Jak připravit vodný roztok jódu?

Pokračování. Viz č. 4–14, 16–28, 30–34, 37–44, 47, 48/2002;
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
24, 25-26, 27-28, 29, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 39, 41, 42, 43, 44, 46, 47/2003;
1, 2, 3, 4, 5, 7, 11, 13, 14, 16, 17, 20, 22, 24, 29, 30, 31, 34, 35, 39, 41, 42, 45/2004;
2, 3, 5, 8, 10, 16, 17/2005;
1, 2, 10/2006

Laboratorní testy

Smíchejte 0,1 mol síranu sodného v úzké malé skleněné nebo velké zkumavce₂SO_{4 •}10H₂O (Glauberova sůl, mirabilit) a 0,2 mol síranu draselného K₂SO₄ a za míchání k této směsi po malých dávkách přidávejte horkou destilovanou vodu, dokud se krystaly nerozpustí a nezíská se nasycený roztok.

Ukažte odhadovaným (ne přesným) výpočtem, že krystaly se rozpustí v horké vodě, pokud je rozpustnost výchozích látek následující:

Roztok nechte vychladnout v tmavé místnosti. Při tvorbě krystalů podvojné soli Na₂SO₄•2 tis₂SO₄• 10H₂Vznikají jiskry, jejichž příčina není zcela vysvětlena. Dá se předpokládat, že při vzniku krystalového jádra podvojné soli se energie neuvolňuje ve formě tepla, ale viditelného světla.

Odfiltrujte krystaly sodné podvojné soli₂SO₄•2 tis₂SO₄• 10H₂O. Krystaly je vhodné opláchnout alkoholem nebo velmi malým množstvím studené destilované vody. Vysušte krystaly na filtračním papíru.

Dokažte, že se vytvořily krystaly podvojné soli.

Část zbývajících krystalů rozpusťte ve vodě a dokažte (Jak?), že roztok obsahuje ionty draslíku i sodíku.

Vytvořte plán pro svůj výzkum a poté zkontrolujte, jak dobře odpovídá následujícímu.

Připravte velmi malé části roztoků Na₂SO₄ a K₂SO₄. Kroužek železného drátu kalcinovaný v plameni plynového hořáku, zapájený do skleněné tyčinky, ponořte do jednoho z roztoků a poté do bezbarvého plamene plynového (líhového) hořáku. Všimněte si barvy plamene, kterou vidíte. Při studiu druhého řešení nezapomeňte zahřívat drát, dokud barva plamene nezmizí.

Sodík barví plamen žlutě, draslík ho barví fialově.

Nyní vložte drát do roztoku podvojné soli a poté do plamene hořáku. Všimli jste si změny barvy plamene? Při přidávání dvojité soli možná nebudete schopni zaznamenat změnu barvy plamene, protože. sodík maskuje barvu plamene draslíkem. Pro stanovení draslíku v přítomnosti sodíku se doporučuje dívat se na plamen přes modré sklo nebo roztoky indikátorů indigo nebo methyl violeti. V tomto případě se z draslíku objeví růžovofialová barva plamene.

Dokažte, že krystaly obsahují molekuly vody. Pokuste se určit (přibližně) teplotu, při které podvojná sůl ztrácí vodu (Na₂SO₄• 10H₂O dehydratuje při 32 °C). Pokud má vaše školní laboratoř váhu, můžete určit množství vody v krystalech podvojné soli (jedná se o novou vědeckou studii).

Můžete provést studii k určení počtu molekul vody ve vzorci výsledné soli.

15. Příprava železito-amonného kamence a studium jeho vlastností.

Kamenec je podvojná sůl. Vzorec feroamonného kamence lze zapsat dvěma způsoby:

Výroba feroamonného kamence je založena na závislosti rozpustnosti výchozích látek a kamence na teplotě:

Vypočítejte množství (NH₄)₂SO₄ a Fe₂(TAK₄)₃které jsou potřeba k získání 10 g podvojné soli. Látky rozpusťte odděleně zahřátím na minimálně 60–70 °C (jak to uděláš?) množství vody. Smíchejte roztoky. Výsledný roztok se ochladí a oddělí (jak?) padlé krystaly.

Další jednoduchý způsob, jak získat železito-amonný kamenec: v jedné zkumavce při zahřátí ve vodní lázni rozpusťte 2 g síranu železitého Fe₂(TAK₄)₃ v 1 ml vody, v jiném – 1 g síranu amonného (NH₄)₂SO₄ v 1 ml vody, roztoky promícháme a ochladíme v proudu studené vodovodní vody, oddělíme krystaly a sušíme na filtračním papíru.

Bílé NH krystaly₄Fe(SO₄)₂• 12H₂O při 35 °C získává hnědou barvu, taje při 40 °C a při 115 °C ztrácí 11,5 molekul vody (napište vzorec výsledné sloučeniny, ale s celým počtem molekul vody) a při 750 °C se stávají bezvodými. Podívejte se na některá z těchto údajů.

Jaké je prostředí roztoku této soli? Předvídejte a testujte se zkušenostmi.

Dokažte, že když se podvojná sůl rozpustí ve vodě, dojde k disociaci na ionty, které tvoří sůl. Dokažte přítomnost iontů Fe 3+ (nebo [Fe(H)) v roztoku₂O)₆] 3+) a SO₄ 2– . Jste obeznámeni s reakcemi na tyto ionty.

Alkálie (hydroxid sodný nebo draselný) uvolňují při zahřívání s amonnými solemi amoniak:

Do zkumavky dejte několik kapek solného roztoku obsahujícího amonné ionty, přidejte několik kapek roztoku hydroxidu sodného (nebo draselného) a roztok zahřejte ve vodní lázni. Uvolněný čpavek se detekuje pachem nebo zmodráním vlhkého červeného lakmusového papírku a papírek navlhčený roztokem fenolftaleinu zčervená. Kousky papíru by měly být umístěny na samém vrcholu zkumavky a dávat pozor, aby se na ně nedostal alkalický roztok. Pokud k otvoru zkumavky přivedete skleněnou tyčinku navlhčenou kyselinou chlorovodíkovou, vytvoří se „kouř“ chloridu amonného.

Zahřejte trochu krystalického NH ve zkumavce plamenem hořáku.₄Fe(SO₄)₂• 12H₂O. Definuj (hádat) složení vzniklé pevné fáze a uvolněných plynů. Napište rovnici reakce.

16. Příprava a studium malachitu.

Při slučování roztoků síranu měďnatého a uhličitanu sodného obyčejný uhličitan měďnatý CuCO₃ se netvoří, což se vysvětluje úplnou hydrolýzou CuCO₃:

Protože nebyla detekována tvorba uhličitanu měďnatého, je lepší napsat reakční rovnici takto:

Tato rovnice ale neodpovídá složení výsledného sedimentu. Při interakci iontů mědi s uhličitanovými ionty se vysrážejí špatně rozpustné zásadité uhličitany, které se v přírodě nacházejí ve formě velmi krásných minerálů – zelený malachit CuCO₃•Cu(OH)₂ a modrý azurit 2CuCO₃•Cu(OH)₂ (používá se k výrobě modré barvy). Tyto sloučeniny jsou mírně rozpustné ve vodě a jsou považovány za podvojné soli. Tvorba komplexní sloučeniny tedy vede ke zvýšení stability uhličitanu měďnatého.

Složení těchto sloučenin závisí na teplotě a koncentraci roztoků. Předpovězte podmínky pro výrobu těchto uhličitanů. Napište reakční rovnici pro rozklad malachitu při zahřátí (nad 220 °C).

Dále řekneme, že na mědi a jejích slitinách (např. bronz) se ve vlhkém vzduchu vytváří nazelenalý film složením blízkým malachitu Cu(OH).₂•CuCO₃. Známý komplexní uhličitan měďnatý K₂[Cu(CO₃)₂]•3H₂O, jehož vznikem se v koncentrovaném roztoku uhličitanu draselného rozpouští sraženina zásaditých uhličitanů měďnatých. Zpracováním zásaditých uhličitanů měďnatých oxidem uhličitým pod tlakem a zvýšenou teplotou byl získán normální uhličitan měďnatý CuCO₃. Tento uhličitan měďnatý se při vystavení vodě rychle mění na hydroxid měďnatý:

Jste požádáni, abyste provedli dva experimenty.

1. Jeden literární zdroj říká, že když je roztok síranu měďnatého vystaven roztoku sody, vzniká hydroxid měďnatý Cu(OH).₂, ale při vystavení roztoku hydrogenuhličitanu sodného NaHCO₃ vznikne malachitová sraženina:

V tomto výzkumném experimentu otestujete platnost tohoto tvrzení. Jak prokážete přítomnost uhličitanu měďnatého v sedimentu? Nezapomeňte, že usazeniny je třeba několikrát propláchnout destilovanou vodou.

2. Další literární zdroj popisuje přípravu základního uhličitanu měďnatého odpovídající složení malachitu CuCO₃•Cu(OH)₂.

V porcelánovém hmoždíři smíchejte a rozdrťte 3,1 g síranu měďnatého CuSO na jemný prášek₄•5N₂O a 2,4 g NaHCO₃ (vysvětlete, proč bylo odebráno takové množství látek). Výslednou směs nalijte do sklenice s 25 ml velmi horké vody pomocí stěrky po malých dávkách. Po ukončení tvorby pěny přidejte do roztoku novou část směsi. Po ukončení reakce se doporučuje vařit roztok se sraženinou po dobu 10 minut. Suspenze se nechá usadit, poté se sraženina proplachuje dekantací, dokud se reakce na síranové ionty nezastaví (jaké činidlo?). Sraženina se odfiltruje a suší (při 80–100 °C).

Dokažte, že výsledná látka obsahuje ionty mědi a uhličitanové ionty.

Při teplotě asi 200 °C látka zčerná. Co se tvoří? Rozpouští se látka v roztocích kyselin, hydroxidu sodného nebo amoniaku? Napište rovnice pro reakce, které probíhají.

17. Příprava a studium komplexu jodu s jodidovými ionty.

Jód je ve vodě téměř nerozpustný, ale pokud jsou krystaly jódu umístěny do roztoku jodidu draselného, ​​jód se rozpustí a roztok rychle zhnědne v důsledku tvorby komplexních iontů:

Vložte krystal jódu do zkumavky s vodou. Tekutinu důkladně protřepejte. Je jód rozpuštěný ve vodě? Nyní dejte do stejné zkumavky špetku krystalického jodidu draselného. Jak se změnilo chování jódu v roztoku jodidu draselného?

Studujte faktory, které posouvají rovnováhu formační reakce [I₃] – v jednom nebo druhém směru. Pokud zjistíte vliv teploty, předpovězte znaménko tepelného účinku (změny entalpie) reakce (reakce tvorby komplexního iontu je doprovázena uvolňováním tepla).

Navrhněte způsoby, jak zničit iont [I₃] – a zkontrolujte je pomocí experimentů.

18. Studium farmaceutické jodové tinktury.

Kupte si v lékárně lahvičku jodové tinktury na ošetření (sterilizaci) drobných ran. Může to být roztok jódu v alkoholu nebo roztok jódu v jodidu draselném. Jak víte, jaké řešení máte? Pokud máte lihový roztok, líh odpařte, získejte pár krystalků jódu a porovnejte jeho rozpustnost ve vodě a v roztoku jodidu draselného.

Pokud máte roztok jódu ve vodném roztoku jodidu draselného, ​​pak si pamatujte, jaký druh iontu jódu je v roztoku a napište rovnici pro reakci jeho vzniku.

odpověď. Reakční rovnice: I – + I₂ = I₃ -.

Pokud máte řešení s I₃ – odpařte vodu z roztoku a podívejte se, co zůstane na hodinovém sklíčku (proveďte experiment pod tahem). Jaké krystaly jsi získal? (Jakou barvu mají krystaly?) Jak tyto krystaly reagují na teplo? Co zůstane po zahřátí?

Roztok jodu se zpracuje roztokem hydroxidu sodného. Změnila se barva roztoku? Jaká je reakční rovnice?

odpověď. V alkalickém prostředí se jód účastní následující reakce:

Reakční rovnice může vypadat takto:

Reakční rovnice zahrnující komplexní iont:

Jodičnanový iont je iont kyseliny jodové. Kyselina vodná vzniká působením chloru na vodný roztok jódu:

Proto, když se do roztoku jodidu přidá chlorovaná voda, původně vytvořené zbarvení jódu po nějaké době zmizí. Napište reakční rovnici zahrnující I iont₃ -.

Stejná kyselina vzniká působením koncentrované kyseliny dusičné na jód:

Napište reakční rovnici zahrnující I iont₃ -.

Kyselinu vodnou lze izolovat ve formě krystalů, které jsou stabilní při teplotě místnosti.

K roztoku jódu přidejte chlorovou vodu a roztok peroxidu vodíku. Zapište reakční rovnice s komplexním iontem [I₃] – .

odpověď. Reakční rovnice jsou uvedeny bez zohlednění skutečnosti, že jód je v roztoku ve formě [I₃] – . Přepište rovnice pomocí tohoto vzorce.

Když se do roztoku jodu přidá chlorovaná voda, vytvoří se kyselina jodová a chlorovodíková:

Když je jód oxidován peroxidem vodíku v kyselém prostředí, dochází k následující reakci: