formarea apei. Soluția obținută după trecerea gazelor prin apă a avut o reacție acidă. Când această soluție a fost tratată cu azotat de argint, s-au format 14,35 g de precipitat alb. Determinați compoziția cantitativă și calitativă a amestecului inițial de gaze. Soluţie.

Gazul care arde pentru a forma apă este hidrogen; este ușor solubil în apă. Hidrogenul cu oxigen și hidrogenul cu clorul reacționează exploziv în lumina soarelui. Este evident că în amestecul cu hidrogen era clor, deoarece HC1 rezultat este foarte solubil în apă și dă un precipitat alb cu AgN03.

Astfel, amestecul este format din gaze H2 și C1:

1 mol 1 mol

HC1 + AgN03 -» AgCI4-HN03.

x mol 14,35

La tratarea a 1 mol de HC1, se formează 1 mol de AgCI, iar la tratarea x mol, 14,35 g sau 0,1 mol. Mr(AgCl) = 108 + 2 4- 35,5 = 143,5, M(AgCl) = 143,5 g/mol,

v= - = = 0,1 mol,

x = 0,1 mol HC1 a fost conținut în soluție. 1 mol 1 mol 2 mol H2 4- C12 2HC1 x mol y mol 0,1 mol

x = y = 0,05 mol (1,12 l) hidrogen și clor au reacționat pentru a forma 0,1 mol

NS1. Amestecul conținea 1,12 litri de clor și 1,12 litri de hidrogen + 1,12 litri (exces) = 2,24 litri.

Exemplul 6. În laborator există un amestec de clorură de sodiu și iodură de sodiu. 104,25 g din acest amestec au fost dizolvate în apă și excesul de clor a fost trecut prin soluția rezultată, apoi soluția a fost evaporată la sec și reziduul a fost calcinat la greutate constantă la 300 °C.

Masa de substanță uscată s-a dovedit a fi de 58,5 g. Determinați compoziția amestecului inițial ca procent.

Mr(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5, M(NaCl) = 58,5 g/mol, Mr(Nal) = 127 + 23 = 150 M(Nal) = 150 g/mol.

În amestecul inițial: masa NaCl - x g, masa Nal - (104,25 - x) g.

Când clorura de sodiu și iodura sunt trecute printr-o soluție, iodul este înlocuit de aceasta. Când reziduul uscat a fost trecut prin, iodul s-a evaporat. Astfel, numai NaCl poate fi o substanță uscată.

În substanța rezultată: masa NaCl inițială x g, masa rezultatului (58,5-x):

2 150 g 2 58,5 g

2Nal + C12 -> 2NaCI + 12

(104,25 - x) g (58,5 - x) g

2.150 (58,5 - x) = 2.58,5 (104,25-x)

x = - = 29,25 (g),

acestea. NaCI în amestec a fost 29,25 g, iar Nal - 104,25 - 29,25 = 75 (g).

Să găsim compoziția amestecului (în procente):

w(Nal) = 100% = 71,9%,

©(NaCl) = 100% - 71,9% = 28,1%.

Exemplul 7: 68,3 g dintr-un amestec de azotat, iodură şi clorură de potasiu au fost dizolvate în apă şi tratate cu apă cu clor. Ca rezultat, s-au eliberat 25,4 g de iod (a cărui solubilitate în apă a fost neglijată). Aceeași soluție a fost tratată cu azotat de argint. Au căzut 75,7 g de sediment. Determinați compoziția amestecului inițial.

Clorul nu interacționează cu nitratul de potasiu și clorura de potasiu:

2KI + C12 -» 2KS1 + 12,

2 mol - 332 g 1 mol - 254 g

Mg(K1) = 127 + 39 - 166,

x = = 33,2 g (KI a fost în amestec).

v(KI) - - = = 0,2 mol.

1 mol 1 mol

KI + AgN03 = Agl + KN03.

0,2 mol x mol

x = = 0,2 mol.

Mr(Agl) = 108 + 127 = 235,

m(Agl) = Mv = 235 0,2 = 47 (r),

atunci va fi AgCl

75,7 g - 47 g = 28,7 g.

74,5 g 143,5 g

KCI + AgN03 = AgCI + KN03

X = 1 L_ = 14,9 (KCI).

Prin urmare, amestecul a conținut: 68,3 - 33,2 - 14,9 = 20,2 g KN03.

Exemplul 8. Pentru a neutraliza 34,5 g de oleum, se consumă 74,5 ml dintr-o soluție 40% de hidroxid de potasiu. Câți moli de oxid de sulf (VI) există pe 1 mol de acid sulfuric?

Acidul sulfuric 100% dizolvă oxidul de sulf (VI) în orice proporție. Compoziția exprimată prin formula H2S04*xS03 se numește oleum. Să calculăm cât hidroxid de potasiu este necesar pentru a neutraliza H2S04:

1 mol 2 mol

H2S04 + 2KON -> K2S04 + 2Н20 xl mol y mol

y - 2*x1 mol de KOH merge pentru a neutraliza S03 în oleum. Să calculăm cât de mult KOH este necesar pentru a neutraliza 1 mol de S03:

1 mol 2 mol

S03 4- 2KOH -> K2SO4 + H20 x2 mol z mol

z - 2 x2 mol KOH merge pentru a neutraliza SOg în oleum. Se folosesc 74,5 ml de soluție de KOH 40% pentru a neutraliza oleum, adică. 42 g sau 0,75 mol KOH.

Prin urmare, 2 xl + 2x 2 = 0,75,

98 xl + 80 x2 = 34,5 g,

xl = 0,25 mol H2S04,

x2 = 0,125 mol S03.

Exemplul 9 Există un amestec de carbonat de calciu, sulfură de zinc și clorură de sodiu. Dacă 40 g din acest amestec sunt expuse unui exces de acid clorhidric, se vor elibera 6,72 litri de gaze care, la interacțiunea cu excesul de oxid de sulf (IV), vor elibera 9,6 g de sediment. Determinați compoziția amestecului.

Când amestecul a fost expus la exces de acid clorhidric, monoxid de carbon (IV) și hidrogen sulfurat au putut fi eliberate. Doar hidrogenul sulfurat reacționează cu oxidul de sulf (IV), astfel încât volumul său poate fi calculat din cantitatea de precipitat eliberată:

CaC03 + 2HC1 -> CaC12 + H20 + C02t(l)

100 g - 1 mol 22,4 l - 1 mol

ZnS + 2HC1 -> ZnCl2 + H2St (2)

97 g - 1 mol 22,4 l - 1 mol

44,8 l - 2 mol 3 mol

2H2S + S02 -» 3S + 2H20 (3)

xl l 9,6 g (0,3 mol)

xl = 4,48 l (0,2 mol) H2S; din ecuațiile (2 - 3) este clar că ZnS a fost de 0,2 mol (19,4 g):

2H2S + S02 -> 3S + 2H20.

Este evident că monoxidul de carbon (IV) din amestec a fost:

6,72 l - 4,48 l = 2,24 l (C02).

Compoziția unui amestec de echilibru poate fi exprimată folosind:

a) gradul de disociere ()

b) gradul de conversie ()

c) randamentul produsului (x)

Să ne uităm la toate aceste cazuri folosind exemple:

A) după gradul de disociere

Gradul de disociere () este fracția de molecule disociate din numărul inițial de molecule. Poate fi exprimat în termeni de cantitate de substanță

Unde n insulta– numărul de moli dezintegrați ai substanței inițiale; n ref– numărul de moli ai substanței inițiale înainte de reacție.

Să fie, de exemplu, 5 mol NO 2 înainte de reacție, iar α este gradul de disociere a NO 2.

Conform ecuației (1.20)
, NO 2 va rămâne nereacționat (5 – 5).

Conform ecuației reacției, atunci când 2 moli de NO 2 se disociază, se obțin 2 moli de NO și 1 mol de O 2, iar din 5, 5 moli de NO și molii O2. Linia de echilibru ar fi:

b ) după gradul de transformare

Gradul de conversie a unei substanțe () este proporția dintre moleculele reacționate ale unei substanțe date față de numărul inițial de molecule ale acestei substanțe. O exprimăm în termeni de cantitate de substanță în moli

(1.21)

Se iau 2 moli de CO și 2 moli de H2,  este gradul de conversie a hidrogenului în reacție

Să explicăm linia de echilibru. Pornim de la o substanță pentru care este cunoscut gradul de conversie, adică H2. Din ecuația (1.21) obținem n react = n out· = 2 .

Din ecuația stoechiometrică este clar că CO este consumat de 3 ori mai puțin decât H2, adică dacă H2 reacţionează 2, atunci CO va reacționa , iar restul va rămâne nereacționat în momentul echilibrului. Raționăm și în raport cu produse folosind ecuația stoichiometrică.

V) după producția de produs.

Randamentul produsului (x) este cantitatea de substanță finală în moli. Fie „x” randamentul de metanol în reacție

în toate cele trei cazuri raționamentul este similar și pornește de la o substanță despre care se știe ceva (în exemple această valoare este subliniată).

Cunoscând compoziția amestecului de echilibru, putem exprima constanta de echilibru. Deci, pentru cazul „c”

și din ecuația (1.19)

Randamentul substanței în acțiuni(sau %) – raportul dintre cantitatea de produs formată și cantitatea totală de substanță din amestecul de echilibru:

În acest exemplu:

1.3.4 Influența diverșilor factori asupra deplasării de echilibru (asupra compoziției amestecului de echilibru)

Efectul presiunii (sau al volumului) la T=const

Dacă sistemul este ideal, atunci constanta de echilibru K p nu depinde de presiune (sau volum). Dacă reacția are loc la presiuni mari, atunci trebuie să utilizați ecuația:

, (1.22)

Unde f– fugacitate.

K f nu depinde de presiune, dar valoarea lui K p depinde de presiune, dar pe măsură ce presiunea scade se apropie de valoarea lui K f, deoarece amestecul real de gaze se apropie de starea ideală, f  p. Deci, pentru reacție:

la 350 atm K f = 0,00011 K R = 0,00037

La presiuni scăzute se poate lua în considerare LA R independent de presiune, adică
. În cele ce urmează vom analiza acest caz particular.

Din relaţia (1.12) reiese clar că mărimile
,
va depinde de presiune, prin urmare, fără a afecta constanta de echilibru , modificările de presiune pot afecta compoziția amestecului de echilibru și randamentul produselor.

(1.23)

Ecuația (1.23) arată că efectul presiunii asupra
este determinată de cantitatean:

n  0, reacția are loc cu o creștere a numărului de moli de produse gazoase, de exemplu:

, adică cu o creștere a presiunii totale LA X scade, iar numărul de produse din amestecul de echilibru scade și el, adică echilibrul se deplasează spre stânga, spre formarea COCl 2.

n = 0-2-1= -3

, adică odată cu creșterea presiunii, K x (și randamentul produsului) crește.

K= K= const. În acest caz, compoziția amestecului de echilibru nu depinde de presiune.

Adăugarea de gaz inert la P = const afectează deplasarea echilibrului într-un mod similar cu o scădere a presiunii. Un gaz inert aflat în echilibru chimic este considerat a fi gaze care nu interacționează cu reactanții sau produșii de reacție.

Creșterea volumului la presiune constantă afectează deplasarea echilibrului în același mod ca o scădere a presiunii.

Influența raportului dintre componente

Compoziția amestecului de echilibru este influențată și de raportul dintre reactivii luați pentru reacție.

Cel mai mare randament de produse va fi la raportul stoichiometric. Deci pentru reacție

un raport de hidrogen și azot de 3:1 va da cel mai mare randament de amoniac.

În unele cazuri, este necesar un grad ridicat de conversie a unuia dintre reactivi, chiar în detrimentul randamentului produsului.

De exemplu, atunci când prin reacție se formează acid clorhidric

este necesară o conversie mai completă a clorului astfel încât amestecul de echilibru să conţină cât mai puţin Cl 2. Amestecul de echilibru se dizolvă în apă și astfel se obține acid clorhidric. În acest caz, hidrogenul este aproape insolubil în apă și nu este conținut în acid, în timp ce clorul liber se dizolvă și calitatea acidului clorhidric se deteriorează.

Pentru a obține gradul maxim de conversie a Cl 2 , se ia al doilea reactiv, H 2 , în exces mare.

O creștere a gradului de conversie a ambelor componente poate fi realizată dacă produsele de reacție sunt îndepărtate din zona de reacție, legându-i în substanțe ușor disociante, puțin solubile sau nevolatile.

Efectul temperaturii asupra echilibrului

Experiența arată că temperatura are o mare influență asupra compoziției amestecului de echilibru, crescând conținutul de produși de reacție în unele reacții și scăzându-l în altele. Această dependență se reflectă cantitativ ecuații izobare(1.24) și izocorii (1.25) Van't Hoff:

(1.24)
(1.25)

Din aceste ecuații este clar că modificarea constantei de echilibru odată cu creșterea temperaturii (și, prin urmare, modificarea randamentului produsului de reacție) este determinată de semnul efectului termic H și U:

H0 sau U0 - reacție endotermă (cu absorbție de căldură). Laturile din dreapta ecuațiilor sunt mai mari decât zero, ceea ce înseamnă că derivatele sunt, de asemenea, mai mari decât zero:

> 0;
> 0

Astfel, funcțiile lnK p și lnK c (precum și K p și K c) cresc cu creșterea temperaturii.

H0 sau U0 - reacția este exotermă (cu degajare de căldură).

< 0;
< 0

Constanta de echilibru scade odata cu cresterea temperaturii, i.e. conținutul de produși de reacție în amestecul de echilibru scade, iar conținutul de substanțe inițiale crește.

Astfel, o creștere a temperaturii promovează un curs mai complet al endotermic proceselor. Să integrăm ecuația izobară.

Fie Hf(T) separă variabilele și integrează,

;
(1.26)

După cum putem vedea, constanta de echilibru depinde de temperatură conform unei legi exponențiale:
, iar în coordonatele ln K = f( ) dependență liniară (ecuația 1.26, figura 1.7)

Figura 1.7 – Dependența de temperatură a constantei de echilibru

Integrarea definită a ecuației izobare dă:

(1.27)

Cunoscând valoarea constantei de echilibru la o temperatură, se poate găsi K p la orice altă temperatură cu o valoare cunoscută a H.

Compoziția amestecului inițial pentru producerea pietrei artificiale. (Galerie foto „Tehnologiile noastre” pe pagina cu același nume. Ceea ce este inclus în compoziția de piatră artificială de parament produsă folosind matrițe elastice flexibile de injecție. În esență, piatra decorativă de parament despre care vorbim este un beton tipic de nisip pe bază de Portland ciment, realizat prin turnare prin vibrare în matrici elastice speciale flexibile - matrițe și special colorate. Să luăm în considerare principalele componente ale amestecului de beton pentru producția de piatră artificială de parament folosind metoda de turnare prin vibrație. Liantul este baza oricărei pietre de parament artificial. În în acest caz, este cimentul Portland de calitate M-400 sau M-500. Pentru ca calitatea betonului să rămână mereu ridicată, vă recomandăm să folosiți numai ciment „proaspăt” (după cum se știe, își pierde rapid proprietățile în timp și de la depozitare necorespunzătoare) de la același producător cu o bună reputație.Pentru producția de piatră decorativă de parament, atât ciment obișnuit, gri, cât și ciment alb. Există o serie de culori și nuanțe în natură care pot fi replicate doar pe ciment alb. În alte cazuri, se folosește gri Portland (din motive de fezabilitate economică).

Mulți producători autohtoni de piatră artificială au folosit recent în mod activ gipsul ca liant. În același timp, ei susțin că produsele lor sunt beton de argilă expandată. Și, de regulă, betonul de argilă expandată este de fapt prezentat la standurile companiei. Dar există un punct care determină comportamentul producătorilor de piatră artificială. Costul matrițelor de injecție elastice flexibile, care vă permit să reproduceți cu exactitate textura pietrei, este foarte mare.

Iar daca se respecta tehnologia, rulajul matritelor de injectie, adica timpul de la turnarea betonului pana la indepartarea cofrajului, este de 10-12 ore, fata de 30 de minute la tencuiala. Acesta este ceea ce împinge companiile să folosească gipsul ca liant. Și prețul gipsului este de cel puțin cinci ori mai mic decât prețul cimentului alb. Toate acestea oferă companiilor super profituri. Dar prețul pentru consumatorul final este foarte mare! Rezistența extrem de scăzută la îngheț și rezistența unor astfel de produse nu vă vor permite să vă bucurați de aspectul fațadelor pentru o lungă perioadă de timp.

Fotografiile prezentate prezintă produse din ipsos la un an de la instalare. Mai multe fisuri și distrugeri sunt clar vizibile. Prin urmare, utilizarea acestui material la scară industrială este dificilă. Pe baza sarcinilor care ne confruntă, preferăm să producem piatră artificială de parament - un material cu proprietăți de duritate și abraziune apropiate de piatra naturală, potrivit atât pentru placarea exterioară, cât și pentru cea interioară, mai degrabă decât decorațiuni care sunt fragile și capricioase la efectele apei. Material de umplutură. În funcție de tipul de umplutură utilizat, piatra artificială de parament pe bază de ciment poate fi „grea” (2-2,4 g/cm3) sau „ușoară” (aproximativ 1,6 g/cm3). În mod ideal, betonul greu este utilizat pentru producția de pavaj, plăci de pavaj decorative, chenare, cadre de soclu și piatră interioară. Pentru producția de piatră artificială de parament folosită pentru decorarea exterioară, se folosește beton ușor.

Acest lucru este aproximativ ceea ce fac producătorii care folosesc tehnologia americană. În regiuni, din păcate, se folosește predominant beton greu. Desigur, este mult mai ușor să faci piatră decorativă pe nisip, dar o piatră ușoară va fi întotdeauna de preferat pentru consumator. Este doar o chestiune de alegere. Pentru producerea pietrei artificiale grele de parament, se utilizează nisip de cuarț grosier cu o fracțiune de 0,63-1,5 mm (folosirea nisipului fin afectează caracteristicile de rezistență ale betonului) și, după caz, piatră mică zdrobită, de exemplu, marmură, o fracție de 5-10 mm. Piatra de parament „ușoară” este realizată din nisip de argilă expandată. Dar atunci când se produce piatră artificială de parament pe argilă expandată, ar trebui să se țină seama de următorul factor. În iulie 2001, am primit informații de la clienți despre apariția „împuşcăturilor” (umflarea punctului de material alb) pe suprafața produselor (beton ușor). În urma consultării cu specialiștii, s-a constatat că „împușcăturile” apar ca urmare a dezintegrarii incluziunilor de calcar găsite în argila expandată.

Atunci când calciul liber interacționează cu umiditatea (apa sau vaporii acesteia), are loc o reacție chimică, însoțită de o creștere a volumului boabelor de calciu libere, rezultând un așa-numit efect „împușcătură”. CaO + H2O = Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 Particularitatea acestei reacții chimice este că durează foarte mult timp - până la 6 luni. Producătorii de argilă expandată produc produse în conformitate cu GOST, care permite prezența boabelor de var până la 3% din masa totală. Efectul „împușcături” reduce proprietățile de consum ale produselor, așa că sarcina a fost stabilită pentru a găsi un nou material de umplutură pentru producția de beton ușor.

S-a observat ca reactia de calcar determina distrugerea suprafetei produselor NUMAI in decorarea interioara. La utilizarea produselor pentru finisarea soclurilor și fațadelor clădirilor, nu se observă distrugerea vizibilă a materialului de finisare. Potrivit declarației unui angajat NIIZHB, degradarea calcarului este nivelată atunci când se utilizează produse pentru decorarea exterioară a clădirilor. În legătură cu identificarea acestui model, din august 2001, produsele pentru lucrări de interior au fost produse nu pe argilă expandată, ci pe un alt agregat (mai greu). Pentru a trece la un singur umplutură, vă propunem următoarele modalități de a rezolva această problemă: 1. Folosiți argilă expandată zdrobită cu o fracțiune de cel puțin 2 cm ca umplutură 2. Creați haldele de argilă expandată cu depozitare într-o zonă deschisă pentru cel puțin 6-9 luni.

3. Crearea unui material de umplutură eterogen din nisip de cuarț și umplutură artificială mai ușoară. 4. Utilizarea zgurii ponce. totuși, greutatea în vrac a produsului finit va crește la 1800-2000 kg/m3. Agregatul ușor trebuie să îndeplinească următoarele cerințe. greutate în vrac aproximativ 600 kg/m3. fracție de nisip 0-0,5 cm sau 0-1 cm (prezența fracției fine 15% din volum. rezistență la compresiune 18 kg/cm (indice de argilă expandată. absorbție de apă până la 25% (indice de argilă expandată. În producția de parament artificial). piatră, plăci de pavaj decorative, produse arhitecturale mici pe matrițe de injecție elastice flexibile, se pot utiliza următoarele materiale de umplutură: Zgură ponce, Zgură granulată, Piatră spartă și nisip de zgură, Sticlă spumă, Nisip perlit expandat, Perlit expandat dur, Vermoculit expandat, Polistiren expandat , Nisip de cuarț îmbogățit, Așchii de marmură, Nisip de construcție (alb ), Nisip de turnare, Piatră ponce vulcanică. Pigmenți și coloranți. Cea mai importantă componentă a unei pietre decorative de parament este pigmenții (coloranții) utilizați. Utilizarea cu pricepere sau ineptă a coloranților afectează direct aspectul produsului final În mâinile experimentate, betonul obișnuit se transformă în ceva complet imposibil de distins de piatra naturală „sălbatică”. Cum să realizezi acest lucru? Pentru colorarea cimentului se folosesc pigmenți minerali anorganici (oxizi de titan, fier, crom) și coloranți speciali rezistenți la lumină și la intemperii. Producătorii cu experiență aleg de obicei coloranți de la companii precum Bayer, Du Pont, Kemira și altele la fel de reputate. Acest lucru se datorează nu numai calității constant înalte a produselor lor, ci și gamei lor largi. Astfel, Bayer oferă câteva zeci de pigmenți de oxizi de fier. Combinându-le între ele, puteți alege aproape orice nuanță de culoare dorită. Deci, cimentul Portland, nisipul de argilă expandată și pigmenții sunt compoziția principală a pietrei artificiale. Mulți producători de produse din beton arhitectural se limitează la acest lucru, în ciuda faptului că există un număr mare de diverși aditivi pentru ciment pentru a îmbunătăți anumite caracteristici. În orice oraș important puteți găsi furnizori de aditivi autohtoni și importați pentru beton. Acestea sunt diverși superplastifianți care îmbunătățesc lucrabilitatea și măresc rezistența betonului; aditivi polimer-latex care au un efect benefic asupra durabilității betonului; acceleratori de întărire a betonului și aditivi care antrenează aer; hidrofuge volumetrice, care reduc absorbția de apă de multe ori (utile pentru fațadă, soclu și pavaj); fibre chimice pentru armarea dispersată, care mărește dramatic rezistența la fisuri și multe altele. Decideți singur dacă utilizați sau nu oricare dintre acești aditivi; vrem doar să vă recomandăm utilizarea unor compuși de impregnare de protecție pentru a trata suprafața pietrei decorative de parament. Un hidrofug selectat corespunzător pentru beton va obține următoarele rezultate. va crește estetica pietrei și va elimina „prafuitul” - o trăsătură caracteristică oricărui beton de ciment. va crește durata de viață a pietrei de fațadă (considerul aici este că procesul de distrugere a betonului decorativ se reflectă în primul rând în saturația culorii cu mult înainte de apariția primelor semne de distrugere, motiv pentru care este expunerea particulelor de agregate pe față suprafața pietrei.va reduce drastic riscul de eflorescență la suprafața pietrei, care reprezintă un adevărat dezastru pentru betoanele decorative din ciment, motiv pentru care ar trebui să li se acorde cea mai mare atenție.

Învățarea rezolvării problemelor folosind amestecuri de substanțe organice

Generalizarea experienței în predarea chimiei organice la clase de specialitate biologice și chimie

Unul dintre principalele criterii pentru stăpânirea chimiei ca disciplină academică este capacitatea studenților de a rezolva probleme computaționale și calitative. În procesul de predare în clase de specialitate cu studiu aprofundat al chimiei, acest lucru are o relevanță deosebită, deoarece toate examenele de admitere în chimie oferă sarcini de un nivel crescut de complexitate. Cea mai mare dificultate în studierea chimiei organice este cauzată de sarcinile de determinare a compoziției cantitative a unui amestec multicomponent de substanțe, recunoașterea calitativă a unui amestec de substanțe și separarea amestecurilor. Acest lucru se datorează faptului că pentru a rezolva astfel de probleme este necesară înțelegerea profundă a proprietăților chimice ale substanțelor studiate, pentru a putea analiza și compara proprietățile substanțelor din diferite clase, precum și pentru a avea o bună pregătire matematică. Un punct foarte important în predare este generalizarea informațiilor despre clasele de substanțe organice. Să luăm în considerare tehnicile metodologice de dezvoltare a capacității elevilor de a rezolva probleme folosind un amestec de compuși organici.

Hidrocarburi

• Unde este ce substanță (compoziție calitativă)?
• Câtă substanță este în soluție (compoziția cantitativă)?
• Cum se separă amestecul?

ETAPA 1. Rezumarea cunoștințelor despre proprietățile chimice ale hidrocarburilor folosind un tabel(Tabelul 1).

ETAPA 2. Rezolvarea problemelor de calitate.

Problema 1. Amestecul gazos conține etan, etilenă și acetilenă. Cum se dovedește prezența fiecărui gaz într-un amestec dat? Scrieți ecuațiile pentru reacțiile necesare.

Soluţie

Dintre gazele rămase, doar etilena va decolora apa cu brom:

C2H4 + Br2 = C2H4Br2.

Al treilea gaz - etanul - arde:

2C2H6 + 7O24CO2 + 6H2O.

tabelul 1

Proprietățile chimice ale hidrocarburilor

Reactiv	Reprezentanți ai hidrocarburilor
	CH3CH3etan	CH2 = CH2 etilenă	CHSN acetilena	C6H6 benzen	C6H5CH3toluen	C6H5CH=CH2stiren	C6H10 ciclohexenă
Br 2 (aq)	–	+	+	–	–	+	+
KMnO4	–	+	+	–	+	+	+
Ag2O (dimensiune in NH3 ap)	–	–	+	–	–	–	–
N / A	–	–	+	–	–	–	–
O2	+	+	+	+	+	+	+

Sarcina 2. Izolați în formă pură componentele unui amestec format din acetilenă, propenă și propan. Scrieți ecuațiile pentru reacțiile necesare.

Soluţie

Când amestecul este trecut printr-o soluție de amoniac de oxid de argint, numai acetilena este absorbită:

C2H2 + Ag2O = C2Ag2 + HON.

Pentru a regenera acetilena, acetilida de argint rezultată este tratată cu acid clorhidric:

C2Ag2 + 2HCI = C2H2 + 2AgCI.

Când gazele rămase sunt trecute prin apa cu brom, propena va fi absorbită:

C3H6 + Br2 = C3H6Br2.

Pentru a regenera propena, dibromopropanul rezultat este tratat cu praf de zinc:

C3H6Br2 + Zn = C3H6 + ZnBr2.

ETAPA 3. Rezolvarea problemelor de calcul.

Sarcina 3. Se știe că 1,12 l (n.s.) dintr-un amestec de acetilenă și etilenă în întuneric se leagă complet cu 3,82 ml de brom (= 3,14 g/ml). De câte ori va scădea volumul amestecului după trecerea lui printr-o soluție de amoniac de oxid de argint?

Soluţie

Ambele componente ale amestecului reacţionează cu bromul. Să creăm ecuații de reacție:

C2H4 + Br2 = C2H4Br2,

C2H2 + 2Br2 = C2H2Br4.

Să notăm cantitatea de substanță etilenă cu X mol și cantitatea de substanță acetilenă prin
y cârtiță. Din ecuațiile chimice este clar că cantitatea de substanță care reacţionează brom va fi în primul caz X aluniță, iar în al doilea - 2 y cârtiță. Cantitatea de substanță din amestecul de gaze:

= V/V M = 1,12/22,4 = 0,05 mol,

iar cantitatea de brom este:

(Br 2) = V/M= 3,82 3,14/160 = 0,075 mol.

Să creăm un sistem de ecuații cu două necunoscute:

Rezolvând sistemul, aflăm că cantitatea de etilenă din amestec este egală cu cantitatea de acetilenă (0,025 mol fiecare). Doar acetilena reacționează cu o soluție de amoniac de argint, prin urmare, la trecerea unui amestec de gaz printr-o soluție de Ag2O, volumul gazului va scădea exact la jumătate.

Sarcina 4. Gazul eliberat în timpul arderii unui amestec de benzen și ciclohexenă a fost trecut printr-un exces de apă barită. În acest caz s-au obținut 35,5 g sediment. Aflați compoziția procentuală a amestecului inițial dacă aceeași cantitate poate decolora 50 g dintr-o soluție de brom în tetraclorură de carbon cu o fracție de masă de brom de 3,2%.

Soluţie

C6H10 + Br2 = C6H10Br2.

Cantitatea de substanță ciclohexenă este egală cu cantitatea de substanță brom:

(Br 2) = m/M= 0,032 50/160 = 0,01 mol.

Masa ciclohexenei este de 0,82 g.

Să notăm ecuațiile de reacție pentru arderea hidrocarburilor:

C 6 H 6 + 7,5 O 2 = 6 CO 2 + 3 H 2 O,

C6H10 + 8,5 O2 = 6C02 + 5 H2O.

0,01 mol de ciclohexenă produc 0,06 moli de dioxid de carbon atunci când este ars. Dioxidul de carbon eliberat formează un precipitat cu apa baritică conform ecuației:

CO2 + Ba(OH)2 = BaC03 + H2O.

Cantitatea de substanță precipitată de carbonat de bariu (BaCO3) = m/M= 35,5/197 = 0,18 mol este egal cu cantitatea de substanță a dioxidului de carbon total.

Cantitatea de dioxid de carbon formată în timpul arderii benzenului este:

0,18 – 0,06 = 0,12 mol.

Folosind ecuația pentru reacția de ardere a benzenului, calculăm cantitatea de substanță benzenică - 0,02 mol. Masa benzenului este de 1,56 g.

Greutatea întregului amestec:

0,82 + 1,56 = 2,38 g.

Fracțiile de masă ale benzenului și ciclohexenei sunt de 65,5% și, respectiv, 34,5%.

Conținând oxigen
compusi organici

Rezolvarea problemelor care implică amestecuri la tema „Compuși organici care conțin oxigen” se întâmplă într-un mod similar.

PASUL 4. Alcătuirea unui tabel comparativ și generalizator(Masa 2).

ETAPA 5. Recunoașterea substanțelor.

Sarcina 5. Folosind reacții calitative, dovediți prezența fenolului, acidului formic și acidului acetic în acest amestec. Scrieți ecuațiile reacției și indicați semnele apariției lor.

Soluţie

Dintre componentele amestecului, fenolul reacţionează cu apa de brom pentru a forma un precipitat alb:

C6H5OH + 3Br2 = C6H2Br3OH + 3H Br.

Prezența acidului formic poate fi determinată folosind o soluție de amoniac de oxid de argint:

HCOOH + 2Ag(NH3)2OH = 2Ag + NH4HCO3 + 3NH3 + HOH.

Argintul este eliberat sub forma unui strat de sediment sau oglindă pe pereții eprubetei.

Dacă, după adăugarea unui exces de soluție de amoniac de oxid de argint, amestecul fierbe cu o soluție de bicarbonat de sodiu, atunci se poate argumenta că acidul acetic este prezent în amestec:

CH3COOH + NaHCO3 = CH3COONa + CO2 + H2O.

masa 2

Proprietățile chimice ale conținutului de oxigen
materie organică

Reactiv	Reprezentanți ai compușilor care conțin oxigen
	CH3OH metanol	C6H5OH fenol	HCHO metanal	acid formic HCOOH	CH 3 CHO acet- aldehidă	HCOOCH 3 metil- format	C6H12O6 glucoză
N / A	+	+	–	+	–	–	+
NaOH	–	+	–	+	–	+	–
NaHC03	–	–	–	+	–	–	–
Ba 2 (aq)	–	+	+	+	+	+	+
Ag2O (dimensiune in NH3 ap)	–	–	+	+	+	+	+

Sarcina 6. Patru eprubete neetichetate conțin etanol, acetaldehidă, acid acetic și acid formic. Ce reacții pot fi folosite pentru a distinge substanțele din eprubete? Scrieți ecuațiile de reacție.

Soluţie

Analizând caracteristicile proprietăților chimice ale acestor substanțe, ajungem la concluzia că pentru a rezolva problema, ar trebui să folosiți o soluție de bicarbonat de sodiu și o soluție de amoniac de oxid de argint. Acetaldehida reacționează numai cu oxidul de argint, acidul acetic - doar cu bicarbonatul de sodiu și acidul formic - cu ambii reactivi. O substanță care nu reacționează cu niciunul dintre reactivi este etanolul.

Ecuații de reacție:

CH3CHO + 2Ag(NH3)2OH = CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 + HOH,

CH 3 COOH + NaHCO 3 = CH 3 COONa + CO 2 + HON,

HCOOH + 2Ag(NH3)2OH = 2Ag + NH4HCO3 + 3NH3 + NOH,

HCOOH + NaHCO3 = HCOONa + CO2 + HON.

PASUL 6. Determinarea compoziției cantitative a amestecului.

Sarcina 7. Pentru a neutraliza 26,6 g dintr-un amestec de acid acetic, acetaldehidă și etanol, s-au consumat 44,8 g de soluție de hidroxid de potasiu 25%. Când aceeaşi cantitate de amestec a reacţionat cu un exces de sodiu metalic, s-au eliberat 3,36 litri de gaz în condiţiile ambiante. Calculați fracțiunile de masă ale substanțelor din acest amestec.

Soluţie

Acidul acetic și etanolul vor reacționa cu Na metalic, dar numai acidul acetic va reacționa cu KOH. Să creăm ecuații de reacție:

CH3COOH + Na = CH3COONa + 1/2H2, (1)

C2H5OH + Na = C2H5ONa + 1/2H2, (2)

Sarcina 8. Un amestec de piridină și anilină cântărind 16,5 g a fost tratat cu 66,8 ml de acid clorhidric 14% (= 1,07 g/ml). Pentru a neutraliza amestecul, a fost necesar să se adauge 7,5 g de trietilamină. Calculați fracțiunile de masă ale sărurilor din soluția rezultată.

Soluţie

Să creăm ecuații de reacție:

C5H5N + HCI = (C5H5NH)CI,

C6H5NH2 + HCI = (C6H5NH3) CI,

(C2H5)3N + HCI = ((C2H5)3NH) CI.

Să calculăm cantitățile de substanțe care participă la reacții:

(HCI) = 0,274 mol,

((C2H5)3N) = 0,074 mol.

S-au consumat și 0,074 moli de acid pentru neutralizarea trietilaminei, iar pentru reacția cu amestecul: 0,274 – 0,074 = 0,2 moli.

Folosim aceeași tehnică ca în problema 3. Să notăm X– numărul de moli de piridină şi y– numărul de anilină din amestec. Să creăm un sistem de ecuații:

Rezolvând sistemul, aflăm că cantitatea de piridină este de 0,15 mol, iar anilină este de 0,05 mol. Să calculăm cantitățile de substanțe de săruri clorhidrat de piridină, anilină și trietilamină, masele și fracțiunile de masă ale acestora. Ele sunt, respectiv, 0,15 mol, 0,05 mol, 0,074 mol; 17,33 g, 6,48 g, 10,18 g; 18,15%, 6,79%, 10,66%.

LITERATURĂ

Kuzmenko N.E., Eremin V.V. Chimie. 2400 de sarcini pentru școlari și cei care intră în universități. M.: Dropia, 1999;
Ushkalova V.N., Ioanidis N.V.. Chimie: sarcini de concurs și răspunsuri. Un ghid pentru solicitanții la universități. M.: Educație, 2000.