נחושת הומסה במרוכז. פתרונות

משימה מס' 1

נתרן חומם באווירת מימן. כאשר הוסיפו מים לחומר שנוצר, נצפתה התפתחות גזים והיווצרות תמיסה שקופה. דרך תמיסה זו הועבר גז חום, שהתקבל כתוצאה מאינטראקציה של נחושת עם תמיסה מרוכזת של חומצה חנקתית. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) כאשר נתרן מחומם באווירת מימן (T = 250-400 o C), נוצר נתרן הידריד:

2Na + H 2 = 2NaH

2) כאשר מוסיפים מים לנתרן הידריד, נוצר NaOH אלקלי ומימן משתחרר:

NaH + H 2 O = NaOH + H 2

3) כאשר נחושת מגיבה עם תמיסה מרוכזת של חומצה חנקתית, משתחרר גז חום - NO 2:

Cu + 4HNO 3 (ריכוז) = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

4) כאשר גז חום NO 2 מועבר דרך תמיסה אלקלית, מתרחשת תגובה של חוסר פרופורציה - חנקן N +4 מתחמצן בו זמנית ומופחת ל-N +5 ו-N +3:

2NaOH + 2NO2 = NaNO3 + NaNO2 + H2O

(תגובת חוסר פרופורציה 2N +4 → N +5 + N +3).

משימה מס' 2

אבנית ברזל הומסה בחומצה חנקתית מרוכזת. לתמיסה שהתקבלה נוספה תמיסת נתרן הידרוקסיד. המשקע שהתקבל הופרד והסתייד. השאריות המוצקות שהתקבלו התמזגו עם ברזל. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

הנוסחה של אבנית ברזל היא Fe 3 O 4.

כאשר אבנית ברזל מקיימת אינטראקציה עם חומצה חנקתית מרוכזת, נוצרת חנקתי ברזל ומשתחררת תחמוצת חנקן NO 2:

Fe 3 O 4 + 10HNO 3 (ריכוז) → 3Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

כאשר חנקתי ברזל מגיב עם נתרן הידרוקסיד, משתחרר משקע - הידרוקסיד של ברזל (III):

Fe(NO 3) 3 + 3NaOH → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaNO 3

Fe(OH) 3 הוא הידרוקסיד אמפוטרי, בלתי מסיס במים, מתפרק כאשר מחומם לתחמוצת ברזל (III) ומים:

2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

כאשר תחמוצת ברזל(III) מתמזגת עם ברזל, נוצרת תחמוצת ברזל(II):

Fe 2 O 3 + Fe → 3FeO

משימה מס' 3

הנתרן נשרף באוויר. החומר שהתקבל טופל במימן כלורי בעת חימום. החומר הצהוב-ירוק הפשוט שנוצר, כאשר הוא מחומם, הגיב עם תחמוצת כרום (III) בנוכחות אשלגן הידרוקסיד. כאשר טופלה תמיסה של אחד המלחים שנוצרו בבריום כלוריד, נוצר משקע צהוב. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) כאשר נתרן נשרף באוויר, נוצר נתרן חמצן:

2Na + O 2 → Na 2 O 2

2) כאשר נתרן מי חמצן מגיב עם מימן כלורי בעת חימום, גז Cl 2 משתחרר:

Na 2 O 2 + 4HCl → 2NaCl + Cl 2 + 2H 2 O

3) בסביבה בסיסית, כלור מגיב כאשר מחומם עם תחמוצת כרום אמפוטרית ליצירת כרומט ואשלגן כלורי:

Cr 2 O 3 + 3Cl 2 + 10KOH → 2K 2 CrO 4 + 6KCl + 5H 2 O

2Cr +3 -6e → 2Cr +6 | . 3 - חמצון

Cl 2 + 2e → 2Cl − | . 1 - התאוששות

4) משקע צהוב (BaCrO 4) נוצר על ידי אינטראקציה של אשלגן כרומט ובריום כלוריד:

K 2 CrO 4 + BaCl 2 → BaCrO 4 ↓ + 2KCl

משימה מס' 4

אבץ מומס לחלוטין בתמיסה מרוכזת של אשלגן הידרוקסיד. התמיסה השקופה שהתקבלה התאדה ולאחר מכן סולחה. השאריות המוצקות הומסו בכמות הנדרשת של חומצה הידרוכלורית. אמוניום גופרתי התווסף לתמיסה הצלולה שנוצרה ונצפה היווצרות משקע לבן. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) אבץ מגיב עם אשלגן הידרוקסיד ליצירת אשלגן טטרהידרוקסוצינאט (Al ו-Be מתנהגים באופן דומה):

2) לאחר ההסתיידות, אשלגן טטרהידרוקסוזין מאבד מים והופך לאשלגן אבץ:

3) אשלגן אבץ, כאשר הוא מגיב עם חומצה הידרוכלורית, יוצר אבץ כלורי, אשלגן כלורי ומים:

4) אבץ כלוריד, כתוצאה מאינטראקציה עם אמוניום גופרתי, הופך לסולפיד אבץ בלתי מסיס - משקע לבן:

משימה מס' 5

חומצה הידרו-יודית נוטרלה עם אשלגן ביקרבונט. המלח שנוצר הגיב עם תמיסה המכילה אשלגן דיכרומט וחומצה גופרתית. כאשר החומר הפשוט שנוצר הגיב עם אלומיניום, התקבל מלח. מלח זה הומס במים וערבב עם תמיסה של אשלגן גופרתי, וכתוצאה מכך היווצרות משקעים ושחרור גז. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) חומצה הידרו-יודית מנוטרלת על ידי מלח חומצה של חומצה פחמנית חלשה, וכתוצאה מכך שחרור פחמן דו חמצני ויצירת NaCl:

HI + KHCO 3 → KI + CO 2 + H 2 O

2) יודיד אשלגן נכנס לתגובת חיזור עם אשלגן דיכרומט בסביבה חומצית, בעוד ש-Cr +6 מצטמצם ל-Cr +3, I - מתחמצן ל-I 2 מולקולרי, שמשקע:

6KI + K 2 Cr 2 O 7 + 7H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + 4K 2 SO 4 + 3I 2 ↓ + 7H 2 O

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │ 1

2I − -2e → I 2 │ 3

3) כאשר יוד מולקולרי מגיב עם אלומיניום, נוצר יודיד אלומיניום:

2Al + 3I 2 → 2AlI 3

4) כאשר יודיד אלומיניום מגיב עם תמיסה של אשלגן גופרתי, משקע Al(OH) 3 ומשתחרר H 2 S 3 לא מתרחשת עקב הידרוליזה מלאה של המלח בתמיסה מימית:

2AlI 3 + 3K 2 S + 6H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6KI + 3H 2 S

משימה מס' 6

אלומיניום קרביד הומס לחלוטין בחומצה הידברומית. לתמיסה שהתקבלה נוספה תמיסה של אשלגן סולפיט, ונצפו היווצרות של משקעים לבן והתפתחות של גז חסר צבע. הגז נספג בתמיסת אשלגן דיכרומט בנוכחות חומצה גופרתית. מלח הכרום שנוצר בודד והוסף לתמיסת הבריום חנקתי, ונצפה היווצרות של משקעים. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) כאשר ממיסים אלומיניום קרביד בחומצה הידרוברומית, נוצר מלח - אלומיניום ברומיד ומשתחרר מתאן:

Al 4 C 3 + 12HBr → 4AlBr 3 + 3CH 4

2) כאשר אלומיניום ברומיד מגיב עם תמיסה של אשלגן סולפיט, Al(OH) 3 משקע ומשתחרר דו תחמוצת הגופרית - SO 2:

2AlBr 3 + 3K 2 SO 3 + 3H 2 O → 2Al(OH) 3 ↓ + 6KBr + 3SO 2

3) על ידי העברת דו תחמוצת הגופרית דרך תמיסה מחומצת של אשלגן דיכרומט, Cr +6 מצטמצם ל-Cr +3, S +4 מתחמצן ל-S +6:

3SO 2 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │ 1

S +4 -2e → S +6 │ 3

4) כאשר כרום (III) סולפט מגיב עם תמיסה של חנקתי בריום, נוצר חנקתי כרום (III), ומשקע בריום סולפט לבן:

Cr 2 (SO 4) 3 + 3Ba(NO 3) 2 → 3BaSO 4 ↓ + 2Cr(NO 3) 3

משימה מס' 7

לתמיסת הנתרן הידרוקסיד נוספה אבקת אלומיניום. עודף פחמן דו חמצני הועבר דרך הפתרון של החומר שנוצר. המשקע שנוצר הופרד והסתייד. המוצר שהתקבל התמזג עם נתרן קרבונט. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) אלומיניום, כמו גם בריליום ואבץ, מסוגלים להגיב הן עם תמיסות מימיות של אלקליות והן עם אלקליות מימיות במהלך היתוך. כאשר אלומיניום מטופל בתמיסה מימית של נתרן הידרוקסיד, נוצרים נתרן טטרה-הידרוקסיאלומינאט ומימן:

2) כאשר פחמן דו חמצני מועבר דרך תמיסה מימית של נתרן טטרהידרוקסואלומינאט, משקע אלומיניום הידרוקסיד גבישי. מכיוון שלפי התנאי מעבירים דרך התמיסה עודף של פחמן דו חמצני, לא נוצר קרבונט אלא נתרן ביקרבונט:

Na + CO 2 → Al(OH) 3 ↓ + NaHCO 3

3) אלומיניום הידרוקסיד הוא הידרוקסיד מתכת בלתי מסיס, לכן, כאשר הוא מחומם, הוא מתפרק לתחמוצת המתכת המתאימה ומים:

4) תחמוצת אלומיניום, שהיא תחמוצת אמפוטרית, כאשר היא מתמזגת עם קרבונטים, עוקרת מהם פחמן דו חמצני ליצירת אלומינאטים (לא להתבלבל עם טטרהידרוקסואלומינאטים!):

משימה מס' 8

אלומיניום הגיב עם תמיסת נתרן הידרוקסיד. הגז המשוחרר הועבר על פני אבקת תחמוצת נחושת (II) מחוממת. החומר הפשוט שנוצר הומס על ידי חימום בחומצה גופרתית מרוכזת. המלח שנוצר בודד והוסף לתמיסת אשלגן יודיד. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) אלומיניום (גם בריליום ואבץ) מגיב הן עם תמיסות מימיות של אלקליות והן עם אלקליים נטולי מים בעת התמזגות. כאשר אלומיניום מטופל בתמיסה מימית של נתרן הידרוקסיד, נוצרים נתרן טטרה-הידרוקסיאלומינאט ומימן:

2NaOH + 2Al + 6H 2 O → 2Na + 3H 2

2) כאשר מימן מועבר על פני אבקת תחמוצת נחושת (II) מחוממת, Cu +2 מופחת ל- Cu 0: צבע האבקה משתנה משחור (CuO) לאדום (Cu):

3) נחושת מתמוססת בחומצה גופרתית מרוכזת ליצירת נחושת (II) גופרתית. בנוסף, גופרית דו חמצנית משתחררת:

4) כאשר מוסיפים נחושת גופרתית לתמיסת יודיד אשלגן, מתרחשת תגובת חמצון-צמצום: Cu +2 מופחת ל-Cu +1, I - מתחמצן ל-I2 (משקע יוד מולקולרי):

CuSO 4 + 4KI → 2CuI + 2K 2 SO 4 + I 2 ↓

משימה מס' 9

ביצענו אלקטרוליזה של תמיסת נתרן כלורי. כלוריד ברזל (III) התווסף לתמיסה שהתקבלה. המשקע שנוצר סונן והסתייד. השאריות המוצקות הומסו בחומצה הידרו-יודית. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) אלקטרוליזה של תמיסת נתרן כלורי:

קתודה: 2H 2 O + 2e → H 2 + 2OH -

אנודה: 2Cl − − 2e → Cl 2

כך, כתוצאה מהאלקטרוליזה שלו, H 2 ו- Cl 2 גזי משתחררים מתמיסת נתרן כלורי, ויוני Na + ו- OH − נשארים בתמיסה. באופן כללי, המשוואה כתובה כך:

2H 2 O + 2NaCl → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2) כאשר מוסיפים ברזל (III) כלוריד לתמיסה אלקלית, מתרחשת תגובת חליפין, שכתוצאה ממנה משקע Fe(OH) 3:

3NaOH + FeCl 3 → Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl

3) כאשר הידרוקסיד של ברזל (III) מסוייד, נוצרים תחמוצת ברזל (III) ומים:

4) כאשר תחמוצת ברזל (III) מומסת בחומצה הידרו-יודית, נוצר FeI 2, בעוד I 2 משקע:

Fe 2 O 3 + 6HI → 2FeI 2 + I 2 ↓ + 3H 2 O

2Fe +3 + 2e → 2Fe +2 │1

2I − − 2e → I 2 │1

משימה מס' 10

אשלגן כלורט חומם בנוכחות זרז, תוך שחרור גז חסר צבע. תחמוצת ברזל הופקה על ידי שריפת ברזל באטמוספירה של גז זה. הוא הומס בעודף חומצה הידרוכלורית. לתמיסה שהתקבלה נוספה תמיסה המכילה נתרן דיכרומט וחומצה הידרוכלורית.

1) כאשר אשלגן כלורט מחומם בנוכחות זרז (MnO 2, Fe 2 O 3, CuO וכו'), נוצר אשלגן כלורי ומשתחרר חמצן:

2) כאשר ברזל נשרף באווירת חמצן, נוצרת אבנית ברזל, שהנוסחה שלה היא Fe 3 O 4 (אבנית ברזל היא תחמוצת מעורבת של Fe 2 O 3 ו-FeO):

3) כאשר אבנית ברזל מומסת בעודף חומצה הידרוכלורית, נוצרת תערובת של כלורידי ברזל (II) ו-(III):

4) בנוכחות חומר מחמצן חזק - נתרן דיכרומט, Fe +2 מתחמצן ל- Fe +3:

6FeCl 2 + Na 2 Cr 2 O 7 + 14HCl → 6FeCl 3 + 2CrCl 3 + 2NaCl + 7H 2 O

Fe +2 – 1e → Fe +3 │6

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │1

משימה מס' 11

אמוניה הועברה דרך חומצה הידברומית. לתמיסה שהתקבלה נוספה תמיסה של חנקתי כסף. המשקעים שנוצרו הופרדו וחוממו באבקת אבץ. המתכת שנוצרה במהלך התגובה נחשפה לתמיסה מרוכזת של חומצה גופרתית, אשר שיחררה גז בעל ריח חריף. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) כאשר אמוניה מועברת דרך חומצה הידרוברומית, נוצר אמוניום ברומיד (תגובת נטרול):

NH 3 + HBr → NH 4 Br

2) כאשר משלבים תמיסות של אמוניום ברומיד וחנקתי כסף, מתרחשת תגובת החלפה בין שני המלחים, וכתוצאה מכך נוצר משקע צהוב בהיר - ברומיד כסף:

NH 4 Br + AgNO 3 → AgBr↓ + NH 4 NO 3

3) כאשר מחממים ברומיד כסף באבקת אבץ, מתרחשת תגובת החלפה - כסף משתחרר:

2AgBr + Zn → 2Ag + ZnBr 2

4) כאשר חומצה גופרתית מרוכזת פועלת על מתכת, נוצר כסף גופרתי ומשתחרר גז בעל ריח לא נעים - דו תחמוצת הגופרית:

2Ag + 2H 2 SO 4 (ריכוז) → Ag 2 SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2Ag 0 – 2e → 2Ag + │1

S +6 + 2e → S +4 │1

משימה מס' 12

9С278С

תחמוצת כרום (VI) הגיבה עם אשלגן הידרוקסיד. החומר שהתקבל טופל בחומצה גופרתית, ומלח כתום בודד מהתמיסה שהתקבלה. מלח זה טופל בחומצה הידברומית. החומר הפשוט שנוצר הגיב עם מימן גופרתי. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) תחמוצת כרום (VI) CrO 3 היא תחמוצת חומצית, ולכן היא מגיבה עם אלקלי ליצירת מלח - אשלגן כרומט:

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

2) אשלגן כרומט בסביבה חומצית הופך מבלי לשנות את מצב החמצון של הכרום לדיכרומט K 2 Cr 2 O 7 - מלח כתום:

2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 → K 2 Cr 2 O 7 + K 2 SO 4 + H 2 O

3) כאשר מטפלים באשלגן דיכרומט בחומצה הידרוברומית, Cr +6 מופחת ל-Cr +3, ומשתחרר ברום מולקולרי:

K 2 Cr 2 O 7 + 14HBr → 2CrBr 3 + 2KBr + 3Br 2 + 7H 2 O

2Cr +6 + 6e → 2Cr +3 │1

2Br − − 2e → Br 2 │3

4) ברום, כחומר מחמצן חזק יותר, עוקר גופרית מתרכובת המימן שלו:

Br 2 + H 2 S → 2HBr + S↓

משימה מס' 13

אבקת מגנזיום חוממת באווירת חנקן. כאשר החומר שנוצר קיים אינטראקציה עם מים, השתחרר גז. הגז הועבר דרך תמיסה מימית של כרום(III) סולפט, וכתוצאה מכך נוצר משקע אפור. המשקע הופרד וטופל על ידי חימום בתמיסה המכילה מי חמצן ואשלגן הידרוקסיד. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) כאשר אבקת מגנזיום מחוממת באווירת חנקן, נוצר מגנזיום ניטריד:

2) מגנזיום ניטריד עובר הידרוליזה מלאה ליצירת מגנזיום הידרוקסיד ואמוניה:

Mg 3 N 2 + 6H 2 O → 3Mg(OH) 2 ↓ + 2NH 3

3) לאמוניה תכונות בסיסיות עקב הימצאות זוג אלקטרונים בודד על אטום החנקן וכבסיס היא נכנסת לתגובת חליפין עם כרום (III) סולפט, וכתוצאה מכך משתחרר משקע אפור - Cr( אה) 3:

6NH3. H 2 O + Cr 2 (SO 4) 3 → 2Cr(OH) 3 ↓ + 3(NH 4) 2 SO 4

4) מי חמצן בסביבה בסיסית מחמצן את Cr +3 ל-Cr +6, וכתוצאה מכך להיווצרות של אשלגן כרומט:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 O 2 + 4KOH → 2K 2 CrO 4 + 8H 2 O

Cr +3 -3e → Cr +6 │2

2O − + 2e → 2O -2 │3

משימה מס' 14

כאשר תחמוצת אלומיניום הגיבה עם חומצה חנקתית, נוצר מלח. המלח היה מיובש ומבושל. השאריות המוצקות שנוצרו במהלך ההסתיידות עברו אלקטרוליזה בקריוליט מותך. המתכת שהתקבלה באלקטרוליזה חוממה בתמיסה מרוכזת המכילה אשלגן חנקתי ואשלגן הידרוקסיד, והשתחרר גז בעל ריח חריף. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) כאשר Al 2 O 3 אמפוטרי יוצר אינטראקציה עם חומצה חנקתית, נוצר מלח - חנקתי אלומיניום (תגובת חילוף):

Al 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Al(NO 3) 3 + 3H 2 O

2) כאשר מחליקים חנקתי אלומיניום נוצרת תחמוצת אלומיניום, ומשתחררים גם חנקן דו חמצני וחמצן (אלומיניום שייך לקבוצת המתכות (בסדרת הפעילות מאדמה אלקליין ועד Cu כולל), החנקות שלהן מתפרקות לתחמוצות מתכות. , NO 2 ו- O 2):

3) אלומיניום מתכתי נוצר במהלך האלקטרוליזה של Al 2 O 3 בקריוליט מותך Na 2 AlF 6 ב-960-970 o C.

ערכת אלקטרוליזה Al 2 O 3:

ניתוק של תחמוצת אלומיניום מתרחש בהמסה:

Al 2 O 3 → Al 3+ + AlO 3 3-

K(-): Al 3+ + 3e → Al 0

A(+): 4AlO 3 3- − 12e → 2Al 2 O 3 + 3O 2

משוואת התהליך הכוללת:

אלומיניום נוזלי נאסף בתחתית האלקטרוליזר.

4) כאשר אלומיניום מטופל בתמיסה אלקלית מרוכזת המכילה אשלגן חנקתי, משתחררת אמוניה ונוצר גם אשלגן טטרה-הידרוקסיאלומינאט (מדיום בסיסי):

8Al + 5KOH + 3KNO 3 + 18H 2 O → 3NH 3 + 8K

Al 0 – 3e → Al +3 │8

N +5 + 8e → N -3 │3

משימה מס' 15

8AAA8C

כמה גופרתי ברזל(II) חולק לשני חלקים. אחד מהם טופל בחומצה הידרוכלורית, והשני נורה באוויר. כאשר הגזים המשתחררים אינטראקציה, נוצר חומר צהוב פשוט. החומר שהתקבל חומם עם חומצה חנקתית מרוכזת, והשתחרר גז חום. כתבו משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) כאשר ברזל (II) גופרתי מטופל בחומצה הידרוכלורית, נוצר ברזל (II) כלוריד ומשתחרר מימן גופרתי (תגובת החלפה):

FeS + 2HCl → FeCl 2 + H 2 S

2) בעת שריפת גופרית ברזל (II), הברזל מתחמצן למצב חמצון +3 (נוצר Fe 2 O 3) ומשתחרר דו תחמוצת הגופרית:

3) כאשר שתי תרכובות המכילות גופרית SO 2 ו- H 2 S מתקשרות, מתרחשת תגובת חמצון-צמצום (פרופורציה משותפת), שכתוצאה ממנה משתחררת גופרית:

2H 2 S + SO 2 → 3S↓ + 2H 2 O

S -2 – 2e → S 0 │2

S +4 + 4e → S 0 │1

4) כאשר גופרית מחוממת עם חומצה חנקתית מרוכזת, נוצרת חומצה גופרתית וחנקן דו חמצני (תגובת חיזור):

S + 6HNO 3 (ריכוז) → H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O

S 0 – 6e → S +6 │1

N +5 + e → N +4 │6

משימה מס' 16

הגז שהתקבל על ידי טיפול בסידן ניטריד במים הועבר על פני אבקת תחמוצת נחושת (II) חמה. המוצק שהתקבל הומס בחומצה חנקתית מרוכזת, התמיסה התאדה, והשארית המוצקה שנוצרה סולחה. רשום משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) סידן ניטריד מגיב עם מים ויוצר אלקלי ואמוניה:

Ca 3 N 2 + 6H 2 O → 3Ca(OH) 2 + 2NH 3

2) על ידי העברת אמוניה על אבקה חמה של תחמוצת נחושת (II), הנחושת שבתחמוצת מופחתת למתכתית, ומשתחרר חנקן (מימן, פחם, פחמן חד חמצני וכו' משמשים גם כחומרים מפחיתים):

Cu +2 + 2e → Cu 0 │3

2N -3 – 6e → N 2 0 │1

3) נחושת, הממוקמת בסדרה של פעילויות מתכת לאחר מימן, מגיבה עם חומצה חנקתית מרוכזת ליצירת חנקת נחושת וחנקן דו חמצני:

Cu + 4HNO 3(conc.) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Cu 0 - 2e → Cu +2 │1

N +5 +e → N +4 │2

4) בהסתייד חנקת נחושת נוצרת תחמוצת נחושת, ומשתחררים גם חנקן דו חמצני וחמצן (נחושת שייכת לקבוצת המתכות (בסדרת הפעילות מאדמה אלקליין ועד Cu כולל), החנקות שלהן מתפרקות לתחמוצות מתכות. , NO 2 ו- O 2):

משימה מס' 17

הסיליקון נשרף באווירת כלור. הכלוריד שהתקבל טופל במים. המשקע ששוחרר נסחט. לאחר מכן התמזג עם סידן פוספט ופחם. רשום משוואות עבור ארבע התגובות המתוארות.

1) התגובה בין סיליקון לכלור מתרחשת בטמפרטורה של 340-420 מעלות צלזיוס בזרימת ארגון עם היווצרות של כלוריד סיליקון (IV):

2) כלוריד סיליקון (IV) עובר הידרוליזה מלאה, וכתוצאה מכך נוצרת חומצה הידרוכלורית ומשקעים של חומצה סיליקית:

SiCl 4 + 3H 2 O → H 2 SiO 3 ↓ + 4HCl

3) כאשר מסולסל, חומצה סיליקית מתפרקת לתחמוצת סיליקון (IV) ומים:

4) כאשר סיליקון דו חמצני מתמזג עם פחם וסידן פוספט, מתרחשת תגובת חמצון-הפחתת, וכתוצאה מכך היווצרות סידן סיליקט, זרחן ושחרור פחמן חד חמצני:

C 0 − 2e → C +2 │10

4P +5 +20e → P 4 0 │1

משימה מס' 18

הערה! פורמט זה של משימות מיושן, אך בכל זאת משימות מסוג זה ראויות לתשומת לב, מכיוון שלמעשה הן דורשות לרשום את אותן משוואות שנמצאות ב-Uified State Exam KIM של הפורמט החדש.

ניתנים החומרים הבאים: ברזל, אבנית ברזל, הידרוכלורית מדוללת וחומצה חנקתית מרוכזת. כתבו משוואות לארבע תגובות אפשריות בין כל החומרים המוצעים, מבלי לחזור על זוגות מגיבים.

1) חומצה הידרוכלורית מגיבה עם ברזל, מחמצנת אותו למצב חמצון +2, ומימן משתחרר (תגובת החלפה):

Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2

2) חומצה חנקתית מרוכזת מפסיבית ברזל (כלומר, נוצר סרט תחמוצת מגן חזק על פניו), אולם בהשפעת טמפרטורה גבוהה, ברזל מתחמצן על ידי חומצה חנקתית מרוכזת למצב חמצון +3:

3) הנוסחה של אבנית ברזל היא Fe 3 O 4 (תערובת של תחמוצות ברזל FeO ו- Fe 2 O 3). Fe 3 O 4 נכנס לתגובת חליפין עם חומצה הידרוכלורית, וכתוצאה מכך נוצרת תערובת של שני כלורידי ברזל (II) ו-(III):

Fe 3 O 4 + 8HCl → 2FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O

4) בנוסף, אבנית ברזל נכנסת לתגובת חיזור עם חומצה חנקתית מרוכזת, וה-Fe+2 המצוי בה מתחמצן ל-Fe+3:

Fe 3 O 4 + 10HNO 3 (ריכוז) → 3Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 5H 2 O

5) אבנית ברזל וברזל, כאשר הם חוטאים, נכנסים לתגובת התאמה (אותו יסוד כימי פועל כחומר מחמצן וכחומר מפחית):

משימה מס' 19

ניתנים החומרים הבאים: זרחן, כלור, תמיסות מימיות של חומצה גופרתית ואשלגן הידרוקסיד. כתבו משוואות לארבע תגובות אפשריות בין כל החומרים המוצעים, מבלי לחזור על זוגות מגיבים.

1) כלור הוא גז רעיל בעל פעילות כימית גבוהה ומגיב בעוצמה במיוחד עם זרחן אדום. באווירה של כלור, הזרחן מתלקח באופן ספונטני ונשרף בלהבה ירקרקה חלשה. בהתאם ליחס המגיבים, ניתן להשיג כלוריד זרחן (III) או כלוריד זרחן (V):

2P (אדום) + 3Cl 2 → 2PCl 3

2P (אדום) + 5Cl 2 → 2PCl 5

Cl 2 + 2KOH → KCl + KClO + H 2 O

אם כלור מועבר דרך תמיסת אלקלית חמה מרוכזת, הכלור המולקולרי מפורק ל-Cl +5 ול-Cl -1, וכתוצאה מכך נוצרים כלוראט וכלוריד, בהתאמה:

3) כתוצאה מאינטראקציה של תמיסות מימיות של חומצה אלקלית וחומצה גופרתית, נוצר מלח חומצי או ממוצע של חומצה גופרתית (בהתאם לריכוז הריאגנטים):

KOH + H 2 SO 4 → KHSO 4 + H 2 O

2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O (תגובת נטרול)

4) חומרי חמצון חזקים כגון חומצה גופרתית הופכים זרחן לחומצה זרחתית:

2P + 5H 2 SO 4 → 2H 3 PO 4 + 5SO 2 + 2H 2 O

משימה מס' 20

החומרים הניתנים הם: תחמוצת חנקן (IV), נחושת, תמיסת אשלגן הידרוקסיד וחומצה גופרתית מרוכזת. כתבו משוואות לארבע תגובות אפשריות בין כל החומרים המוצעים, מבלי לחזור על זוגות מגיבים.

1) נחושת, הממוקמת בסדרת פעילויות המתכת מימין למימן, מסוגלת להתחמצן על ידי חומצות חמצון חזקות (H 2 SO 4 (קונצרן), HNO 3 וכו'):

Cu + 2H 2 SO 4 (ריכוז) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

2) כתוצאה מאינטראקציה של תמיסת KOH עם חומצה גופרתית מרוכזת, נוצר מלח חומצה - אשלגן מימן גופרתי:

KOH + H 2 SO 4 (ריכוז) → KHSO 4 + H 2 O

3) בעת העברת גז חום, NO 2 N +4 מופרע ל-N +5 ו-N +3, וכתוצאה מכך נוצרים אשלגן חנקתי וניטריט, בהתאמה:

2NO 2 + 2KOH → KNO 3 + KNO 2 + H 2 O

4) כאשר גז חום מועבר דרך תמיסה מרוכזת של חומצה גופרתית, N+4 מתחמצן ל-N+5 ומשתחרר דו תחמוצת הגופרית:

2NO 2 + H 2 SO 4 (ריכוז) → 2HNO 3 + SO 2

משימה מס' 21

ניתנים החומרים הבאים: כלור, נתרן הידרוסוליפיד, אשלגן הידרוקסיד (תמיסה), ברזל. כתבו משוואות לארבע תגובות אפשריות בין כל החומרים המוצעים, מבלי לחזור על זוגות מגיבים.

1) כלור, בהיותו חומר מחמצן חזק, מגיב עם ברזל, מחמצן אותו ל-Fe +3:

2Fe + 3Cl 2 → 2FeCl 3

2) כאשר כלור מועבר דרך תמיסת אלקלית קרה מרוכזת, נוצרים כלוריד והיפוכלוריט (כלור מולקולרי אינו פרופורציונלי ל-Cl +1 ול-Cl -1):

2KOH + Cl 2 → KCl + KClO + H 2 O

אם כלור מועבר דרך תמיסת אלקלית חמה מרוכזת, הכלור המולקולרי מתפרק ל-Cl +5 ול-Cl -1, וכתוצאה מכך נוצרים כלוראט וכלוריד, בהתאמה:

3Cl 2 + 6KOH → 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

3) כלור, בעל תכונות חמצון חזקות יותר, מסוגל לחמצן את הגופרית הכלול במלח החומצה:

Cl 2 + NaHS → NaCl + HCl + S↓

4) מלח חומצי - נתרן הידרוסוליפיד בסביבה בסיסית הופך לסולפיד:

2NaHS + 2KOH → K 2 S + Na 2 S + 2H 2 O

1 . נתרן נשרף בעודפי חמצן, החומר הגבישי שנוצר הוכנס לצינור זכוכית ודרכו הועבר פחמן דו חמצני. הגז שיצא מהצינור נאסף וזרחן נשרף באטמוספירה שלו. החומר שהתקבל נוטרל עם עודף של תמיסת נתרן הידרוקסיד.

1) 2Na + O 2 = Na 2 O 2

2) 2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2

3) 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

4) P 2 O 5 + 6 NaOH = 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O

2. אלומיניום קרביד טופל בחומצה הידרוכלורית. הגז המשוחרר נשרף, תוצרי הבעירה הועברו במי סיד עד שנוצר משקעים לבן, המשך העברת תוצרי הבעירה לתרחיף שנוצר הוביל לפירוק המשקע.

1) Al 4 C 3 + 12HCl = 3CH 4 + 4AlCl 3

2) CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

3) CO 2 + Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O

4) CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2

3. הפיריט נורה, והגז שנוצר עם ריח חריף הועבר דרך חומצת מימן גופרתי. המשקע הצהבהב שנוצר סונן, מיובש, מעורבב עם חומצה חנקתית מרוכזת וחומם. התמיסה המתקבלת נותנת משקע המכיל חנקתי בריום.

1) 4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2) SO 2 + 2H 2 S = 3S + 2H 2 O

3) S+ 6HNO 3 = H 2 SO 4 + 6NO 2 +2H 2 O

4) H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 = BaSO 4 ↓ + 2 HNO 3

4 . הנחושת הונחה בחומצה חנקתית מרוכזת, המלח שנוצר בודד מהתמיסה, מיובש והסתייד. תוצר התגובה המוצק היה מעורבב עם שבבי נחושת וסולן באווירת גז אינרטי. החומר שהתקבל הומס במי אמוניה.

1) Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 +2H 2 O

2) 2Cu(NO 3) 2 = 2CuO + 4NO 2 + O 2

3) Cu + CuO = Cu 2 O

4) Cu 2 O + 4NH 3 + H 2 O = 2OH

5 . סתימות ברזל הומסו בחומצה גופרתית מדוללת, והתמיסה שהתקבלה טופלה בעודף של תמיסת נתרן הידרוקסיד. המשקע שהתקבל סונן והושאר באוויר עד שקיבל צבע חום. החומר החום הושרט למסה קבועה.

1) Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 + H 2

2) FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 + Na 2 SO 4

3) 4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

4) 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

6 . אבץ גופרתי מבורך. המוצק שהתקבל הגיב לחלוטין עם תמיסת האשלגן הידרוקסיד. פחמן דו חמצני הועבר דרך התמיסה שהתקבלה עד שנוצר משקע. המשקע הומס בחומצה הידרוכלורית.

1) 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2

2) ZnO + 2NaOH + H 2 O = Na 2

3 Na 2 + CO 2 = Na 2 CO 3 + H 2 O + Zn(OH) 2

4) Zn(OH) 2 + 2 HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

7. הגז שהשתחרר כאשר אבץ הגיב עם חומצה הידרוכלורית היה מעורבב עם כלור והתפוצץ. המוצר הגזי שנוצר הומס במים ופעל על מנגן דו חמצני. הגז שנוצר הועבר דרך תמיסה חמה של אשלגן הידרוקסיד.

1) Zn+ 2HCl = ZnCl 2 + H 2

2) Cl 2 + H 2 = 2HCl

3) 4HCl + MnO 2 = MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2

4) 3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

8. סידן פוספיד טופל בחומצה הידרוכלורית. הגז המשוחרר נשרף בכלי סגור, ותוצר הבעירה נוטרל לחלוטין עם תמיסה של אשלגן הידרוקסיד. לתמיסה שהתקבלה נוספה תמיסה של חנקתי כסף.

1) Ca 3 P 2 + 6HCl = 3CaCl 2 + 2PH 3

2) PH 3 + 2O 2 = H 3 PO 4

3) H 3 PO 4 + 3KOH = K 3 PO 4 + 3H 2 O

4) K 3 PO 4 + 3AgNO 3 = 3KNO 3 + Ag 3 PO 4

9 . אמוניום דיכרומט מתפרק בעת חימום. תוצר הפירוק המוצק הומס בחומצה גופרתית. לתמיסה שנוצרה נוספה תמיסה של נתרן הידרוקסיד עד שנוצר משקע. לאחר הוספה נוספת של נתרן הידרוקסיד למשקע, הוא התמוסס.

1) (NH 4) 2 Cr 2 O 7 = Cr 2 O 3 + N 2 + 4H 2 O

2) Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

3) Cr 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 3Na 2 SO 4 + 2Cr(OH) 3

4) 2Cr(OH) 3 + 3NaOH = Na 3

10 . סידן אורתופוספט היה מבודד עם פחם וחול נהר. החומר הלבן הזוהר בחושך שהתקבל נשרף באווירת כלור. התוצר של תגובה זו הומס בעודף אשלגן הידרוקסיד. לתערובת שהתקבלה נוספה תמיסה של בריום הידרוקסיד.

1) Ca 3 (PO 4) 2 + 5C + 3SiO 2 = 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

2) 2P + 5Cl 2 = 2PCl 5

3) PCl 5 + 8KOH = K 3 PO 4 + 5KCl + 4H 2 O

4) 2K 3 PO 4 + 3Ba(OH) 2 = Ba 3 (PO 4) 2 + 6KOH

11. אבקת אלומיניום עורבבה עם גופרית וחוממה. החומר שהתקבל הונח במים. המשקע שהתקבל חולק לשני חלקים. חומצה הידרוכלורית נוספה לחלק אחד, ולחלק השני נוספה תמיסת נתרן הידרוקסיד עד להמסה מלאה של המשקע.

1) 2Al + 3S = Al 2S 3

2) Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

3) Al(OH) 3 + 3HCl= AlCl 3 + 3H 2 O

4) Al(OH) 3 + NaOH = Na

12 . סיליקון הונח בתמיסת אשלגן הידרוקסיד, ולאחר השלמת התגובה, הוסיפו עודפי חומצה הידרוכלורית לתמיסה שהתקבלה. המשקע שנוצר סונן, מיובש והסתייד. תוצר ההסתייד המוצק מגיב עם מימן פלואוריד.

1) Si + 2KOH + H 2 O = K 2 SiO 3 + 2H 2

2) K 2 SiO 3 + 2HCl = 2KCl + H 2 SiO 3

3) H 2 SiO 3 = SiO 2 + H 2 O

4) SiO 2 + 4HF = SiF 4 + 2H 2 O

משימות לפתרון עצמאי.

1. כתוצאה מהפירוק התרמי של אמוניום דיכרומט, התקבל גז, שהועבר על מגנזיום מחומם. החומר שהתקבל הונח במים. הגז שהתקבל הועבר דרך הידרוקסיד נחושת(II) טרי שהושק. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

2. תמיסה של חומצה הידרוכלורית נוספה לתמיסה שהתקבלה על ידי תגובת נתרן חמצן עם מים בעת חימום עד להשלמת התגובה. התמיסה של המלח שהתקבל הייתה נתונה לאלקטרוליזה עם אלקטרודות אינרטיות. הגז שנוצר כתוצאה מאלקטרוליזה באנודה הועבר דרך תרחיף של סידן הידרוקסיד. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

3. המשקע שנוצר כתוצאה מאינטראקציה של תמיסה של ברזל(II) סולפט ונתרן הידרוקסיד סונן והסתייד. השאריות המוצקות הומסו לחלוטין בחומצה חנקתית מרוכזת. לתמיסה שהתקבלה נוספו שבבי נחושת. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

4. הגז שנוצר מקליית פיריט הגיב עם מימן גופרתי. החומר הצהוב שהתקבל כתוצאה מהתגובה טופל בחומצה חנקתית מרוכזת תוך כדי חימום. לתמיסה שהתקבלה נוספה תמיסה של בריום כלוריד. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

5. הגז שהתקבל על ידי תגובה של סיבי ברזל עם תמיסה של חומצה הידרוכלורית הועבר על פני תחמוצת נחושת (II) מחוממת עד שהמתכת הצטמצמה לחלוטין. המתכת שהתקבלה הומסה בחומצה חנקתית מרוכזת. התמיסה שהתקבלה הייתה נתונה לאלקטרוליזה עם אלקטרודות אינרטיות. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

6. הגז המשתחרר באנודה במהלך האלקטרוליזה של חנקתי כספית(II) שימש לחמצון קטליטי של אמוניה. הגז חסר הצבע שנוצר הגיב מיד עם חמצן באוויר. הגז החום שנוצר הועבר דרך מי באריט. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

7. יוד הונח במבחנה עם חומצה חנקתית חמה מרוכזת. הגז המשוחרר הועבר במים בנוכחות חמצן. נחושת(II) הידרוקסיד נוספה לתמיסה שהתקבלה. התמיסה שהתקבלה התאדה והשארית המוצקה היבשה סולחה. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

8. כאשר תמיסת אלומיניום סולפט הגיבה עם תמיסה של אשלגן גופרתי, השתחרר גז, שהועבר דרך תמיסה של אשלגן הקסהידרוקסיאלומינאט. המשקע שהתקבל סונן, נשטף, מיובש וחומם. השאריות המוצקות התמזגו עם סודה קאוסטית. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

9. דו תחמוצת הגופרית הועברה דרך תמיסה של נתרן הידרוקסיד עד שנוצר מלח בינוני. לתמיסה שהתקבלה נוספה תמיסה מימית של אשלגן פרמנגנט. המשקע שהתקבל הופרד וטופל בחומצה הידרוכלורית. הגז המשוחרר הועבר דרך תמיסה קרה של אשלגן הידרוקסיד. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

10. תערובת של תחמוצת סיליקון(IV) ומגנזיום מתכתי נשרפה. החומר הפשוט שהתקבל כתוצאה מהתגובה טופל בתמיסה מרוכזת של נתרן הידרוקסיד. הגז ששוחרר הועבר על נתרן מחומם. החומר שהתקבל הונח במים. כתבו את המשוואות עבור התגובות המתוארות.

נושא 7. תכונות כימיות וייצור חומרים אורגניים במשימות ג3. תגובות הגורמות לקשיים הגדולים ביותר אצל תלמידי בית הספר החורגות מהיקף הקורס הבית ספרי.

כדי לפתור משימות C3, תלמידי בית הספר צריכים לדעת את כל קורס הכימיה האורגנית ברמה מתמחה.

התכונות הכימיות של רוב היסודות מבוססות על יכולתם להתמוסס במדיה מימית ובחומצות. חקר המאפיינים של נחושת קשור להשפעה פעילה נמוכה בתנאים רגילים. תכונה של התהליכים הכימיים שלו היא היווצרות תרכובות עם אמוניה, כספית, חנקן ומסיסות נמוכה של נחושת במים אינה מסוגלת לגרום לתהליכי קורוזיה. יש לו תכונות כימיות מיוחדות המאפשרות שימוש בתרכובת בתעשיות שונות.

תיאור פריט

נחושת נחשבת למתכת העתיקה ביותר, שאנשים למדו לכרות עוד לפני תקופתנו. חומר זה מתקבל ממקורות טבעיים בצורה של עפרה. נחושת היא יסוד בטבלה הכימית בעלת השם הלטיני cuprum, שמספרו הסידורי הוא 29. בטבלה המחזורית היא ממוקמת בתקופה הרביעית ושייכת לקבוצה הראשונה.

החומר הקיים באופן טבעי הוא מתכת כבדה ורודה-אדום בעלת מבנה רך וניתן לגימור. נקודת הרתיחה וההיתוך שלו היא יותר מ-1000 מעלות צלזיוס. נחשב למדריך טוב.

מבנה כימי ותכונות

אם תלמד את הנוסחה האלקטרונית של אטום נחושת, תגלה שיש לו 4 רמות. יש רק אלקטרון אחד במסלול הערכיות 4s. במהלך תגובות כימיות, ניתן לפצל מ-1 עד 3 חלקיקים בעלי מטען שלילי מאטום, ואז מתקבלות תרכובות נחושת עם מצב חמצון של +3, +2, +1. הנגזרות הדו ערכיות שלו יציבות ביותר.

בתגובות כימיות הוא פועל כמתכת בעלת תגובתיות נמוכה. בתנאים רגילים, לנחושת אין מסיסות במים. קורוזיה אינה נצפית באוויר יבש, אך כאשר מחומם, פני המתכת מתכסים בציפוי שחור של תחמוצת דו ערכית. היציבות הכימית של נחושת באה לידי ביטוי תחת פעולת גזים מיותרים, פחמן, מספר תרכובות אורגניות, שרפים פנולים וכוהלים. הוא מאופיין בתגובות היווצרות מורכבות עם שחרור של תרכובות צבעוניות. לנחושת יש קווי דמיון קלים למתכות מקבוצת אלקלי עקב היווצרות נגזרות חד ערכיות.

מהי מסיסות?

זהו תהליך היווצרות של מערכות הומוגניות בצורה של תמיסות כאשר תרכובת אחת מקיימת אינטראקציה עם חומרים אחרים. המרכיבים שלהם הם מולקולות בודדות, אטומים, יונים וחלקיקים אחרים. מידת המסיסות נקבעת לפי ריכוז החומר שהומס בעת קבלת תמיסה רוויה.

יחידת המידה היא לרוב אחוזים, שברי נפח או שברי משקל. מסיסות הנחושת במים, כמו תרכובות מוצקות אחרות, נתונה רק לשינויים בתנאי הטמפרטורה. תלות זו מתבטאת באמצעות עקומות. אם האינדיקטור קטן מאוד, אז החומר נחשב בלתי מסיס.

מסיסות של נחושת במדיה מימית

המתכת מציגה עמידות בפני קורוזיה כאשר היא נחשפת למי ים. זה מוכיח את האינרטיות שלו בתנאים רגילים. המסיסות של נחושת במים (טריים) כמעט אינה נצפית. אבל בסביבה לחה ותחת השפעת פחמן דו חמצני, נוצר סרט ירוק על פני המתכת, שהוא הפחמן העיקרי:

Cu + Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 → Cu(OH) 2 · CuCO 2.

אם ניקח בחשבון את התרכובות החד-ערכיות שלו בצורה של מלחים, אז נצפה פירוק חסר משמעות שלהם. חומרים כאלה נתונים לחמצון מהיר. התוצאה היא תרכובות נחושת דו ערכיות. למלחים אלה יש מסיסות טובה במדיה מימית. ההתנתקות המוחלטת שלהם ליונים מתרחשת.

מסיסות בחומצות

התנאים הרגילים לתגובות של נחושת עם חומצות חלשות או מדוללות אינם מעדיפים את האינטראקציה שלהם. התהליך הכימי של המתכת עם אלקליות אינו נצפה. מסיסות נחושת בחומצות אפשרית אם הן חומרי חמצון חזקים. רק במקרה זה מתרחשת אינטראקציה.

מסיסות של נחושת בחומצה חנקתית

תגובה זו אפשרית בשל העובדה שהתהליך מתרחש עם מגיב חזק. חומצה חנקתית בצורה מדוללת ומרוכזת מציגה תכונות חמצון עם פירוק נחושת.

באופציה הראשונה, הריאקציה מייצרת תחמוצת חנקת נחושת וחנקן דו ערכי ביחס של 75% עד 25%. ניתן לתאר את התהליך עם חומצה חנקתית מדוללת באמצעות המשוואה הבאה:

8HNO 3 + 3Cu → 3Cu(NO 3) 2 + NO + NO + 4H 2 O.

במקרה השני, מתקבלים תחמוצות חנקת נחושת ותחמוצות חנקן, דו ערכיות וארבע ערכיות, שהיחס ביניהן הוא 1 ל-1. תהליך זה כולל 1 מול מתכת ו-3 מולים של חומצה חנקתית מרוכזת. כאשר נחושת מתמוססת, התמיסה מתחממת חזק, וכתוצאה מכך פירוק תרמי של חומר החמצון ושחרור נפח נוסף של תחמוצות חנקן:

4HNO 3 + Cu → Cu(NO 3) 2 + NO 2 + NO 2 + 2H 2 O.

התגובה משמשת בייצור בקנה מידה קטן הקשור למחזור גרוטאות או הסרת ציפויים מפסולת. עם זאת, לשיטה זו של המסת נחושת יש מספר חסרונות הקשורים לשחרור כמויות גדולות של תחמוצות חנקן. נדרש ציוד מיוחד כדי ללכוד או לנטרל אותם. תהליכים אלו יקרים מאוד.

פירוק הנחושת נחשב להשלים כאשר הייצור של תחמוצות חנקן נדיפות נפסק לחלוטין. טמפרטורת התגובה נעה בין 60 ל-70 מעלות צלזיוס. השלב הבא הוא לנקז את התמיסה מלמטה, ולהשאיר חתיכות מתכת קטנות שלא הגיבו. לנוזל שנוצר מוסיפים מים ומסננים.

מסיסות בחומצה גופרתית

בתנאים רגילים, תגובה זו אינה מתרחשת. הגורם הקובע את פירוק הנחושת בחומצה גופרתית הוא הריכוז החזק שלה. מדיום דליל לא יכול לחמצן את המתכת. פירוק נחושת מרוכז ממשיך עם שחרור סולפט.

התהליך מתבטא במשוואה הבאה:

Cu + H 2 SO 4 + H 2 SO 4 → CuSO 4 + 2H 2 O + SO 2.

תכונות של גופרת נחושת

מלח די-בסיסי נקרא גם חומצה גופרתית, הוא מוגדר כ: CuSO 4. זהו חומר ללא ריח אופייני ואינו מפגין תנודות. בצורתו המינית, המלח חסר צבע, אטום והיגרוסקופי מאוד. לנחושת (סולפט) יש מסיסות טובה. מולקולות מים, כשהן מוסיפות למלח, יכולות ליצור תרכובות הידרט גבישיות. דוגמה לכך היא הפנטהידרט הכחולה. הנוסחה שלו: CuSO 4 5H 2 O.

להידרטים גבישיים מבנה שקוף עם גוון כחלחל ומציגים טעם מר ומתכתי. המולקולות שלהם מסוגלות לאבד מים קשורים לאורך זמן. הם נמצאים בטבע בצורה של מינרלים, הכוללים כלקנתיט ובוטיט.

רגיש לסולפט נחושת. מסיסות היא תגובה אקסותרמית. תהליך הידרציה במלח מייצר כמות משמעותית של חום.

מסיסות של נחושת בברזל

כתוצאה מתהליך זה נוצרות סגסוגות פסאודו של Fe ו-Cu. עבור ברזל מתכתי ונחושת, מסיסות הדדית מוגבלת אפשרית. הערכים המרביים שלו נצפים בטמפרטורה של 1099.85 מעלות צלזיוס. מידת המסיסות של נחושת בצורה מוצקה של ברזל היא 8.5%. אלו מספרים קטנים. המסת ברזל מתכתי בצורת נחושת מוצקה היא כ-4.2%.

הפחתת הטמפרטורה לערכי החדר הופכת את התהליכים ההדדיים לחסרי משמעות. כאשר נחושת מתכתית מומסת, היא מסוגלת להרטיב היטב ברזל בצורה מוצקה. בעת ייצור פסאודו-סגסוגות Fe ו-Cu, משתמשים בחסר מיוחד. הם נוצרים על ידי לחיצה או אפייה של אבקת ברזל בצורה טהורה או סגסוגת. חלקי עבודה כאלה ספוגים בנחושת נוזלית, ויוצרים סגסוגות פסאודו.

התמוססות באמוניה

התהליך מתרחש לעתים קרובות על ידי העברת NH 3 בצורה גזי על פני מתכת חמה. התוצאה היא פירוק נחושת באמוניה, שחרור Cu 3 N. תרכובת זו נקראת ניטריד חד ערכי.

המלחים שלו נחשפים לתמיסת אמוניה. הוספת מגיב כזה לכלוריד נחושת מובילה להיווצרות משקעים בצורה של הידרוקסיד:

CuCl 2 + NH 3 + NH 3 + 2H 2 O → 2NH 4 Cl + Cu(OH) 2 ↓.

עודף אמוניה מקדם היווצרות של תרכובת מורכבת שצבעה כחול כהה:

Cu(OH) 2 ↓+ 4NH 3 → (OH) 2.

תהליך זה משמש לקביעת יוני קופרי.

מסיסות בברזל יצוק

במבנה של ברזל יצוק פרליטי גמיש, בנוסף למרכיבים העיקריים, ישנו אלמנט נוסף בצורה של נחושת רגילה. זה זה שמגביר את הגרפיטיזציה של אטומי פחמן ועוזר להגביר את הנזילות, החוזק והקשיות של סגסוגות. למתכת יש השפעה חיובית על רמת הפרלייט במוצר הסופי. המסיסות של נחושת בברזל יצוק משמשת לסגסוגת ההרכב המקורי. המטרה העיקרית של תהליך זה היא להשיג סגסוגת ניתנת לעיבוד. יהיו לו תכונות מכניות וקורוזיה מוגברות, אך מופחתת שבריריות.

אם תכולת הנחושת בברזל יצוק היא כ-1%, חוזק המתיחה שווה ל-40%, וחוזק התשואה עולה ל-50%. זה משנה באופן משמעותי את המאפיינים של הסגסוגת. הגדלת כמות סגסוגת המתכת ל-2% מביאה לשינוי בחוזק ל-65%, ושיעור הנזילות הופך ל-70%. עם תכולת נחושת גבוהה יותר בברזל יצוק, קשה יותר ליצור גרפיט כדורי. הכנסת אלמנט סגסוגת למבנה אינה משנה את הטכנולוגיה ליצירת סגסוגת קשיחה ורכה. הזמן המוקצב עבור חישול עולה בקנה אחד עם משך תגובה כזו ללא תערובת נחושת. זה בערך 10 שעות.

השימוש בנחושת לייצור ברזל יצוק עם ריכוז גבוה של סיליקון אינו מסוגל לחסל לחלוטין את מה שנקרא ferruginization של התערובת במהלך חישול. התוצאה היא מוצר בעל גמישות נמוכה.

מסיסות בכספית

כאשר מערבבים כספית עם מתכות של יסודות אחרים, מתקבלות אמלגם. תהליך זה יכול להתרחש בטמפרטורת החדר, כי בתנאים כאלה Pb הוא נוזל. מסיסות הנחושת בכספית נעלמת רק במהלך החימום. ראשית יש לרסק את המתכת. כאשר נחושת מוצקה נרטבת בכספית נוזלית, מתרחשת חדירה הדדית של חומר אחד למשנהו או תהליך של דיפוזיה. ערך המסיסות מבוטא באחוזים והוא 7.4 * 10 -3. התגובה מייצרת אמלגם קשה ופשוט הדומה למלט. אם מחממים אותו מעט, הוא מתרכך. כתוצאה מכך, תערובת זו משמשת לתיקון מוצרי פורצלן. יש גם אמלגמים מורכבים עם תכולה אופטימלית של מתכות. לדוגמה, סגסוגת שיניים מכילה אלמנטים של נחושת ואבץ. יחס האחוזים שלהם הוא 65:27:6:2. אמלגם עם הרכב זה נקרא כסף. כל רכיב של הסגסוגת מבצע פונקציה מסוימת, המאפשרת לך לקבל מילוי באיכות גבוהה.

דוגמה נוספת היא סגסוגת אמלגם, בעלת תכולת נחושת גבוהה. זה נקרא גם סגסוגת נחושת. האמלגם מכיל בין 10 ל-30% Cu. תכולת הנחושת הגבוהה מונעת את האינטראקציה של בדיל עם כספית, מה שמונע היווצרות של שלב חלש וקורוזיבי מאוד של הסגסוגת. בנוסף, הפחתת כמות הכסף במילוי מביאה למחירים זולים יותר. להכנת אמלגם רצוי להשתמש באווירה אינרטית או בנוזל מגן היוצר סרט. ניתן לחמצן במהירות את המתכות המרכיבות את הסגסוגת באוויר. תהליך חימום אמלגם קופרום בנוכחות מימן גורם לזיקוק הכספית, מה שמאפשר הפרדת הנחושת היסודית. כפי שאתה יכול לראות, נושא זה אינו קשה ללמידה. עכשיו אתה יודע איך נחושת מקיימת אינטראקציה לא רק עם מים, אלא גם עם חומצות ואלמנטים אחרים.