No Image

Тиосульфат натрия и серная кислота

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
10 марта 2020

Влияние концентрации реагентов на скорость химической реакции

В основе эксперимента — реакция:

H2S2O3 = S + SO2 + H2O

Наблюдаемый признак реакции — образование бело-желтой мути (нерастворимая сера). Тиосерная кислота неустойчива (см. уравнение реакции!), поэтому ее получают взаимодействием тиосульфата натрия с разбавленной серной кислотой:

Na2S2O3 + H2SO4 = H2S2O3 + Na2SO4

т.е. суммарная реакция:

Na2S2O3 + H2SO4 = S + SO2 + H2O + Na2SO4

Проведение реакции: В 2 одинаковых стакана налить по 20 мл 2М серной кислоты. В 1 из стаканов добавить 80 мл воды (уменьшаем концентрацию кислоты). Одновременно прилить в оба стакана (из 2 других стаканов или цилиндров) 20 мл 2М тиосульфата натрия.

Что наблюдать: В каком из стаканов муть образуется быстрее?

Влияние поверхности соприкосновения реагентов на скорость химической реакции

В основе эксперимента — реакция:

Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2

Наблюдаемый признак реакции — порозовение водного раствора фенолфталеина под воздействием гидроксида магния.

Проведение реакции: В 2 одинаковые пробирки налить по 5 мл воды и капнуть по 1 капле раствора фенолфталеина. В 1-ю пробирку поместить магниевую стружку, во 2-ю — порошок магния (лучше свеженапиленный). При необходимости (если порошок магния старый) нагреть обе пробирки.

Что наблюдать: В какой пробирке розовая окраска появляется раньше и интенсивность ее нарастает быстрее?

Влияние природы реагентов на скорость химической реакции

В основе эксперимента — реакции щелочных металлов с водой:

M + H2O = MOH + 1/2H2

Наблюдаемые признаки — порозовение водного раствора фенолфталеина под воздействием образующейся щелочи, выделение пузырьков водорода.

Проведение реакции: В кристаллизатор налить воды, добавить несколько капель раствора фенолфталеина. Очистить фильтровальной бумагой кусочек лития размером порядка 3х3х3 мм и с помощью пинцета осторожно опустить в воду. Когда литий полностью прореагирует, повторить опыт с натрием, потом — с калием.

Что наблюдать: В реакции какого металла с водой выше интенсивность выделения водорода? Попробуйте сравнить взаимодействие и по другим признакам.

Вариант проведения: В 2 стакана на 200 мл налить по 100 мл воды, добавить 2-3 капли раствора фенолфталеина. В 1 один из стаканов высыпать порошок магния (см. эксперимент 2), в другой осторожно, с помощью пинцета, поместить тщательно очищенный кусочек натрия размером порядка 2х2х2 мм.

Влияние температуры на скорость химической реакции

В основе эксперимента — реакция:

H2S2O3 = S + SO2 + H2O

Наблюдаемый признак реакции — образование бело-желтой мути (нерастворимая сера). Тиосерная кислота неустойчива (см. уравнение реакции!), поэтому ее получают взаимодействием тиосульфата натрия с разбавленной серной кислотой:

Читайте также:  Закупорка сальных желез под мышкой лечение

Na2S2O3 + H2SO4 = H2S2O3 + Na2SO4

т.е. суммарная реакция:

Na2S2O3 + H2SO4 = S + SO2 + H2O + Na2SO4

Проведение реакции: В 2 одинаковых стакана налить по 20 мл 2М серной кислоты. 1 из стаканов подогреть на плитке или на спиртовке. Одновременно прилить в оба стакана (из 2 других стаканов или цилиндров) 20 мл 2М тиосульфата натрия.

Что наблюдать: В каком из стаканов муть образуется быстрее?

Катализ

В основе эксперимента — реакция разложения пероксида водорода

H2O2 = H2O + 1/2O2

ускоряющаяся в присутствии диоксида марганца, а также некоторых солей тяжелых металлов, фермента каталазы и др. Наблюдаемый признак реакции — выделение пузырьков газа, в котором ярко вспыхивает тлеющая лучина.

Проведение реакции: В высокий цилиндр (на 100 мл) налить 10 мл 30% Н2О2. Быстро всыпать порошок MnO2 (вариант — капнуть несколько капель крови). Внести в цилиндр тлеющую лучину.

Катализ

В основе эксперимента — каталитическое окисление аммиака на оксиде хрома.

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

Наблюдаемый признак реакции — искры (раскаливание частиц оксида хрома за счет экзотермического теплового эффекта реакции и их свечение).

Проведение реакции: Большую плоскодонную колбу (500 мл) тщательно ополоснуть изнутри концентрированным раствором аммиака (таким образом в ней создается высокая концентрация паров аммиака). Сбрасывать в нее нагретый в железной ложечке оксид хрома (III).

Простой модельный эксперимент, сразу на несколько тем.

В сухой химический стакан (можно использовать простые одноразовые пишевые стаканчики) поместите одинаковые количества (примерно с горошину каждого) сухих лимонной кислоты и пищевой соды (гидрокарбоната натрия).

Реакция не идет без воды, и при добавлении нескольких капель воды смесь "вскипает".

NaHCO3 + H3(C5H5O7) = Na3(C5H5O7) + CO2 + H2O

Можно провести такую же реакцию, заменив соду на мел. Это доказывает, что реакция сводится к взаимодействию карбонат-иона с протоном:

CO3 2- + 2H + = H2CO3 = CO2 + H2O

Затем в одном стакане мы готовим насыщенный раствор соды (ее растворимость 9,6 г на 100 г воды при комнатной температуре). В два других стакана мы помещаем лимонную кислоту — в первый объемом со спичечную головку, во второй примерно в 5 раз больше. Наливаем в оба стакана по 10 мл воды и растворяем кислоту при перемешивании. В оба стакана с лимонной кислотой одновременно добавляем по 5 мл насыщенного раствора гидрокарбоната натрия. Видно, что в стакане, где концентрация лимонной кислоты выше, выделение газа более интенсивное. Вывод: скорость реакции пропорциональна концентрации реагентов.

Читайте также:  Мочесборник для мальчиков

Составьте химическое уравнение по схеме Na2S2O3 + H2SO4 = ? Запишите уравнение в ионном виде, если это возможно. Дайте краткую характеристику физических и химических свойства тиосульфата натрия, приведите способы его получения.

В результате взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой (Na2S2O3 + H2SO4 = ?) происходит образование сульфата натрия, воды, выпадение в осадок серы, а также выделение газообразного диоксида серы. Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

Запишем ионные уравнения, учитывая, что вода, простые вещества и газы на ионы не распадаются, т.е. не диссоциируют.

Первое уравнение называют полным ионным, а второе – сокращенным ионным.
Тиосульфат натрия (гипосульфит / антихлор) представляет собой устойчивые на воздухе, хорошо растворимые в воде кристаллы белого цвета. Разлагается при нагревании:

Разлагается кислотами. Сильный восстановитель. Вступает в реакции комплексообразования.

В лабораторной практике тиосульфат натрия получают путем кипячения серы с сульфитом или гидроксидом натрия.

Тиосульфат натрия
Общие
Систематическое
наименование
тиосульфат натрия
Традиционные названия гипосульфит
Хим. формула Na2S2O3, Na2S2O3·5H2O (кристаллогидрат)
Физические свойства
Молярная масса 158,11 г/моль
Плотность 2,345 г/см³
Термические свойства
Т. плав. 48,5 °С (пентагидрат)
Т. разл. 300 °C [1]
Химические свойства
Растворимость в воде 70,1 20 ; 229 80 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 7772-98-7
PubChem 24477
Рег. номер EINECS 231-867-5
SMILES
Кодекс Алиментариус E539
RTECS XN6476000
ChEBI 132112
ChemSpider 22885
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Тиосульфа́т на́трия (антихлор, гипосульфит, сульфидотриоксосульфат натрия, натрий серноватистокислый) — неорганическое соединение, соль натрия и тиосерной кислоты c химической формулой Na2S2O3 или Na2SO3S, образует кристаллогидрат состава Na2S2O3·5H2O. Применяется в медицине, фотографии и других отраслях промышленности.

Содержание

Получение [ править | править код ]

  • окислением полисульфидов Na;
  • кипячение избытка серы с Na2SO3:

N a 2 S O 3 + S → N a 2 S 2 O 3 <displaystyle <mathsf <2>SO_<3>+S
ightarrow Na_<2>S_<2>O_<3>>>>

  • взаимодействием H2S и SO2 с NaOH (побочный продукт в производстве NaHSO3, сернистых красителей, при очистке промышленных газов от S):
Читайте также:  Десмоидная опухоль передней брюшной стенки

4 S O 2 + 2 H 2 S + 6 N a O H → 3 N a 2 S 2 O 3 + 5 H 2 O <displaystyle <mathsf <4SO_<2>+2H_<2>S+6NaOH
ightarrow 3Na_<2>S_<2>O_<3>+5H_<2>O>>>

  • кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:

4 S + 6 N a O H → 2 N a 2 S + N a 2 S 2 O 3 + 3 H 2 O <displaystyle <mathsf <4S+6NaOH
ightarrow 2Na_<2>S+Na_<2>S_<2>O_<3>+3H_<2>O>>>

затем по приведённой выше реакции сульфит натрия присоединяет серу, образуя тиосульфат натрия.

Одновременно в ходе этой реакции образуются полисульфиды натрия (они придают раствору жёлтый цвет). Для их разрушения в раствор пропускают SO2.

  • чистый безводный тиосульфат натрия можно получить реакцией серы с нитритом натрия в формамиде. Эта реакция количественно протекает (при 80 °C за 30 минут) по уравнению:

2 N a N O 2 + 2 S → N a 2 S 2 O 3 + N 2 O <displaystyle <mathsf <2NaNO_<2>+2S
ightarrow Na_<2>S_<2>O_<3>+N_<2>O>>>

  • растворение сульфида натрия в воде в присутствии кислородавоздуха:

2 N a 2 S + 2 O 2 + H 2 O → N a 2 S 2 O 3 + 2 N a O H <displaystyle <mathsf <2Na_<2>S+2O_<2>+H_<2>O
ightarrow Na_<2>S_<2>O_<3>+2NaOH>>>

Физические и химические свойства [ править | править код ]

Имеет вид бесцветных кристаллов. Образует три модификации: моноклинную α (a = 0,8513, b = 0,8158, c = 0,6425, β = 97,08°, z = 4, пространственная группа P21/c), а также β и γ. α-модификация переходит в β при температуре 330 °C, β переходит в γ при 380 °C. Плотность α-модификации 2,345 г/моль [2] .

Растворим в воде (50,1 г/100 мл (0 °C), 70,2 г/100 мл (20 °C), 231,8 г/100 мл (80 °C)) [2] .

Молярная масса 248,17 г/моль (пентагидрат). При 48,5 °C кристаллогидрат растворяется в своей кристаллизационной воде, образуя перенасыщенный раствор; обезвоживается около 100 о С.

При нагревании до 220 °C распадается по схеме:

4 N a 2 S 2 O 3 → 3 N a 2 S O 4 + N a 2 S + 4 S <displaystyle <mathsf <4Na_<2>S_<2>O_<3>
ightarrow 3Na_<2>SO_<4>+Na_<2>S+4S>>>

Тиосульфат натрия — сильный восстановитель:

С сильными окислителями, например, свободным хлором, окисляется до сульфатов или серной кислоты:

N a 2 S 2 O 3 + 4 C l 2 + 5 H 2 O → 2 H 2 S O 4 + 2 N a C l + 6 H C l <displaystyle <mathsf

<2>S_<2>O_<3>+4Cl_<2>+5H_<2>O
ightarrow 2H_<2>SO_<4>+2NaCl+6HCl>>>

Более слабыми или медленно действующими окислителями, например, иодом, переводится в соли тетратионовой кислоты:

2 N a 2 S 2 O 3 + I 2 → N a 2 S 4 O 6 + 2 N a I <displaystyle <mathsf <2Na_<2>S_<2>O_<3>+I_<2>
ightarrow Na_<2>S_<4>O_<6>+2NaI>>>

Приведённая реакция очень важна, так как служит основой иодометрии. Следует отметить, что в щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.

Выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается на воду, серу и диоксид серы:

N a 2 S 2 O 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + H 2 O + S + S O 2 <displaystyle <mathsf

<2>S_<2>O_<3>+H_<2>SO_<4>
ightarrow Na_<2>SO_<4>+H_<2>O+S+SO_<2>>>>

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
No Image Медицина
0 комментариев
Adblock detector