Վերջին տարիներին 9-րդ և 11-րդ դասարանների շրջանավարտների շրջանում նկատվում է քիմիայից քննություն հանձնելու կայուն պահանջարկի միտում։ Պատճառը բժշկական և ճարտարագիտական համալսարանների աճող ժողովրդականությունն է, որտեղ քիմիան գործում է որպես պրոֆիլային քննություն։
Համապատասխանություն
Դիմելու ժամանակ մրցունակ լինելու համար ուսանողները քննության ժամանակ պետք է ցույց տան գիտելիքների բարձր մակարդակ։
Խնդիրները, որոնց դեպքում ծծմբի փոշին խառնում էին ալյումինի փոշու ավելցուկի հետ, հետո թթու ավելացնում, հետո ջուր, հատկապես դժվար էին ապագա բժիշկների և ինժեներների համար։ Պետք է կատարել հաշվարկներ, որոշել նյութերից մեկը, ինչպես նաև հավասարումներ կազմել ընթացող ռեակցիաների համար։
Ինչպե՞ս լուծել այլ անօրգանական միացությունների հետ խառնված ալյումինի փոշու խնդիրները: Անդրադառնանք այս հարցին ավելի մանրամասն։
Առաջին օրինակ
Ծծմբի փոշին խառնել են ալյումինի փոշու հետ, ապա խառնուրդը տաքացրել, ստացվել է նյութը.ջրի մեջ դրված այս ռեակցիայի արդյունքը։ Ստացված գազը բաժանվել է երկու մասի. Մեկը խառնել են աղաթթվի հետ, իսկ երկրորդին ավելացրել են նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ, մինչև նստվածքը լուծարվի։ Ի՞նչ վերափոխումներ են տեղի ունեցել։ Գրեք առաջադրանքում նկարագրված փոխակերպումներին համապատասխանող բոլոր ռեակցիաների հավասարումները։
Հարցի պատասխանը պետք է լինի չորս հավասարումներ՝ ստերեոքիմիական գործակիցներով:
Ծծմբի փոշի խառնված ավելորդ ալյումինի փոշու հետ, ի՞նչ է պատահում։ Նյութերը արձագանքում են ըստ սխեմայի, որտեղ վերջնական արտադրանքը աղն է։
Ստացված ալյումինի սուլֆիդը ջրային միջավայրում ենթարկվում է հիդրոլիզի: Քանի որ այս աղը ձևավորվում է թույլ հիմքից (ալյումինի հիդրօքսիդ) և թույլ հիդրոսուլֆիդային թթվից, տեղի է ունենում ամբողջական հիդրոլիզ։ Գործընթացը առաջացնում է չլուծվող հիմք և ցնդող թթու:
Արտադրանքներից մեկի, այն է՝ ալյումինի հիդրօքսիդի և աղաթթվի փոխազդեցության դեպքում տեղի է ունենում իոնափոխանակման ռեակցիա։
Հաշվի առնելով, որ ալյումինի հիդրօքսիդն ունի ամֆոտերային (երկակի) քիմիական հատկություններ, այն նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթով կազմում է բարդ աղ (նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ):
Երկրորդ օրինակ
Եկեք դիտարկենք առաջադրանքի մեկ այլ օրինակ, որը ներառում է պայմանում նշված գործընթացները գրելը: Ալյումինի փոշին խառնվում է յոդի հետ։ Ավելացնել փոքր քանակությամբ ջուր: Ընթացքում ստացված միացությունը լուծվում է ջրի մեջ, դրան ավելացվում է ամոնիակ ջրի ավելցուկ։ Նստվածքը զտվում է, կալցինացված: Կալցինացիայից մնացած մնացորդներինավելացնում են նատրիումի կարբոնատ, խառնուրդը միաձուլվում է։ Գրե՛ք նկարագրված գործընթացներին համապատասխան ստերեոքիմիական գործակիցներով ռեակցիայի չորս հավասարումներ։
Քանի որ ալյումինի փոշին, ըստ խնդրի պայմանի, խառնվում է յոդի հետ, պարզ նյութերի փոխազդեցության առաջին հավասարումը ունի ձև՝.
2Al + 3I2=2AlI3
Այս ռեակցիան պահանջում է փոքր քանակությամբ ջուր, որը նշված է պայմանում։
Հետևյալ քիմիական ռեակցիան արտացոլում է առաջին փուլում ստացված ալյումինի յոդիդի փոխազդեցությունը նատրիումի հիդրօքսիդի հետ.
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Քանի որ այս գործընթացի արտադրանքը (ալյումինի հիդրօքսիդ) ցուցադրում է հիմքերին բնորոշ հատկություններ, այն մտնում է իոնափոխանակման ռեակցիա թթվի, աղի և ջրի հետ, որոնք գործում են որպես ռեակցիայի արտադրանք:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
Ամենամեծ դժվարությունը դպրոցականների համար՝ լուծելու խնդիրը, որում հայտնվում է ալյումինի փոշի, վերջին ռեակցիան է։ Երբ ալյումինի քլորիդը փոխազդում է ռեակցիոն խառնուրդում նատրիումի կարբոնատի ջրային լուծույթի հետ, ընթանում է աղերի հիդրոլիզի գործընթացը, ինչը հանգեցնում է նատրիումի քլորիդի, ածխածնի երկօքսիդի և ալյումինի հիդրօքսիդի արտադրությանը։ Արձագանքն ունի հետևյալ տեսքը՝
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Ինչ դժվարություններ ունեն դպրոցականները
Որոշ առաջադրանքներում ենթադրվում է, որ ֆոսֆորը խառնվել է ավելցուկովալյումինի փոշի: Լուծման ալգորիթմը նման է երկու նախորդ օրինակներին: Նման հանձնարարություններում շրջանավարտների հետ հանդիպող խնդիրներից մենք նշում ենք պայմանների անուշադիր ընթերցումը։ Տեսադաշտից դուրս թողնելով, օրինակ, ռեակցիոն խառնուրդում ջրի առկայությունը, շրջանավարտները մոռանում են խառնուրդում հիդրոլիզի հնարավորության մասին, սխալ են գրում գործընթացի քիմիական հավասարումը։ Ոչ բոլորը կարող են նկարագրել գործողություններ նյութերի հետ՝ գոլորշիացում, ֆիլտրում, կալցինացում, թրծում, միաձուլում, սինթրում: Առանց ֆիզիկական և քիմիական փոխազդեցությունների տարբերություններն իմանալու՝ անհնար է հույս դնել նման առաջադրանքների հաջող ավարտի վրա։
Երրորդ օրինակ
Բոցավառել մանգանի (II) նիտրատը: Ստացված շագանակագույն պինդին ավելացրեք խտացված աղաթթու: Այս գործընթացում ազատված գազն անցնում է հիդրոսուլֆիդային թթվի միջով։ Երբ ստացված լուծույթին ավելացվում է բարիումի քլորիդ, տեղումներ են նկատվում։ Գրի՛ր նկարագրված փոխակերպումներին համապատասխան չորս քիմիական հավասարումներ։
Կալցինացման ժամանակ մեկ նյութից պետք է միանգամից մի քանի մթերք առաջանալ։ Առաջարկվող խնդիրում շագանակագույն գազը և մանգանի օքսիդը (IV) ստացվում են սկզբնական նիտրատից՝
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Արտադրանքին խտացված աղաթթու ավելացնելուց հետո, բացի գազային քլորից, ստացվում է ջուր, ինչպես նաև մանգանի (II) քլորիդ:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
Դա քլորն է, որը փոխազդում է հիդրոսուլֆիդային թթվի հետ, ծծումբն առաջանում է նստվածքի տեսքով։ Գործընթացի հավասարումը հետևյալն է.
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Քանի որ ծծումբն ի վիճակի չէ բարիումի քլորիդով նստվածք առաջացնել, պետք է հաշվի առնել, որ քլորի և ջրածնի սուլֆիդի խառնուրդը ջրի մոլեկուլների առկայության դեպքում կարող է փոխազդել հետևյալ կերպ՝
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Հետևաբար, ծծմբաթթուն փոխազդում է բարիումի քլորիդի հետ.
Н2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Կարևոր միավոր
Ոչ բոլոր ավագ դպրոցի աշակերտները գիտեն, թե ինչպես են ալյումինի փոշիները ստանում արդյունաբերության մեջ, որտեղ դրանք օգտագործվում են: Դպրոցական քիմիայի դասընթացին մնացած պրակտիկ և լաբորատոր աշխատանքների նվազագույն քանակը բացասաբար է անդրադառնում դպրոցականների գործնական հմտությունների վրա։ Այդ իսկ պատճառով նյութի ընդհանուր վիճակին, նրա գույնին, բնորոշ գծերին վերաբերող առաջադրանքները դժվարություններ են առաջացնում քիմիայի պետական միասնական քննություն հանձնող շրջանավարտների համար։
Հաճախ թեստ գրողներն օգտագործում են ալյումինի օքսիդ, որի փոշին արձագանքում է ծծմբի կամ հալոգենի հետ՝ համապատասխանաբար առաջացնելով սուլֆիդ կամ հալոգեն։ Ավագ դպրոցի աշակերտները բաց են թողնում այն փաստը, որ ստացված աղը ջրային լուծույթում հիդրոլիզ է անցնում, ուստի առաջադրանքի երկրորդ մասը սխալ են կատարում՝ միավորներ կորցնելով։
Ամփոփում
Դեպիանօրգանական նյութերի մի քանի փոխակերպումների հետ կապված հարցերն առանց սխալների հաղթահարելու համար անհրաժեշտ է պատկերացում ունենալ կատիոնների և անիոնների որակական ռեակցիաների մասին, իմանալ հիդրոլիզի ընթացքի պայմանները, գրել մոլեկուլային և իոնային հավասարումներ: Գործնական հմտությունների բացակայության դեպքում նյութերի փոխազդեցության արտաքին նշաններին վերաբերող հարցերը դժվարություն են առաջացնում։
