Химични свойства на солите. Получаване на комплексна сол - сулфат-тетроамино мед (II) С каква сол реагира воден разтвор на cuso4

Медта принадлежи към групата на седемте метала, които са познати на човека от древността. Днес не само медта, но и нейните съединения се използват широко в различни индустрии, селското стопанство, домакинството и медицината.

Най-важната медна сол е медният сулфат. Формулата на това вещество е CuSO4. Той е силен електролит и представлява бели малки кристали, лесно разтворими във вода, без вкус и мирис. Веществото е незапалимо и огнеупорно, при използване е напълно изключена възможността за спонтанно запалване. Медният сулфат, когато е изложен дори на най-малкото количество влага от въздуха, придобива характерен син цвят с ярка синева. В този случай медният сулфат се превръща в син пентахидрат CuSO4 5H2O, известен като меден сулфат.

В промишлеността медният сулфат може да се получи по няколко начина. Един от тях, най-често срещаният, е разтварянето на отпадъчна мед в разреден меден сулфат.В лабораторни условия медният сулфат се получава чрез реакция на неутрализация със сярна киселина. Формулата на процеса е следната: Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + H2O.

Свойството на медния сулфат да променя цвета се използва за откриване на наличието на влага в органични течности. С негова помощ в лабораторията се извършва дехидратация на етанол и други вещества.

Медният сулфат или с други думи медният сулфат се използва широко в селскостопанските сектори. Използването му, на първо място, се състои в използването на слаб разтвор за пръскане на растения и третиране на зърнени култури преди сеитба, за да се унищожат вредните гъбични спори. На базата на меден сулфат се произвежда известната течност от Бордо и варовото мляко, продавани в търговски обекти и предназначени за третиране на растения от гъбични заболявания и унищожаване на гроздови листни въшки.

В строителството често се използва меден сулфат. Използването му в тази област е за неутрализиране на течове, премахване на петна от ръжда. Също така веществото се използва за отстраняване на соли от тухли, бетон или измазани повърхности. В допълнение, те третират дървото като антисептик, за да предотвратят процесите на гниене.

В официалната медицина медният сулфат е лекарство. Предписва се от лекарите за външна употреба като капки за очи, промивки и душове, както и за лечение на фосфорни изгаряния. Като вътрешно средство се използва за дразнене на стомаха, за да предизвика повръщане, ако е необходимо.

В допълнение, минералните бои се правят от меден сулфат, той се използва в разтвори за предене за производство

В хранително-вкусовата промишленост медният сулфат е регистриран като хранителна добавка Е519, използвана като фиксатор на цвета и консервант.

При продажба на меден сулфат в търговска мрежа той се етикетира като силно опасно вещество. Ако попадне в храносмилателната система на човека в количество от 8 до 30 грама, може да бъде фатален. Ето защо, когато използвате меден сулфат в ежедневието, трябва да бъдете много внимателни. При контакт с кожата или очите, изплакнете обилно с хладка течаща вода. Ако попадне в стомаха, е необходимо да се направи слабо промиване, да се пие солено слабително и диуретично.

Когато работите с меден сулфат в дома, използвайте гумени ръкавици и други предпазни средства, включително респиратор. Забранено е използването на съдове за приготвяне на разтвори. След приключване на работа не забравяйте да измиете ръцете и лицето си, както и да изплакнете устата си.

Общи понятия за хидролизата на меден сулфат (II)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Меден (II) сулфат- средна сол. Абсорбира влагата. Безводният меден сулфат (II) представлява безцветни непрозрачни кристали.

Ако има вода (има тривиалното име меден сулфат), тогава кристалите са сини. Формула CuSO4.

Ориз. 1. Меден сулфат (II). Външен вид.

Хидролиза на меден (II) сулфат

Медният (II) сулфат е сол, образувана от силна киселина - сярна (H 2 SO 4) и слаба основа - меден (II) хидроксид (Сu (OH) 2). Хидролизиран при катиона. Естеството на средата е киселинно. Теоретично е възможна втора стъпка.

Първи етап:

CuSO 4 ↔ Cu 2+ + SO 4 2-;

Cu 2+ + SO 4 2- + HOH ↔ CuOH + + SO 4 2- + H + ;

CuSO 4 + HOH ↔ 2 SO 4 + H 2 SO 4.

Втора стъпка:

2 SO 4 ↔ 2CuOH + + SO 4 2-;

CuOH + + SO 4 2 + HOH ↔ Cu(OH) 2 + SO 4 2 + HOH.

2 SO 4 + HOH ↔Cu(OH) 2 + H 2 SO 4 .

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Имена на сол.

Ако металът има променлива валентност, тогава той се посочва след химичен елементРимска цифра, оградена в скоби. Например, CuSO 4 е меден (II) сулфат.

Задача номер 2.

Условия за изпълнение на задачата:

Задача номер 2.Начертайте електронни диаграми на структурата на йони Na ​​+, Ca 2+, Fe 3+.

Задача номер 1. Видове дисперсни системи. Класификация на разтворите.

Задача номер 2.Посочете функции електронна структурамедни атоми (№ 28), хром (№ 24).

Задача номер 1 .

Видове дисперсни системи

Дисперсната система е система, в която едно вещество е фино разделено в друго вещество.

Дисперсната фаза е раздробено вещество.

Дисперсионна среда - вещество, в което е разпределена дисперсната фаза.

от агрегатно състояниеразличавам:

– газови системи (въздушни);

– твърди системи (метални сплави);

- течност (дисперсионна среда - вода, бензен, етилов алкохол).

Твърда или течна хомогенна система, състояща се от 2 или повече компонента, се нарича разтвор.

Едно разтворено вещество е равномерно разпределено под формата на молекули, атоми или йони в друго - разтворител.

В зависимост от размера на разтворените частици биват:

1. Груби системи:

- суспензии - твърда дисперсна фаза (глинен разтвор);

- емулсии - течна дисперсна фаза (мляко).

2. Колоидни разтвори (золове) - състоят се от много малки частици (10 -5 - 10 -7 cm), равномерно разпределени във всяка среда:

- във вода (хидрозоли),

– в органична течност (органозол),

– във въздух или друг газ (аерозоли).

Солите заемат междинна позиция между истинските разтвори и грубите системи.

3. Истински разтвори - разтвори, в които частиците не могат да бъдат открити оптически.

Диаметър на диспергираните частици в I.r. по-малко от 10 -7 см.

Течните разтвори се състоят от разтворено вещество, разтворител и техните продукти на взаимодействие.

Задача номер 2. Посочете характеристиките на електронната структура на атомите мед (№ 28), хром (№ 24).

Енергийни диаграми на валентни поднива на хромни и медни атоми.

Атомът на хрома има 4 с-поднивото не е две, както би се очаквало, а само един електрон. Но за 3 д-подниво пет електрона, но това подниво се запълва след 4 с-подниво. Всеки от петте 3 д-облаците в този случай се образуват от един електрон. Общият електронен облак от тези пет електрона е сферичен или, както се казва, сферично симетричен. По естеството на разпределението на електронната плътност в различни посоки е подобно на 1 с-ЕО. Енергията на поднивото, чиито електрони образуват такъв облак, се оказва по-ниска, отколкото в случая на по-малко симетричен облак. В този случай енергията на орбитали 3 д-подниво е равно на енергия 4 с-орбитали. При нарушаване на симетрията, например при появата на шестия електрон, енергията на орбиталите е 3 д-подниво отново става повече от енергия 4 с-орбитали. Следователно мангановият атом отново има втори електрон за 4 с-AO. Сферичната симетрия има общ облак от всяко подниво, изпълнен с електрони както наполовина, така и изцяло. Намаляването на енергията в тези случаи е от общ характер и не зависи от това дали някое подниво е наполовина или напълно запълнено с електрони. И ако е така, тогава трябва да търсим следващото нарушение в атома, в електронна обвивкачийто последен "идва" девети д-електрон. Наистина, медният атом има 3 д-подниво 10 електрони и 4 с-подниво само едно. Намаляването на енергията на орбиталите на напълно или наполовина запълнено подниво е причина за редица важни химични явления.

Задача номер 1. Методи за изразяване на концентрацията на разтвори.

Условия за изпълнение на задачата:

Задача номер 1 . Отговори на въпроса.

Методи за изразяване на концентрацията на разтвори

1. Процентна концентрация - количеството g вещество в 100 g разтвор.

5% разтвор C 6 H 12 O 6

100g разтвор - 5 g C 6 H 12 O 6, т.е.

5 g C 6 H 12 O 6 + 95 g H 2 O

Процентната концентрация е свързана с единици за маса.

2. Моларна концентрация - броят молове в 1 литър разтвор:

5m HCl NaCl=23+35.5=58.5

3. Нормална или еквивалентна концентрация - броят g еквиваленти в 1 литър разтвор

Киселинен еквивалент = ;

E (HCl) \u003d, E (H 2 SO 4) \u003d,

Базов еквивалент = ;

E (NaOH) \u003d, E (Al (OH) 3) \u003d,

Солен еквивалент = ;

E (NaCl) \u003d, E (Na 2 CO 3) \u003d,

E (Al 2 (SO 4) 3) =;

Оксиден еквивалент =

2n Al 2 (SO 4) 3 еквивалентен на Al 2 (SO 4) 3 =

Например в 1 литър разтвор 2

Задача номер 2.Дайте примери за следните видове химична реакция: реакции на разлагане; обменни реакции

Задача номер 2.Реакции на разлагане:

AgNO 3 + NaCl \u003d AgCl + NaNO 3

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

Задача за проверяващия №23

Задача номер 1. Теория на електролитната дисоциация.

Задача номер 2.Съставете молекулни, пълни йонни и съкратени йонни уравнения за реакциите на следните соли: а) хром(III) хлорид и сребърен нитрат; б) бариев хлорид и манганов сулфат; в) железен (III) нитрат и калиев хидроксид.

Задача номер 1 . Отговори на въпроса.

Електролитите имат различна способност за дисоциация.

Степента на дисоциация (а) е отношението на броя на молекулите, разградени на йони (n) към общ бройразтворени електролитни молекули (n 0):

Степента на дисоциация се изразява или в десетични дробиили по-често като процент:

Ако a = 1 или 100%, електролитът напълно се разпада на йони.

Ако a = 0,5 или 50%, тогава от всеки 100 молекули на даден електролит 50 са в състояние на дисоциация.

В зависимост от a има:

Силни електролити, тяхното a в 0,1 n. разтвор над 30%.

Дисоцииран почти напълно.

Свързване:

- почти всички соли;

- много минерални киселини: H 2 SO 4, HNO 3, HCl, HClO 4, HBr, HJ, HMnO 4 и др.

- основи на алкални метали и някои алкалоземни метали: Ba (OH) 2 и Ca (OH) 2.

Средни електролити, а е от 3 до 30%. Те включват киселини H3PO4, H2SO3, HF и др.

Слаби електролитивъв водни разтвори са само частично дисоциирани, тяхното a е по-малко от 3%.

Свързване:

- някои минерални киселини: H 2 CO 3, H 2 S, H 2 SiO 3, HCN;

- почти всички органични киселини;

- много метални основи (с изключение на основи на алкални и алкалоземни метали), както и амониев хидроксид;

- някои соли: HgCl 2, Hg (CN) 2.

Фактори, влияещиа

Естество на разтворителя:

Колкото по-голяма е диелектричната константа на разтворителя, толкова по-голяма е степента на дисоциация на електролита в него.

Концентрация на разтвора:

Степента на електролитна дисоциация се увеличава, когато разтворът се разрежда.

С увеличаване на концентрацията на разтвора степента на дисоциация намалява (чести сблъсъци на йони).

Естеството на електролита:

Дисоциацията на електролита зависи от степента на дисоциация.

температура:

За силните електролити a намалява с повишаване на температурата, т.к броят на сблъсъците между йони се увеличава.

При слабите електролити с повишаване на температурата а първо се увеличава, а след 60 0 С започва да намалява.

Константа на електролитна дисоциация

В разтвори на слаби електролити по време на дисоциация се установява динамично равновесие между молекули и йони:

CH 3 COOH + H 2 O "CH 3 COO - + H 3 O +

. [ H 3 O + ] / = K дис

Задача номер 2.Съставете молекулни, пълни йонни и съкратени йонни уравнения за реакциите на изброените соли.

а) CrCl 3 + 3AgNO 3 → Cr(NO 3) 3 + 3AgCl ↓

Cr 3+ + 3Cl - + 3Ag + + 3NO 3 → Cr 3+ + 3NO 3 + 3AgCl↓

Cl - + Ag + → AgCl↓

б) BaCl 2 + MnSO 4 → BaSO 4 ↓ + MnCl 2

Ba 2+ + 2Cl - + Mn 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 ↓ + Mn 2+ + 2Cl -

Ba 2+ + SO 4 2- → BaSO 4 ↓

c) Fe(NO 3) 3 + 3KOH → Fe(OH) 3 ↓ + 3KNO 3

Fe 3+ + 3NO 3 - + 3K + + 3OH - → Fe(OH) 3 ↓ + 3K + + 3NO 3 -

Fe 3+ + 3OH - → Fe (OH) 3 ↓

Задача номер 1. Хидролиза на соли.

Задача номер 1 . Отговори на въпроса.

Хидролизата на солта е реакция на обмен на сол с вода, водеща до образуването на слаби електролити.

Водата, като слаб електролит, се разпада на Н + и ОН - йони:

H 2 O<->OH - + H +

Когато някои соли се разтварят във вода, йоните на разтворената сол взаимодействат с Н + и ОН йоните на водата.

Има промяна в равновесието на водната дисоциация:

един или двата водни йона се свързват с йоните на разтвореното вещество, за да се образуват ниско дисоцииранили трудно разтворим, продукт.

Всяка сол може да се разглежда като образувана от основа и киселина.

Киселините и основите са силни и слаби електролити

На тази основа солите могат да бъдат разделени на четири вида:

соли, образувани от катион на силна основа и анион на силна киселина;

2) соли, образувани от катион на силна основа и анион на слаба киселина;

3) соли, образувани от катиона на слаба основа и аниона на силна киселина;

4) соли, образувани от катион на слаба основа и анион на слаба киселина.

Солите, образувани от катиона на силна основа и аниона на силна киселина, не се подлагат на хидролиза.

Такива соли напълно се дисоциират на метални йони и киселинен остатък.

Например:

солта NaCl се образува от силната основа NaOH и силната киселина HCl и напълно се дисоциира на йони.

Соли, образувани от катион на силна основа и анион на слаба киселина

Хидролизата на тази сол се състои в добавянето на водородни йони от водна молекула от йони на киселинния остатък и в освобождаване на хидроксидни йони, които предизвикват алкална реакция на средата,

Na 2 S<->2Na++S2-

НЕ<->OH - + H +

S 2- + HOH<->HS - + OH -

Na 2 S + HOH \u003d NaOH + NaHS

Соли, образувани от катион на слаба основа и анион на силна киселина

Хидролизата на тази сол се състои в добавяне на метални йони или амониеви йони към хидроксидни йони от водна молекула и в освобождаване на водородни йони, които причиняват кисела реакция на средата,

ZnCl 2<->Zn 2+ + 2Cl -

HOH \u003d OH - + H +

Zn 2+ + HOH<->ZnOH + + H +

ZnCl2 + HOH<->HCl + ZnOHCl

Соли, образувани от катион на слаба основа и анион на слаба киселина

Хидролизата на тази сол се състои в добавянето на хидроксидни йони чрез метални йони или амониеви йони и водородни йони от водна молекула чрез йони на киселинен остатък. Реакцията на околната среда ще бъде неутрална.

CH 3 COONH 4<->CH 3 COO - + NH 4 +

HOH \u003d H + + OH -

CH3COOH NH4OH

CH 3 COO + NH4 + + HOH<->CH3COOH + NH4OH

Задача номер 2.Дайте описание на позицията на елементи № 21, 32, 38 в Периодична система DI. Менделеев. Напиши ги електронни формулии структури на атомите.

SO 4

Цел: получаване на комплексна сол на сулфат-тетроамино мед от меден сулфат CuSO 4 ∙5H 2 O и концентриран разтвор на амоняк NH 4 OH.

Мерки за безопасност:

1. Стъклената химическа стъклария трябва да се борави внимателно и да се провери за пукнатини преди употреба.

2. Преди да започнете работа, трябва да проверите изправността на електрическите уреди.
3. Нагряването да се извършва само в топлоустойчиви съдове.

4. Прецизно и икономично използвайте химикала. реактиви. Не ги вкусвайте, не ги помирисвайте.

5. Работата трябва да се извършва в халати.

6. Амонякът е отровен и изпаренията му дразнят лигавицата.

Реактиви и оборудване:

Концентриран амонячен разтвор - NH 4 OH

Етилов алкохол - C 2 H 5 OH

Меден сулфат - CuSO 4 ∙ 5H 2 O

Дестилирана вода

Измервателни цилиндри

Петри

Вакуумна помпа (водоструйна вакуумна помпа)

стъклени фунии

Теоретична обосновка:

Комплексните съединения са вещество, съдържащо комплексообразуващ агент, с който са свързани определен брой йони или молекули, наречени добавки или легенди. Комплексообразователят с адендите съставлява вътрешната сфера на комплексното съединение. Във външната сфера комплексни съединенияима йон, свързан със сложен йон.

Сложните съединения се получават чрез взаимодействие на по-прости по състав вещества. Във водни разтвори те се дисоциират, за да образуват положително или отрицателно зареден комплексен йон и съответния анион или катион.

SO 4 = 2+ + SO 4 2-

2+ \u003d Cu 2+ + 4NH 3 -

Комплекс 2+ оцветява разтвора в метличино синьо, докато Cu2+ и 4NH3, взети поотделно, не дават такъв цвят. Сложните съединения имат голямо значениев приложната химия.

SO4 - тъмно лилави кристали, разтворими във вода, но неразтворими в спирт.При нагряване до 1200C губи вода и част от амоняка, а при 2600C губи целия амоняк.При съхранение на въздух солта се разлага.

Уравнение на синтеза:

CuSO4 ∙ 5H2O +4NH4OH = SO4 ∙ H2O + 8H2O

CuSO4 ∙ 5H2O + 4NH4OH= SO4 ∙ H2O + 8H2O

mm CuSO4 ∙ 5H2O = 250 g/mol

mm SO4 ∙ H2O = 246 g/mol

6g CuSO4∙ 5H2O - Xg

250 g CuSO4 ∙ 5H2O - 246 SO4 ∙ H2O

Х=246∙6/250= 5.9 g SO4 ∙ H2O

Напредък:

Разтворете 6 g меден сулфат в 10 ml дестилирана вода в топлоустойчива чаша. Загрейте разтвора. Разбърква се енергично до пълно разтваряне, след което се добавя концентриран разтвор на амоняк на малки порции, докато се появи лилав разтвор на комплексната сол.

След това разтворът се прехвърля в петриево блюдо или порцеланово блюдо и се утаяват кристали от комплексната сол с етилов алкохол, който се залива с бюрета за 30-40 минути, обемът на етиловия алкохол е 5-8 ml.

Получените сложни солни кристали се филтрират на фуния на Бюхнер и се оставят да изсъхнат до следващия ден. След това кристалите се претеглят и се изчислява % добив.

5,9g SO4 ∙ H2O - 100%

m проба - X

X \u003d m проба ∙ 100% / 5,9 g

Контролни въпроси:

1.Какъв тип химически връзкив комплексни соли?

2. Какъв е механизмът на образуване на комплексни йони?

3. Как да определим заряда на комплексообразователя и комплексния йон?

4. Как се дисоциира сложна сол?

5. Направете формули на комплексни съединения на дициано - натриев аргентат.

Лабораторна работа №6

Получаване на ортоборна киселина

Мишена: получавате ортоборна киселина от боракс и солна киселина.

Мерки за безопасност:

1. Стъклените химически изделия трябва да се обработват внимателно и да се проверяват за пукнатини преди употреба.

2. Преди да започнете работа, трябва да проверите изправността на електрическите уреди.

3. Отоплението да се произвежда само в топлоустойчиви съдове.

4. Внимателно и икономично използвайте химикалите. Не ги вкусвайте, не ги помирисвайте.

5. Работата трябва да се извършва в халати.

Оборудване и реактиви:

Натриев тетраборат (декахидрат) - Na 2 B 4 O 7 * 10H 2 O

Солна киселина (конц.) - HCl

Дестилирана вода

Електрическа печка, вакуумна помпа (водоструйна вакуумна помпа), чаши, филтърна хартия, порцеланови чаши, стъклени пръчки, стъклени фунии.

Напредък:

5 g натриев тетраборат декахидрат се разтварят в 12,5 ml вряща вода, добавят се 6 ml разтвор на солна киселина и се оставя да престои един ден.

Na 2 B 4 O 7 * 10H 2 O + 2HCl + 5H 2 O \u003d 4H 3 BO 3 + 2NaCl

Утайката от ортоборна киселина се декантира, промива се с малко количество вода, филтрува се под вакуум и се суши между листове филтърна хартия при 50-60 0 С в пещ.

За да се получат по-чисти кристали, ортоборната киселина се прекристализира. Изчислете теоретичната и практическата продукция

Контролни въпроси:

1. Структурна формулаборакс, борна киселина.

2. Дисоциация на боракс, борна киселина.

3. Напишете формулата на натриева тетраборатна киселина.

Лаборатория #7

Получаване на меден оксид (II)

Мишена: получаване на меден (II) оксид CuO от меден сулфат.

Реактиви:

Меден сулфат (II) CuSO 4 2- * 5H 2 O.

Калиев и натриев хидроксид.

Разтвор на амоняк (p \u003d 0,91 g / cm 3)

Дестилирана вода

Оборудване:технохимични везни, филтри, чаши, бутилки, вакуумна помпа(водоструйна вакуумна помпа) , термометри, електрическа печка, Бюхнерова фуния, Бунзенова колба.

Теоретична част:

Медният (II) оксид CuO е черно-кафяв прах, при 1026 0 C се разлага на Cu 2 O и O 2, почти неразтворим във вода, разтворим в амоняк. Медният (II) оксид CuO се среща естествено като черен, землист продукт на изветряне на медни руди (мелаконит). В лавата на Везувий е открит кристализиран под формата на черни триклинни таблетки (тенорит).

По изкуствен начин медният оксид се получава чрез нагряване на мед под формата на стърготини или тел във въздух при температура на червена топлина (200-375 0 C) или чрез калциниране на карбонатен нитрат. Полученият по този начин меден оксид е аморфен и има изразена способност да адсорбира газове. Когато се калцинира, при по-висока температура, върху повърхността на медта се образува двуслойна скала: повърхностният слой е меден (II) оксид, а вътрешният слой е червен меден оксид (I) Cu 2 O.

Медният оксид се използва при производството на стъклени емайли, за придаване на зелен или син цвят, освен това CuO се използва при производството на медно-рубинено стъкло. При нагряване с органични вещества медният оксид ги окислява, превръщайки въглерода и въглеродния диоксид и водорода във вода, докато се редуцира до метална мед. Тази реакция се използва в елементния анализ. органична материя, да се определи съдържанието на въглерод и водород в тях. В медицината също намира приложение, предимно под формата на мехлеми.

2. Пригответе наситен разтвор от изчисленото количество меден сулфат при 40 0 ​​​​C.

3. Пригответе 6% алкален разтвор от изчисленото количество.

4. Загрейте алкалния разтвор до 80-90 0 C и изсипете разтвора на меден сулфат в него.

5. Сместа се загрява при 90 0 С за 10-15 минути.

6. Утайката се оставя да се утаи, промива се с вода, докато йонът се отстрани. SO 4 2- (Проба BaCl 2 + HCl).