Химия
8 класс
Вопрос
Оксалат натрия получали нагреванием технического формиата натрия, загрязненного карбонатом натрия. Для определения содержания щавелевокислого и углекислого натрия в образовавшейся после реакции смеси 1,0 г полученного технического оксалата обработали избытком концентрированной серной кислоты. В результате реакции выделилось 322,0 мл газа (при нормальных условиях).
Другой образец того же технического оксалата натрия массой 0,75 г использовали для определения нормальности раствора двухромовокислого калия. Для полного завершения реакции, которая происходила в присутствии серной кислоты, потребовалось 50 мл раствора двухромовокислого калия.
а. Объясните, почему в техническом оксалате натрия содержится карбонат.
б. Напишите уравнения названных процессов.
в. Вычислите процентное содержание Na2CO3 и Na2C2O4 в техническом оксалате натрия.
г. Вычислите нормальность раствора двухромовокислого калия, использованного для титрования.
Ответ
Формиат натрия образуется при пропускании под давлением окиси углерода через расплавленный едкий натр
NaOH+CO=HCOONa.
Поскольку окись углерода обычно бывает загрязнена двуокисью углерода, при этом также протекает реакция
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
При нагревании формиата натрия образуется оксалат натрия
2HCOONat∘=(COONa)2+H2.
Действие концентрированной серной кислоты на полученную смесь оксалата и карбоната ведет к выделению газов:
(COONa)2+2H2SO4=2NaHSO4+H2O+CO↑+CO↑,
Na2CO3+2H2SO4=2NaHSO4+H2O+CO2↑.
Из 1 моля Na2CO3 получается 22,4 л газа. Объем газа измеряется при нормальных условиях; состав газовой смеси можно вычислить, записав алгебраическое уравнение. Обозначим через х и у массы карбоната и оксалата соответственно:
106 г Na2CO3 (1 моль) выделяют 22 400 мл CO2,
х г Na2CO3 - А мл CO2;
134 г (COONa)2 (1 моль) выделяют 44 800 мл смеси газов
у г (COONa)2 - В мл смеси газов.
Поскольку А+В=322 мл, то
22400x106+(NULL,00−x)⋅44800134=322.
Решив это уравнение, получаем x=0,1 г; тогда у=1,00−0,1=0,9 г, т. е. в смеси (NULL,00 г) содержится 0,1 г Na2CO3 или 10 % и 0,9 г (COONa)2 или 90 %.
Реакция оксалата натрия с дихроматом калия в кислой среде протекает по уравнению
K2Cr2O7+3Na2C2O4+7H2SO4=K2SO4+3Na2SO4+Cr2(SO4)3+6CO2+7H2O,
Cr2O2−7+3C2O2−4+14H+=2Cr3++6CO2+7H2O.
Карбонат калия не окисляется дихроматом. Взятый образец массой 0,75 г содержит 0,9⋅0,75=0,671 г чистого Na2C2O4.
50 мл раствора K2Cr2O7 реагируют с 0,671 г Na2C2O4,
1000 мл раствора K2Cr2O7 - х г Na2C2O4,
x=1000⋅0,67150=13,5 г Na2C2O4;
1 г-экв Na2C2O4 равен 134 г/2,
у г-экв Na2C2O4 - 13,5 г,
y=13,5⋅2134=0,201 г-экв.
В растворе дихромата калия должно содержаться точно такое же количество грамм-эквивалентов окислителя и, следовательно, его нормальность равна 0,201.