Лабораторная работа: Контрольный синтез Mg(NO3)2 – MgO – MgCl2

5.  Водные растворы хлористого водорода обычно называют соляной кис­лотой. Содержание в ней хлористого водорода устанавливают чаще всего посредством ареометра.

         Соляная кислота плотностью 1,060        1,124        1,16        1,19

      при 15° содержит,         12,2         24,8         31,5        37,2%  НС1

6.  Помимо воды, хлористый водород сильно растворим также в спирте, в эфире и еще во многих других жидкостях. Наоборот, жидкий хлористый водород может служить рас­творителем для спирта, эфира и многих других веществ.

7.  На большинство металлов жидкий хлористый водород не действует, он не реагирует в общем также с оксидами, сульфидами и карбонатами. Газообразный хлористый водород при температуре каления реагирует с выделением водорода с металлами, причем даже с такими металлами, на кото­рые водная соляная кислота без доступа воздуха не действует, например с медью и сереб­ром. (Водный раствор HCl взаимодействует только с металлами, стоящими в ряду СЭП до водорода)

Сu + 2HCl = CuCl2 + H2↑

  CuCl2 + 2HCl = H2[CuCl4],

         2Ag + 4HCl = 2H[AgCl2] + H­2↑

8.  C фтором хлористый водород взаимодействует уже при обычной температуре с образованием пламени, с кислородом воздуха он реагирует только в присутствии катализаторов:

2HCl + F2 = Cl2↑ + 2HF,

                4HCl + O22H2O + 2Cl2↑.

9.  В водном растворе HCl полностью диссоциирована на ионы, поэтому соляную кислоту относят к сильным кислотам.

HCl↔ H+ + Cl-

10.  Соляная кислота взаимодействует с основными оксидами:

2HCl + MgO = MgCl2+ H2O

Так же она способна при взаимодействии с сильными окислителями проявлять восстановительные свойства:

4HCl + MnO2 = MnCl2 + Cl2↑+2H2O

Физико - химическая характеристика NO2

1.  Бурый газ. Выше 135° С — мономер, при комнатной температуре — красно-бурая смесь NO2 и его димера (тетраоксида диазота) N2O4. В жидком состоянии димер бесцветен, в твердом состоянии белый. Хорошо растворяется в холодной воде (насыщенный раствор — ярко-зеленый), полностью реагирует с ней. Реа­гирует со щелочами:

                      2NaOH + 2NO2 = NaNO2 + NaNO3 + H2O.

                      3NO2 + H2O(горяч) = 2HNO3 + NO↑,

                      2NO2 + H2O(холод) = HNO3 + HNO2.

2.  Очень сильный окислитель. Вызывает коррозию метал­лов.

3.  Плотность 2,0527 г/л.

4.  Температура плавления тетраоксида азота -11,2°С, растворимость в воде при 0°С – 1,491г.

5.  При температуре от -11,2°С до +20,7°С находится в равновесии:      

6.  В интервале температур выше 135 °С и до температуры равной 620°С оксид азота (IV) распадается с образованием кислорода и оксида азота (II):

7.    При растворении в воде в присутствии кислорода воздуха окисляется до азотной кислоты:

Физико – химическая характеристика воды:

1.   Чистая вода не имеет ни запаха, ни вкуса и бесцветна, однако в толстом слое она имеет голубоватый цвет. При достаточно сильном охлаж­дении она замерзает, превращаясь в лед. Температура, при которой лед и вода образуют при нормальном давлении (760 мм рт. ст.) устойчивую си­стему, принята за нулевую точку шкалы термометра Цельсия. Температура 100° определяется точкой кипения воды при нормальном давлении.

2.  Температура кипения воды сильно зависит от давления, так при 760 мм рт. ст она равна 100°, при увеличении давления температура кипения воды возрастает. При росте давления  на 1 мм. рт. ст. температура кипения возрастает на 0,3—0,4°.

3.  Физические константы воды:

- температура замерзания воды (точка тройного равновесия) —0° (н.у.);

- температура кипения —100° (н.у.);

- плотность льда при 0° равна 0,9168 г/см3;

                   - плотность воды при 4° равна 1 г/см3, при повышении или понижении температуры, плотность  воды уменьшается.

4.   При температуре около 1000° вода термически распадается на простые вещества:

                            2H2O        2H2↑ + O2↑, 

       а при действии радиоактивного излучения при высоких температурах наблюдается распад  воды    по схеме:

                     H2O®H0, H2, O0, O2, OH0, H2O2, HO20.

Физико – химическая характеристика О2

1.  Кислород – при обычных условиях газ без цвета и запаха, в толстых слоях – голубой.

2.  Плотность  жидкого кислорода 1,429 г/см3.

3.  Температура плавления  -218,8°С.

4.  Температура кипения -183,0 °С.

5.  Сильный окислитель, особенно атомарный кислород (в момент выделения).

Получение MgO:

На аналитических весах взять навеску шестиводного кристаллогидрата нитрата магния  (Mg(NO3)2 · 6H2O) массой 13,5 г и поместить в фарфоровый тигель. Тигель поставить в муфельную печь, нагретую до 400 – 450° С. Прокаливать до тех пор, пока не прекратится выделение оксида азота (IV) бурого цвета.  

                     2Mg(NO3)2  2MgO + 4NO2↑+O2↑

Взвесить полученный оксид и рассчитать выход продукта по следующей формуле:

, масса теоретическая равна 2,11г.

Получение MgCl2.

К полученному оксиду магния прилить 9,37 мл соляной кислоты (r = 1,174 г/мл) до полного его растворения. Полученный раствор упаривают  до появления корки кристаллов на поверхности. Дальнейшее нагревание ведут осторожно, не допуская перегрева смеси выше 200° С. При перегреве хлорида магния выше этой температуры возможно его частичное разложение с образованием оксохлорида магния (Mg2OCI2).

MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O

2MgCl2 + H2O = Mg2OCI2 + 2HCl 

 (полностью воду хлорид магния теряет при температуре 505° С с разложением, при 200° С. существует его кристаллогидрат MgCl2×H2O)

Качественный анализ ионов магния (Mg2+).

1. Гидроксиды КОН и NaOH образуют с катионом Mg2+ белый аморфный осадок гидроксида магния Mg(OH)2, растворимого в кислотах и солях аммония.

Опыт. В первую пробирку возьмите 4 капли раствора соли маг­ния, прибавьте 4 капли насыщенного раствора хлорида аммония NH4C1.

Во вторую пробирку возьмите 4 капли раствора соли магния и прибавьте 4 капли воды (чтобы концентрация растворов была одинаковая).

Затем в обе про­бирки прибавьте осадитель — гидроксид аммония NH4OH. В первой пробирке осадок не вападает так как образуется комплексное соединение.

2. Гидрофосфат натрия Na2HPO4 дает с катионом Mg2+в присутствии гидроксида и хлорида аммония NH4OH и NH4C1 белый кристаллический осадок фосфата магния-аммония MgNH4PO4:

MgSO4 + Na2HPO4 + NH4OH ® MgNH4PO4¯ + Na2SO4 + H2O

Mg2+ + НРО2- + NH4OH®MgNH4PO4¯ + HaO

Хлорид аммония добавляют, чтобы не выпал аморфный осадок гидроксида магния Mg(OH) 2.

Опыт. Возьмите 3—4 капли раствора соли магния и смешайте с 4—6 каплями 2 н. раствора хлороводородной кислоты и 3—5 каплями раствора гидрофосфата натрия Na2HPO4. После этого прибавьте к раствору по одной капле 2 н. раствора аммиака, перемешивая раствор после каждой капли. Вначале аммиак нейтрализует при­бавленную кислоту, причем образуется хлорид аммония NH4C1, препятствующий образованию гидроксида магния Mg(OH)2. После окончания реакции выпадает характерный кристаллический осадок—фосфат магния-аммония MgNH4PO4.

       1. Реакция проводится в аммиачной среде при рН 8.

                   2. Избыток катионов NH4+ мешает выпадению осадка MgNH4PO4.

  3.Не следует брать избыток хлороводородной кислоты.

3. Магнезон I (napa-нитробензолазорезорцин) или магнезон II (пара-нитробензолазо-a-нафтол) в щелочной среде дает красную или красно-фиолетовую окраску. Эта реакция основана на свойстве гидроксида магния адсорбировать некоторые красители.

Опыт. На фарфоровую пластинку (предметное стекло) поместите 1—2 капли анализируемого на катион Mg2+ раствора и добавьте 1—2 капли щелочного раствора реактива. Появляется синяя окраска или синий осадок. Если раствор имеет сильнокислую реакцию, то появляется желтая окраска. В данном случае к раствору надо добавить несколько капель щелочи.

Условия проведения опыта.

1.Реакцию необходимо проводить в щелочной среде при рН>10.

2.Реакции мешает наличие солей аммония.

Страницы: 1, 2, 3