Здравствуйте. 14 числа стали известны результаты ЕГЭ по химии 2021, к сожалению, во второй части у меня не засчитали ОВР, поэтому я бы хотел спросить у вас совет.
По условию в результате реакции должен был выделяться осадок, но я получил малорастворимое вещество. Данную реакцию засчитывали некоторым ученикам, а некоторым нет, мне не повезло. Хотелось бы узнать стоит ли подавать апелляцию и оспорить решение эксперта в данном вопросе? Разве мы не можем считать сульфат кальция осадком, почему нельзя как-то изменить условия, увеличить концентрацию реагентов, не знаю. Такие мысли приходят в голову… Несправедливо получается, что некоторые эксперты посчитали этот вариант решения верным, а другие нет.
Физические свойства
Сульфат кальция CaSO4 — соль металла кальция и серной кислоты. Белый. Весьма гигроскопичный. При плавлении разлагается. Мало растворяется в воде.
Относительная молекулярная масса Mr = 136,14; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,96; tпл = 1450º C (разлагается).
Способ получения
1. В результате взаимодействия хлорида кальция и сульфата калия при 800º С образуется сульфат кальция и хлорид калия:
CaCl2 + K2SO4 = CaSO4 + 2KCl
2. Сульфат магния взаимодействует с перхлоратом кальция с образованием сульфата кальция и перхлората магния:
MgSO4 + Ca(ClO4)2 = СаSO4 + Mg(ClO4)2
3. Гидроксид кальция вступает в реакцию с серной кислотой и образует сульфат кальция и воду:
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4↓ + 2H2O
Качественная реакция
Качественная реакция на сульфат кальция — взаимодействие его с хлоридом бария, в результате реакции происходит образование белого осадка , который не растворим в азотной кислоте:
1. При взаимодействии с хлоридом бария, сульфат кальция образует сульфат бария и хлорид кальция:
CaSO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + CaCl2
Химические свойства
1. Сульфат кальция реагирует с простыми веществами:
1.1. Сульфат кальция взаимодействует с углеродом (коксом) при 900º С и образует сульфид кальция, угарный газ или углекислый газ:
CaSO4 + 4C = CaS + 4CO
2. Сульфат кальция вступает в реакцию со многими сложными веществами:
2.1. Сульфат кальция взаимодействует с оксидами:
2.1.1. Сульфат в результате реакции с угарным газом при 600 — 800º С образует сульфид кальция и углекислый газ:
CaSO4 + 4CO = CaS + 4CO2
2.2. Сульфат кальция может реагировать с кислотами:
2.2.1. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой сульфат кальция образует гидросульфат кальция:
CaSO4 + H2SO4 = Ca(HSO4)2
2.3. Сульфат кальция реагирует с солями:
2.3.1. Сульфат кальция взаимодействует с концентрированным раствором карбоната натрия. При этом образуются карбонат кальция и сульфат натрия:
CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3 + Na2SO4
3. Сульфат кальция разлагается при температуре выше 1450º С, образуя оксид кальция, оксид серы и кислород:
2CaSO4 = 2CaO + 2SO2 + O2
Определите, какая соль обладает большей растворимостью
Определите, какая соль обладает большей растворимостью: CaSO4 или BaSO4.
Решение: ПР (CaSO4) = 2,5∙10–5; ПР (BaSO4) = 1,1∙10–10
Из двух однотипных солей большей растворимостью обладает та соль, у которой ПР больше.
Ответ: большей растворимостью будет обладать CaSO4.
Концентрация каждого иона в насыщенном растворе электролита может быть изменена, но при этом изменяется и концентрация другого иона так, что произведение концентраций сохраняет прежнюю величину. Поэтому, если в насыщенный раствор электролита ввести некоторое количество одного из ионов, входящих в состав электролита, то концентрация другого иона должна уменьшиться и часть растворенного электролита выпадет в осадок, то есть растворимость электролита понижается от введения в раствор одноименных ионов.
В общем виде растворимость L трудно растворимого электролита AnBm определяется соотношением:
ПК – произведение концентраций ионов в степенях, соответствующих стехиометрическим коэффициентам для системы в неравновесном состоянии.
Зная ПК и сравнив его с ПР, можно установить, растворится или выпадет осадок при данной температуре:
1. Если ПК = ПР, ΔG = 0 – система находится в состоянии равновесия (раствор насыщенный).
2. Если ПК < ПР, ΔG < 0 – самопроизвольно протекает процесс растворения осадка.
3. Если ПК > ПР, ΔG > 0 – возможен только обратный процесс – выпадание осадка.
Содержание
- Физические свойства
- Физические свойства двуводного сульфата кальция
- Получение
- Применение
Сульфат кальция — неорганическое соединение, кальциевая соль серной кислоты.
| Сульфат кальция | |
|---|---|
| Общие | |
| Систематическое наименование |
Сульфат кальция |
| Традиционные названия | кальций сернокислый, «ангидрит» |
| Хим. формула | CaSO4 |
| Физические свойства | |
| Состояние | кристаллическое |
| Молярная масса | 136,1406 г/моль |
| Плотность | 2,96 г/см³ |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 1450°C (с частичным разложением) |
| • разложения | 1560°C |
| Мол. теплоёмк. | 99.660 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия | |
| • образования | −1434,5 кДж/моль |
| Удельная теплота плавления | 28 кДж/моль |
| Давление пара | 0 ± 1 мм рт.ст. |
| Химические свойства | |
| Растворимость | |
| • в воде | 0,2036 г/100 мл воды |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 7778-18-9 |
| PubChem | 24497 |
| Рег. номер EINECS | 231-900-3 |
| SMILES |
[O-]S(=O)(=O)[O-].[Ca+2] |
| InChI |
1S/Ca.H2O4S/c;1-5(2,3)4/h;(H2,1,2,3,4)/q+2;/p-2 OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L |
| Кодекс Алиментариус | E516 |
| RTECS | WS6920000 |
| ChEBI | 31346 |
| ChemSpider | 22905 |
| Безопасность | |
| NFPA 704 |
Находится в природе в виде дигидрата CaSO4•2H2O (гипс, селенит) и в безводном состоянии — ангидрит.
Кристаллическая структура гамма-сульфата кальция
Физические свойства
Безводный сульфат кальция — бесцветные кристаллы при нормальных условиях — с ромбической кристаллической решёткой, плотность 2,96 г/см³, температура плавления 1450 °C. При повышенных температурах (свыше 1200 °C) может существовать в виде стабильной кубической модификации или двух метастабильных α- и β-гексагональных модификаций. Очень медленно присоединяет воду, гидратируясь до кристаллогидрата с 1/2 или 2 молекулами воды на 1 молекулу сульфата, соответственно CaSO4 · 0,5H2О и CaSO4 · 2H2О. В воде растворим незначительно. Растворимость падает с повышением температуры: если при 20 °C она составляет 0,2036 г/100 г воды, то вблизи точки кипения воды (100 °C) снижается до 0,067 г сульфата на 100 г воды. Растворённый в природной воде сульфат кальция является одним из факторов, определяющих жёсткость воды.
Физические свойства двуводного сульфата кальция
При повышении температуры, но не более чем до 180 °C двуводный сульфат кальция теряет часть воды, переходя в полуводный — так называемый «жжёный гипс», пригодный для дальнейшего применения как вяжущее вещество. При дальнейшем нагреве до 220 °C гипс полностью теряет воду, образуя безводный CaSO4, который лишь при длительном хранении поглощает влагу и переходит в полугидрат. Если обжиг вести при температуре выше 220 °C, то получается безводный CaSO4, который влагу уже не поглощает и не «схватывается» при смешивании с водой (это вещество нередко называют «мёртвый гипс»). При дальнейшем нагревании до 900—1200 °C можно получить «гидравлический гипс», который после охлаждения вновь обретает свойства связываться с водой. Первый способ частичной дегидратиции применяют в промышленных условиях для получения полугидрата сульфата кальция (жжёного гипса, алебастра) CaSO4 ∙ 0,5H2O, нагревая дигидрат примерно до 140 °C, уравнение реакции: CaSO4 · 2H2О = CaSO4 · 0,5H2О + 1,5H2О.
Получение
В индустриальных масштабах добывают в составе природных минералов, например гипса, селенита или алебастра или получают синтетическим путём — сплавлением CaCl2 с K2SO4.
Может быть получен действием серной кислоты на оксид, гидроксид, карбонат, оксалат или ацетат кальция. Образуется в результате окисления сульфида кальция при нагреве до 700—800 °C по реакции CaS + 2O2 = CaSO4.
Применение
Значительные объёмы алебастра используются в строительстве (из него изготавливают сухую штукатурку, плиты и панели для перегородок, гипсовые камни, архитектурные детали и др.). Изделия из гипса характеризуются сравнительно небольшой плотностью, несгораемостью и относительно невысокой теплопроводностью. Свойство алебастра затвердевать при смешении с водой нашло применение и в медицине, и в искусстве. «Это свойство гипса широко используют в ортопедии, травматологии и хирургии для изготовления гипсовых повязок, обеспечивающих фиксацию отдельных частей тела. Отвердевание замешанного с водой гипса сопровождается небольшим увеличением объёма. Это позволяет проводить тонкое воспроизведение всех деталей лепной формы, что широко используют скульпторы и архитекторы.» .
Безводный сульфат кальция в силу своих гигроскопичных свойств применяется как влагопоглотитель. Нередко с помощью специальных добавок ему в этом качестве придают дополнительные свойства. Так, осушитель Drierite, состоящий из ангидрата с добавкой хлорида кобальта, меняет свою изначально голубую окраску на розовую, что позволяет своевременно отследить момент исчерпания ресурса препарата.
Искусственные кристаллы сульфата кальция, легированные марганцем или самарием, применяются как термолюминесцентный материал.
Также находит применение в пиротехнике в качестве окислителя в осветительных составах, в смеси с алюминием или магнием в отношении гипс алюминий 1:1~2 в зависимости от требований. Используется как в порошкообразном так и в отверженном состоянии.
Сульфат кальция может применяться в качестве коагулянта, например, при изготовлении тофу.
В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки эмульгатора E516.
Регистрационный номер CAS:
- безводный 7778-18-9 ;
- семигидрат 10034-76-1 ;
- дигидрат 10101-41-4 .
Перейти к содержанию
Произведения растворимости (константы растворимости) веществ (справочная таблица)
На чтение 1 мин Просмотров 36.2к. Опубликовано 15.02.2021 Обновлено 04.04.2021
Произведения растворимости (константы растворимости) веществ. Большая справочная таблица с удобным поиском.
Информация
ПР — произведение растворимости вещества = Ks — константа растворимости вещества.
Хотя все соединения обладают определённой растворимостью в воде при данной температуре, некоторые классы соединений более растворимы, чем другие, и полезно знать некоторые общие правила растворимости. Вещество считается нерастворимым, если его растворимость составляем менее 0.01 моль/л. Если растворимость составляет более 0.1 моль/л, то мы считаем его растворимым. Если его растворимость составляет от 0.01 до 0,1 моль/л, мы считаем, что оно малорастворимо. Следующие правила растворимости могут использоваться для определения растворимости в воде с оговоркой, что они не всегда соблюдаются, и они не подразумевают собой абсолютно все ионы, однако в большинстве случаев они будут полезны:
- Все соли натрия, калия и аммония растворимы.
- Все нитраты, ацетаты и перхлораты растворимы.
- Все соли серебра, свинца и ртути (I) нерастворимы.
- Все хлориды, бромиды и йодиды растворимы.
- Все карбонаты, сульфиды, оксиды и гидроксиды нерастворимы.
- Все сульфаты растворимы, кроме сульфата стронция и сульфата бария.
Расчеты с участием понятия растворимости солей в рамках ЕГЭ
В ходе подготовки к ЕГЭ по химии постоянно приходится сталкиваться с понятием «раствор». Обычно под этим словом подразумевают абсолютно однородную на любом уровне, гомогенную смесь веществ. Растворы бывают самые разные по агрегатному состоянию, но в рамках экзаменов встречаем в основном растворы жидкие. Среда, в которой что-то растворяем, в таком случае будет жидкостью. Давайте введем сразу несколько понятий, которые пригодятся в дальнейшем.
Растворитель – жидкость, которая выполняет роль среды, в которой что-то растворяют. В рамках задач ЕГЭ и ДВИ практически всегда используют воду.
Растворенное вещество – вещество, которое добавили в растворитель, и оно с ним полностью смешалось. Может быть в любом агрегатном состоянии.
Растворимость – способность вещества смешиваться с растворителем. Также под растворимостью понимают массу вещества, которое может раствориться в определенной массе раствора при данных условиях.
Разбавленный раствор – раствор, содержание растворителя в котором значительно превышает содержание растворенного вещества. Например, 0,1%-ный раствор хлорида натрия.
Концентрированный раствор – раствор, содержание растворенного вещества в котором сопоставимо или превышает содержание растворителя. Например, 65%-ный раствор азотной кислоты.
Насыщенный раствор – раствор, в котором больше нельзя растворить такое вещество. Достигнут предел по растворимости.
Пересыщенный раствор – неустойчивая система, в которой содержание растворенного вещества превышает растворимость при данных условиях. На экзаменах не встречается.
В расчетных задачах ЕГЭ или ДВИ часто фигурирует растворимость тех или иных веществ. Она зависит от многих факторов. Например, природы растворителя и растворенного вещества. Очень важным фактором является температура. Для подавляющего большинства солей растворимость в воде больше при высокой температуре и меньше при низкой. Например, у хлорида калия при 80˚С растворимость равна 51,3 г/100 г воды, а при 0˚С уже станет 28 г/100 г воды. Растворимость является индивидуальной физико-химической характеристикой вещества. Итого можно отметить следующие факты, значимые для решения задач:
- Растворимость вещества при определенных условиях является постоянной величиной и приведена в качестве справочного данного.
- Растворимость при заданной температуре обычно приводится в формате массы растворенного вещества в 100 г чистого растворителя (воды). Не раствора, а именно чистого растворителя!
- Горячий насыщенный раствор содержит больше растворенного вещества, чем холодный.
- При охлаждении горячего насыщенного раствора из него начнет выпадать избыток растворенного вещества до достижения значения растворимости при более низкой температуре.
- Избыток растворенного вещества может выпасть как в безводном состоянии, так и в виде кристаллогидрата. Во втором случае он уносит с собой часть растворителя.
Рассмотрим основные расчетные приемы с участием растворимости.
Задача №1
Растворимость хлорида калия при 0˚С равна 28 г/100 г воды. Вычислите массовую долю соли в таком растворе.
Решение:
Пусть было 28 г соли и 100 г воды. Тогда можно найти массу раствора:
m(p-pa) = m(соли) + m(воды) = 28 + 100 = 128 г
Вычислим массовую долю соли в растворе:
ω(соли) = m(соли)/m(p-pa)·100% = 28/128·100% = 21,88%
Ответ: 21,88%
Задача №2
Вычислите растворимость сульфата аммония при 20˚С, если массовая доля соли в его насыщенном растворе при данной температуре равна 42,86%. Плотность раствора равна 1,25 г/мл.
Решение:
Пусть было 100 мл раствора. Тогда можно вычислить его массу:
m(p-pa) = ρ(p-pa)·V(p-pa) = 1,25·100 = 125 г
Далее вычислим массу соли и воды в растворе:
m(соли) = m(p-pa)·ω(соли)/100% = 125·42,86%/100% = 53,58 г
m(воды) = m(p-pa) — m(соли) = 125 – 53,58 = 71,42 г
Растворимость соли на 100 г воды можно найти по пропорции:
53,58 г соли – 71,42 г воды
х г соли – 100 г воды
х = 53,58·100/71,42 = 75 г
Ответ: 75 г/100 г воды.
Задача №3
Насыщенный при 20˚С раствор нитрата бария массой 218 г нагрели до 60˚С. Вычислите массу соли, которую можно дополнительно растворить в горячем растворе, если растворимость нитрата бария при 20˚С равна 9 г/100 г воды, а при 60˚С – 20 г/100 г воды.
Решение:
Вычислим массы соли и воды в изначальном растворе:
9 г соли – 109 г раствора
х г соли – 218 г раствора
х = 18 г
m1(соли) = 18 г
m(воды) = m(p-pa) – m1(соли) = 218 – 18 = 200 г
Далее вычислим, сколько соли может раствориться в имеющемся количестве воды при 60˚С:
20 г соли – 100 г воды
х г соли – 200 г воды
х = 40 г
m2(соли) = 40 г
Найдем массу соли, которую можно дополнительно растворить в горячем растворе:
Δm = m2(соли) — m1(соли) = 40 – 18 = 22 г
Ответ: 22 г.
Задача №4
Рассчитайте массу безводной соли, которая получится при охлаждении до 10˚С насыщенного при 80˚С раствора дихромата аммония массой 430 г. Растворимость соли при 80˚С равна 115 г/100 г воды, а при 10˚С – 25,5 г/100 г воды.
Решение:
Вычислим массу соли и воды в исходном растворе:
115 г соли – 215 г раствора
х г соли – 430 г раствора
х = 230 г
m1(соли) = 230 г
m(воды) = m(p-pa) – m1(соли) = 430 – 230 = 200 г
Далее вычислим, сколько соли может раствориться в имеющемся количестве воды при 10˚С:
25,5 г соли – 100 г воды
х г соли – 200 г воды
х = 51 г
m2(соли) = 51 г
Найдем массу соли, которая выпадет при охлаждении горячего раствора:
Δm = m1(соли) – m2(соли) = 230 – 51 = 179 г
Ответ: 179 г.
Задача №5
При охлаждении до 0˚С 31 г горячего насыщенного раствора сульфата меди (II) в осадок выпал медный купорос (CuSO4·5H2O). Определите массу образовавшегося кристаллогидрата, если растворимость сульфата меди (II) при 80˚С равна 55 г/100 г воды, а при 0˚С равна 15 г/100 г воды.
Решение:
Выразим массовую долю сульфата меди в составе медного купороса:
ω(CuSO4) = m(CuSO4)/m(CuSO4·5H2O)·100% = М(CuSO4)/М(CuSO4·5H2O)·100%
ω(CuSO4) = 160/250·100% = 64% или 0,64
Пусть масса осадка была х г. Тогда в его составе оказалось 0,64х г безводной соли. Вычислим массу безводной соли в изначальном растворе:
55 г соли – 155 г раствора
у г соли – 31 г раствора
у = 11
m1(соли) = 11 г
При охлаждении часть безводной соли перешла в состав кристаллогидрата. Охлажденный раствор по растворимости должен соответствовать справочным данным. Можно записать это так:
(11 – 0,64х)/(31 – х) = 15/115
115·(11 – 0,64х) = 15·(31 – х)
1265 – 73,6х = 465 – 15х
800 = 58,6х
х = 13,65 г
Ответ: 13,65 г.
Готовое решение: Заказ №8524
Тип работы: Задача
Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)
Предмет: Химия
Дата выполнения: 14.09.2020
Цена: 228 руб.
Чтобы получить решение, напишите мне в WhatsApp, оплатите, и я Вам вышлю файлы.
Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным, не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу, я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!
Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:
ПР CaSO4 равно 6.1*105. Вычислите растворимость этой соли в г/л с учетом ионной силы раствора.
Решение:
CaSO4 ↔ Ca2+ + SO42-
ПР(CaSO4) = [Ca2+][ SO42-]=S2=6.1*105
- Сколько мл 5 % раствора аммиака плотностью 0.98 г/мл требуется для осаждения железа и алюминия в виде гидроксидов из навески 1.5 г руды, содержащей около 14 % А12О3 и 6 % Fe2O3?
- Для определения серы в угле взяли навеску каменного угля массой 1.0150 г. После ее обработки получили прокаленный осадок сульфата бария массой 0.2895 г. Сколько процентов серы содержится в образце?
- Определите: а) pH 0.05 % раствора азотной кислоты (плотность раствора принять = 1); б) концентрации ионов Н+, HSe-, Se2- и pH в 0.7 М растворе H2Se (K1= 1,3 • 10-4; К2 = 1 • 10-11)
- Вычислите ПР CuSCN. если в 100 мл воды растворяется 8.4*10-7 г этой соли.