابتة. كمثال ، يوضح الشكل 2.1 بيانات عن تأثير درجة الحرارة على تكوين خليط الغازات المتوازنة عند Ptot = 10 5 Pa.
مع التركيبة الأولية المعروفة لخليط الغاز ، يمكن الحكم على اتجاه التفاعل (2.1) باستخدام المعادلة
إذا ظل الضغط في النظام دون تغيير ، يمكن تقليل العلاقة (2.7) إلى النموذج
الشكل 2.1- الاعتماد على تركيبة توازن الطور الغازي للتفاعل C + CO 2 = 2CO على درجة الحرارة عند P CO + P CO 2 = 10 5 Pa.
بالنسبة لخليط غاز يتوافق تركيبه مع النقطة أ في الشكل 2.1 ،. حيث
و G> 0. وهكذا ، فإن النقاط الموجودة فوق منحنى التوازن تميز الأنظمة التي يستمر نهجها في حالة التوازن الديناميكي الحراري من خلال التفاعل
وبالمثل ، يمكن إثبات أن النقاط الموجودة أسفل منحنى التوازن تميز الأنظمة التي تقترب من حالة التوازن من خلال التفاعل
تعريف
ثاني أكسيد الكربون(ثاني أكسيد الكربون ، أنهيدريد الكربون ، ثاني أكسيد الكربون) - أول أكسيد الكربون (IV).
الصيغة - ثاني أكسيد الكربون. الكتلة المولية - 44 جم / مول.
الخواص الكيميائية لثاني أكسيد الكربون
ينتمي ثاني أكسيد الكربون إلى فئة الأكاسيد الحمضية ، أي عند التفاعل مع الماء ، فإنه يشكل حمض يسمى حمض الكربونيك. حمض الكربونيك غير مستقر كيميائيًا وفي لحظة التكوين يتحلل على الفور إلى مكونات ، أي تفاعل تفاعل ثاني أكسيد الكربون مع الماء قابل للعكس:
CO 2 + H 2 O ↔ CO 2 × H 2 O (محلول) ↔ H 2 CO 3.
عند تسخينه ، يتحلل ثاني أكسيد الكربون إلى أول أكسيد الكربون والأكسجين:
2CO 2 \ u003d 2CO + O 2.
كما هو الحال مع جميع الأكاسيد الحمضية ، يتميز ثاني أكسيد الكربون بتفاعلات التفاعل مع الأكاسيد الأساسية (التي تتكون فقط من المعادن النشطة) والقواعد:
CaO + CO 2 \ u003d CaCO 3 ؛
Al 2 O 3 + 3CO 2 \ u003d Al 2 (CO 3) 3 ؛
CO 2 + NaOH (مخفف) = NaHCO 3 ؛
CO 2 + 2NaOH (conc) \ u003d Na 2 CO 3 + H 2 O.
ثاني أكسيد الكربون لا يدعم الاحتراق ؛ فقط المعادن النشطة تحترق فيه:
CO 2 + 2Mg \ u003d C + 2MgO (t) ؛
CO 2 + 2Ca \ u003d C + 2CaO (t).
يدخل ثاني أكسيد الكربون في تفاعلات مع مواد بسيطة مثل الهيدروجين والكربون:
CO 2 + 4H 2 \ u003d CH 4 + 2H 2 O (t ، kat \ u003d Cu 2 O) ؛
CO 2 + C \ u003d 2CO (ر).
عندما يتفاعل ثاني أكسيد الكربون مع بيروكسيدات المعادن النشطة ، تتشكل الكربونات ويتحرر الأكسجين:
2CO 2 + 2Na 2 O 2 \ u003d 2Na 2 CO 3 + O 2.
التفاعل النوعي لثاني أكسيد الكربون هو تفاعل تفاعله مع ماء الجير (الحليب) ، أي مع هيدروكسيد الكالسيوم ، حيث يتكون راسب أبيض - كربونات الكالسيوم:
CO 2 + Ca (OH) 2 \ u003d CaCO 3 ↓ + H 2 O.
الخصائص الفيزيائية لثاني أكسيد الكربون
ثاني أكسيد الكربون مادة غازية عديمة اللون والرائحة. أثقل من الهواء. مستقر حراريا. عند ضغطه وتبريده ، يتحول بسهولة إلى حالات سائلة وصلبة. يسمى ثاني أكسيد الكربون في الحالة الصلبة للتجمع "بالجليد الجاف" ويتسامى بسهولة في درجة حرارة الغرفة. ثاني أكسيد الكربون ضعيف الذوبان في الماء ويتفاعل معه جزئيًا. الكثافة - 1.977 جم / لتر.
الحصول على ثاني أكسيد الكربون واستخدامه
تخصيص الطرق الصناعية والمخبرية لإنتاج ثاني أكسيد الكربون. لذلك ، في الصناعة يتم الحصول عليها عن طريق تحميص الحجر الجيري (1) ، وفي المختبر - من خلال عمل الأحماض القوية على أملاح حمض الكربونيك (2):
CaCO 3 \ u003d CaO + CO 2 (ر) (1) ؛
CaCO 3 + 2HCl \ u003d CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (2).
يستخدم ثاني أكسيد الكربون في الغذاء (كربنة عصير الليمون) ، والمواد الكيميائية (التحكم في درجة الحرارة في إنتاج الألياف الاصطناعية) ، والمعادن (حماية البيئة ، مثل ترسيب الغاز البني) وغيرها من الصناعات.
أمثلة على حل المشكلات
مثال 1
| ممارسه الرياضه | ما هو حجم ثاني أكسيد الكربون الذي سيتم إطلاقه تحت تأثير 200 جم من محلول 10٪ من حمض النيتريك على 90 جم من كربونات الكالسيوم التي تحتوي على 8٪ شوائب غير قابلة للذوبان في الحمض؟ |
| المحلول | الكتلة المولية لحمض النيتريك وكربونات الكالسيوم محسوبة باستخدام جدول العناصر الكيميائية لـ D.I. منديليف - 63 و 100 جم / مول ، على التوالي. نكتب معادلة إذابة الحجر الجيري في حمض النيتريك: CaCO 3 + 2HNO 3 → Ca (NO 3) 2 + CO 2 + H 2 O. ω (CaCO 3) cl \ u003d 100٪ - ω خليط \ u003d 100٪ - 8٪ \ u003d 92٪ \ u003d 0.92. ثم تكون كتلة كربونات الكالسيوم النقية: م (كربونات الكالسيوم 3) cl = م الحجر الجيري × ω (CaCO 3) cl / 100٪ ؛ م (CaCO 3) cl \ u003d 90 × 92/100٪ \ u003d 82.8 جم. كمية مادة كربونات الكالسيوم هي: n (CaCO 3) \ u003d m (CaCO 3) cl / M (CaCO 3) ؛ ن (CaCO 3) = 82.8 / 100 = 0.83 مول. ستكون كتلة حمض النيتريك في المحلول مساوية لـ: م (HNO 3) = م (HNO 3) الحل × ω (HNO 3) / 100٪ ؛ م (HNO 3) = 200 × 10/100٪ = 20 جم. كمية مادة حمض نيتريك الكالسيوم هي: ن (HNO 3) = م (HNO 3) / م (HNO 3) ؛ ن (HNO 3) = 20/63 = 0.32 مول. بمقارنة كميات المواد التي دخلت في التفاعل ، وجدنا أن حمض النيتريك يعاني من نقص في المعروض ، لذلك نقوم بإجراء المزيد من الحسابات لحمض النيتريك. وفقًا لمعادلة التفاعل n (HNO 3): n (CO 2) \ u003d 2: 1 ، وبالتالي n (CO 2) \ u003d 1/2 × n (HNO 3) \ u003d 0.16 مول. بعد ذلك ، سيكون حجم ثاني أكسيد الكربون مساويًا لـ: V (CO 2) = n (CO 2) × V · م ؛ V (CO 2) = 0.16 × 22.4 = 3.58 جم. |
| إجابه | حجم ثاني أكسيد الكربون 3.58 جم. |
لنتخيل الموقف التالي:
أنت تعمل في معمل وتقرر إجراء تجربة. للقيام بذلك ، فتحت الخزانة بالكواشف وفجأة رأيت الصورة التالية على أحد الأرفف. تم نزع ملصقات اثنين من الكواشف ، والتي تُركت بأمان في مكان قريب. في الوقت نفسه ، لم يعد من الممكن تحديد البرطمان الذي يتوافق مع الملصق ، كما أن العلامات الخارجية للمواد التي يمكن تمييزها بها هي نفسها.
في هذه الحالة ، يمكن حل المشكلة باستخدام ما يسمى ب ردود الفعل النوعية.
ردود الفعل النوعيةتسمى هذه التفاعلات التي تسمح لك بتمييز مادة عن أخرى ، وكذلك لمعرفة التركيب النوعي للمواد غير المعروفة.
على سبيل المثال ، من المعروف أن الكاتيونات لبعض المعادن ، عند إضافة أملاحها إلى لهب الموقد ، تلونها بلون معين:
يمكن أن تنجح هذه الطريقة فقط إذا غيرت المواد المراد تمييزها لون اللهب بطرق مختلفة ، أو إذا لم يتغير لون إحداها على الإطلاق.
ولكن ، لنفترض ، على سبيل الحظ ، أن المواد التي تحددها لا تلون لون اللهب ، أو تلونه بنفس اللون.
في هذه الحالات ، سيكون من الضروري التمييز بين المواد باستخدام الكواشف الأخرى.
في أي حالة يمكننا تمييز مادة عن أخرى بمساعدة أي كاشف؟
هناك خياران:
- تتفاعل إحدى المواد مع الكاشف المضاف بينما لا تتفاعل الأخرى. في الوقت نفسه ، يجب أن يُرى بوضوح أن تفاعل إحدى المواد الأولية مع الكاشف المضاف قد مر بالفعل ، أي أنه لوحظ بعض العلامات الخارجية له - تشكل راسب ، تم إطلاق غاز ، حدث تغيير في اللون ، وما إلى ذلك.
على سبيل المثال ، من المستحيل تمييز الماء عن محلول هيدروكسيد الصوديوم باستخدام حمض الهيدروكلوريك ، على الرغم من حقيقة أن القلويات تتفاعل تمامًا مع الأحماض:
هيدروكسيد الصوديوم + حمض الهيدروكلوريك \ u003d NaCl + H 2 O
هذا بسبب عدم وجود أي علامات خارجية لرد فعل. يشكل محلول حمض الهيدروكلوريك الشفاف عديم اللون ، عند مزجه بمحلول هيدروكسيد عديم اللون ، نفس المحلول الشفاف:
ولكن من ناحية أخرى ، يمكن تمييز الماء عن محلول مائي قلوي ، على سبيل المثال ، باستخدام محلول من كلوريد المغنيسيوم - يتشكل راسب أبيض في هذا التفاعل:
2NaOH + MgCl 2 = Mg (OH) 2 ↓ + 2NaCl
2) يمكن أيضًا تمييز المواد عن بعضها البعض إذا كان كلاهما يتفاعل مع الكاشف المضاف ، لكنهما يتفاعلان بطرق مختلفة.
على سبيل المثال ، يمكن تمييز محلول كربونات الصوديوم عن محلول نترات الفضة باستخدام محلول حمض الهيدروكلوريك.
يتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع كربونات الصوديوم لإطلاق غاز عديم اللون والرائحة - ثاني أكسيد الكربون (CO 2):
2HCl + Na 2 CO 3 \ u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
ومع نترات الفضة لتشكيل جبن أبيض راسب AgCl
HCl + AgNO 3 \ u003d HNO 3 + AgCl ↓
توضح الجداول أدناه خيارات مختلفة للكشف عن أيونات معينة:
ردود الفعل النوعية على الكاتيونات
| الكاتيون | كاشف | علامة رد الفعل |
| با 2+ | SO 4 2- |
Ba 2+ + SO 4 2- \ u003d BaSO 4 ↓ |
| Cu2 + | 1) هطول اللون الأزرق: Cu 2+ + 2OH - \ u003d Cu (OH) 2 ↓ 2) هطول اللون الأسود: Cu 2+ + S 2- \ u003d CuS ↓ |
|
| Pb 2+ | S2- | هطول اللون الأسود: Pb 2+ + S 2- = PbS ↓ |
| حج + | Cl- |
ترسيب راسب أبيض غير قابل للذوبان في HNO 3 ولكنه قابل للذوبان في الأمونيا NH 3 H 2 O: Ag + + Cl - → AgCl ↓ |
| Fe2 + |
2) سداسي فرات البوتاسيوم (III) (ملح الدم الأحمر) K3 |
1) ترسيب راسب أبيض يتحول إلى اللون الأخضر في الهواء: Fe 2+ + 2OH - \ u003d Fe (OH) 2 ↓ 2) ترسيب راسب أزرق (أزرق تورن بول): K + + Fe 2+ + 3- = KFe |
| Fe3 + |
2) سداسي فرات البوتاسيوم (II) (ملح الدم الأصفر) ك 4 3) Rhodanide ion SCN - |
1) ترسب اللون البني: Fe 3+ + 3OH - \ u003d Fe (OH) 3 ↓ 2) ترسيب الراسب الأزرق (الأزرق البروسي): K + + Fe 3+ + 4- = KFe 3) ظهور تلطيخ أحمر شديد (أحمر دموي): Fe 3+ + 3SCN - = Fe (SCN) 3 |
| آل 3+ | القلويات (خصائص هيدروكسيد مذبذب) |
ترسيب راسب أبيض من هيدروكسيد الألومنيوم عند إضافة كمية صغيرة من القلويات: OH - + Al 3+ \ u003d Al (OH) 3 وحلها عند إضافة أخرى: Al (OH) 3 + NaOH = Na |
| NH4 + | OH - ، تدفئة | انبعاث غاز برائحة نفاذة: NH 4 + + OH - \ u003d NH 3 + H 2 O ورق عباد الشمس الرطب الأزرق |
| ح + (بيئة حمضية) |
المؤشرات: - عباد الشمس - برتقال الميثيل |
تلطيخ أحمر |
ردود الفعل النوعية للأنيونات
| أنيون | تأثير أو كاشف | علامة رد الفعل. معادلة التفاعل |
| SO 4 2- | با 2+ |
ترسيب راسب أبيض غير قابل للذوبان في الأحماض: Ba 2+ + SO 4 2- \ u003d BaSO 4 ↓ |
| رقم 3 - |
1) أضف H 2 SO 4 (conc.) و Cu ، تسخين 2) خليط من H 2 SO 4 + FeSO 4 |
1) تكوين محلول أزرق يحتوي على أيونات النحاس 2+ ، وتطور الغاز البني (NO 2) 2) ظهور لون كبريتات الحديد النيتروز (II) 2+. اللون البنفسجي إلى البني (تفاعل الحلقة البني) |
| PO 4 3- | حج + |
ترسيب راسب أصفر فاتح في وسط محايد: 3Ag + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓ |
| CrO 4 2- | با 2+ |
ترسيب راسب أصفر غير قابل للذوبان في حمض الأسيتيك ولكنه قابل للذوبان في حمض الهيدروكلوريك: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓ |
| S2- | Pb 2+ |
هطول أسود: Pb 2+ + S 2- = PbS ↓ |
| ثاني أكسيد الكربون 3 2- |
1) ترسيب راسب أبيض قابل للذوبان في الأحماض: Ca 2 + + CO 3 2- \ u003d CaCO 3 ↓ 2) انبعاث غاز عديم اللون ("غليان") ، مما يؤدي إلى تعكر ماء الجير: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O |
|
| ثاني أكسيد الكربون | ماء الجير Ca (OH) 2 |
ترسيب راسب أبيض وانحلاله عند مرور ثاني أكسيد الكربون: Ca (OH) 2 + CO 2 = كربونات الكالسيوم 3 + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \ u003d Ca (HCO 3) 2 |
| SO 3 2- | ح + |
تطور غاز ثاني أكسيد الكبريت ذو الرائحة النفاذة المميزة (SO 2): 2H + + SO 3 2- \ u003d H 2 O + SO 2 |
| F- | Ca2 + |
ترسيب الراسب الأبيض: Ca 2 + + 2F - = CaF 2 |
| Cl- | حج + |
ترسيب راسب جبني أبيض ، غير قابل للذوبان في HNO 3 ولكنه قابل للذوبان في NH 3 H 2 O (conc.): Ag + + Cl - = AgCl AgCl + 2 (NH 3 H 2 O) =) لم تجد إجابة لسؤالك؟ إنظر الى هنا
|
العم فانيا مؤامرة المسرحية. "العم إيفان. الموقف من أستاذ الآخرين
تساخيس الصغير ، الملقب بزينوبر
مايكوف ، أبولون نيكولايفيتش - سيرة ذاتية قصيرة