Глава 5. Химия s-элементов.

Задача № 457.

К раствору содержащему ионы Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ добавляется по каплям сульфат натрия. Какие вещества выпадают в осадок и в какой последовательности?

Решение:

Из таблицы возьмем значения произведений растворимости для CaSO₄, BaSO₄, SrSO₄.

ПР_CaSO₄ = 1.3*10^-10

ПР _BaSO₄ = 1,1*10^-10

ПР _SrSO₄=3,2*10^-7

Произведение растворимости - это произведение концентраций ионов данной соли. Оно показывает, при какой концентрации данных ионов выпадает в осадок, то есть при какой концентрации раствор становится насыщенным. таким образом чем меньше значение произведения растворимости, тем меньше концентрация данной соли в насыщенном растворе, соответственно тем раньше выпадет осадок.

В нашей задаче если по каплям добавлять Na₂SO₄, то в первую очередь выпадет осадок BaSO₄, затем SrSO_4,а в последнюю очередь CaSO_4.

Глава 8. Химия d- и f-элементов.

Задача № 485.

Описать метод транспортных реакций и метод электролитического рафинирования, которые применяются для получения высокочистых металлов.

Решение:

Производство металлов высокой частоты.

Современным науке и технике, многим отраслям промышленности необходимы металлы с малым содержанием примесей, так как примеси сильно изменяют свойства металла. Что бы получить вещество высокой чистоты, технический металл подвергают дополнительной переработке.

Металлы достаточно высокой чистоты образуют при окислении технического металла с последующим восстановлением полученных соединений до исходного металла путем электролиза в расплавах или в растворах. Такой метод называется методом электрорафинирования.

Для очистки некоторых металлов используется другой способ: из технического металла получают соединение, очищают его и подвергают разложению. Например при очистке никеля из технического металла получают тетракарбонил никеля [Ni(CO)₄]:

Ni+4CO=[Ni(CO)₄]

Это соединение перегоняют для очистки от примесей, а затем при температуре свыше 180 разлагают, образуется чистый никель, газообразный оксид углерода (II) удаляется:

[Ni(CO)₄]=Ni+4CO.

Высокой степени очистки металла можно достичь, проводя его дистилляцию. Этот метод состоит в испарении металла с последующей конденсацией паров. Так очищают металлы с достаточно низкими температурами кипения, например алюминий. Что бы освободить металл от газообразных веществ (азота, водорода, кислорода) и других легколетучих примесей, при этом все летучие примеси удаляются.

Для глубокой очистки металлов широко используется зонная плавка. Метод основан на том, что растворимость многих веществ (примесей) в жидком металле лучше, чем в твердом.

8.5 Подгруппа хрома.

Задача № 563.

Как и почему изменяется сила кислот H₂CrO₄-H₂MoO₄-H₂WO₄? Написать схемы электролитической диссоциации этих кислот, предсказать значения констант их диссоциаций.

Решение:

В ряду H₂CrO₄-H₂MoO₄-H₂WO₄хром, молибден, вольфрам имеют одинаковую конфигурацию внешнего энергетического уровня, в данном ряду атомный радиус элементов увеличивается, следовательно валентные электроны отдаляются от ряда и их отдача облегчается. Поэтому кислотные свойства, а следовательно и сила кислот в этом ряду уменьшается

H₂CrO₄ H⁺ + HCr

HCr H⁺ + Cr

H₂Mo H⁺ + HMo

HMo H⁺+ Mo

H₂WO₄ H⁺+HW

HWO₄ H⁺W

8.6 Подгруппа марганца.

Задача № 582.

Рениевую кислоту модно получить окислением рения азотной кислотой. Написать уравнение реакции, вычислить молярную массу эквивалентов окислителя и восстановителя.

Решение:

Re+7HNO₃ HReO₄+7NO₂+3H₂O