Файл: 1А,2А,6А и 7А, комментарии к практикуму.pdf

кислоты весь осадок растворится:

2SrCrO4(т) + 2CH3COOH = 2Sr2+ + 2CH3COO− + Cr2O72− + H2O 2SrCrO4(т) + 2CH3COOH = Sr(CH3COO)2 + SrCr2O7 + H2O

Если после растворения хромата стронция концентрация катиона

Sr2+ в полученном растворе достигнет, к примеру, 0,1моль/л, то

концентрация хромат-иона в этом растворе будет определяться неравенством

Чтобы таким же образом растворить BaCrO4 и получить

0,1М раствор катиона бария, нужно выполнить условие

Достигнуть при помощи слабой уксусной кислоты столь сильного смещения равновесия (1) вправо и столь значительного понижения концентрации CrO42− в растворе не удается. В то же время добавление сильной кислоты приводит к полному растворению хромата бария:

2BaCrO4(т) + 2HCI = BaCI2 + BaCr2O7 + H2O

Разделение катионов Sr2+ и Ba2+ при их совместном присутствии в

растворе основано на различном отношении их хроматов к уксусной

кислоте. Алгоритм разделения катионов Sr2+ и Ba2+:

Раствор, содержащий катионы Sr2+ и Ba2+

(раствор солей – хлоридов, нитратов и других)

Добавление раствора K2CrO4

Осадок (SrCrO4 + BaCrO4)

19

www.mitht.ru/e-library

18. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

"ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ VIIА-ГРУППЫ"

18.1. ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА

18.1.1. ПОЛУЧЕНИЕ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ

Общее для реакций получения галогенов: окисляют

соответствующие галогениды щелочных элементов или галогеноводороды сильными окислителями (KMnO4, MnO2, K2Cr2O7) в

сильнокислой среде. Для этого используют концентрированные растворы галогеноводородов или добавляют концентрированную H2SO4.

Стандартные значения Δφо для этих реакций, как правило, близки к

нулю. Исключение – реакции получения дииода.

Таблица 18.1.

Стандартные значения Δφо для реакций получения дигалогенов

Приведенные значения Δφо определяют направление ОВР в стандартных условиях.

Очень важно правильно понимать, чему соответствуют

стандартные условия для данной реакции. Так, для реакции

2MnO4− + 16H+ + 10CI− = 5CI2(г) + 2Mn2+ + 8H2O

стандартные условия означают: C(MnO4−) = C(CI−) = C( Mn2+) = C(H+) =

1моль/л; p(CI2) = 1атм, T = const. В стандартных условиях температура может быть любой, но в таблицах приведены значения φо(298oC).

Если Δφо > 0, то в стандартных условиях реакция протекает в прямом направлении (слева направо); если Δφо < 0 – в обратном направлении (справа налево). Часто говорят о самопроизвольном протекании реакции в том или другом направлении, но при этом надо

20

www.mitht.ru/e-library

иметь в виду, что все химические процессы (в пробирке, колбе,

реакторе) всегда протекают самопроизвольно, а несамопроизвольные процессы возможны лишь при электролизе.

Не меньше, чем направление реакции, нас интересует глубина

(полнота) ее протекания и возможность обращения реакции, то есть

возможность ее проведения в прямом направлении, если в стандартных условиях она протекает в обратном направлении, и наоборот.

Важно обратить внимание на то, что реальные условия проведения реакции всегда отличаются от стандартных. Во-первых, мы никогда заранее не вводим в реакционный сосуд продукты реакции и не поддерживаем давление образующихся при реакции газов (например,

хлора) равным 1атм. Оба эти обстоятельства благоприятствуют прямой

реакции, поэтому если реакция возможна в стандартных условиях, то она тем более возможна в обычных условиях. Во-вторых, если даже

первоначально все реагенты и продукты реакции находились в стандартных концентрациях и при стандартных давлениях, то условия перестанут быть стандартными сразу же после начала реакции.

При использовании значения Δφо для того, чтобы оценить возможность практического проведения реакции в нужном направлении и глубину ее протекания, мы руководствуемся следующими приближенными правилами:

если Δφо ≥ 0,4В, реакция всегда, в любых условиях протекает в прямом направлении практически до конца, то есть до почти полного исчерпания по меньшей мере одного из реагентов; такую реакцию практически невозможно (или очень трудно) заставить протекать в обратном направлении;

если Δφо ≤ −0,4В, реакция всегда протекает в обратном направлении практически до конца, то есть ее невозможно или очень трудно заставить протекать в прямом направлении;

если 0 < Δφо < 0,4В, реакция в прямом направлении протекает обратимо, не до конца; увеличивая концентрацию (для газов – давление)

реагентов, реакцию, как правило, можно провести до конца;

если −0,4В < Δφо < 0, реакция протекает в обратном направлении не до конца, и ее можно, как правило, провести в прямом направлении,

повысив концентрации реагентов.

21

www.mitht.ru/e-library

В реакциях 2 и 3 выполняется последнее условие: −0,4В < Δφо < 0.

Используя, например, концентрированную хлороводородную кислоту и кристаллический дихромат калия (в реакции 2) или кристаллический

хлорид натрия и концентрированную серную кислоту (в реакции 3), мы можем провести реакции в прямом направлении. В этих условиях

равновесия реакций смещаются вправо, и реакции протекают необратимо, до конца. Смещению равновесий способствует также

удаление газообразного хлора из раствора (давление хлора меньше 1атм).

Нагревание реакционной смеси повышает скорость реакции.

Влияние же нагревания на смещение равновесия реакции определяется

принципом Ле Шателье в зависимости от того, является ли данная

реакция экзотермической или эндотермической. Обычно влияние температуры на смещение равновесия в ОВР невелико и может не

приниматься во внимание.

При комнатной температуре F2 и CI2 – газы, Br2 – жидкость, I2 –

твердое вещество. Изменение агрегатного состояния дигалогенов с ростом порядкового номера элемента связано с повышением энергии межмолекулярного взаимодействия в этом направлении. Единственным типом ММВ для неполярных молекул является дисперсионное взаимодействие. В молекулах дигалогенов, как и в любых других, из-за быстрого перемещения электронов возникают мгновенные диполи,

которые индуцируют мгновенные диполи в соседних молекулах.

Взаимодействие мгновенных диполей разных молекул и обусловливает ММВ. Очевидно, что чем более электронов в молекулах, тем сильнее дисперсионное взаимодействие между молекулами. Энергия дисперсионного ММВ в ряду дигалогенов повышается от F2 к CI2, Br2 и I2.

Таблица 18.2.

Температура фазовых переходов дигалогенов

www.mitht.ru/e-library