Карбонат натрия: способы получения и химические свойства
Карбонат натрия Na2CO3 — соль щелочного металла натрия и угольной кислоты. Белое вещество, плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается.
Относительная молекулярная масса Mr = 105,99; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,539; tпл = 851º C;
Способ получения
1. Карбонат натрия можно получить путем взаимодействия оксида натрия и углекислого газа:
2. В результате взаимодействия концентрированного раствора гидроксида натрия и углекислого газа образуется карбонат натрия и вода:
3. При взаимодействии гидрокарбоната натрия и концентрированного раствора гидроксида натрия образуется карбонат натрия и вода:
Качественная реакция
Качественная реакция на карбонат натрия — взаимодействие его с раствором сильных кислот. В результате реакции происходит бурное выделение углекислого газа, образование которого можно проверить, если пропустить его через известковую воду, которая мутнеет из-за образования осадка:
1. При взаимодействии с хлороводородной кислотой, карбонат натрия образует хлорид натрия, углекислый газ и воду:
2. Взаимодействуя с серной кислотой, карбонат натрия образует углекислый газ и воду, а также сульфат натрия:
Химические свойства
1. Карбонат натрия может реагировать с простыми веществами :
1.1. Карбонат натрия при 900–1000º C реагирует с углеродом . При этом образуется натрий и угарный газ:
Na2CO3 + 2C(кокс) = Na + 3CO
1.2. С хлором концентрированный и горячий раствор карбоната натрия реагирует с образованием хлорида натрия, хлората натрия и углекислого газа:
2. Карбонат натрия вступает в реакцию со многими сложными веществами :
2.1. Насыщенный карбонат натрия реагирует при 30–40º C с водой и углекислым газом, образуя осадок гидрокарбоната натрия:
2.2. Карбонат натрия может реагировать с насыщенным гидроксидом кальция с образованием гидроксида натрия и карбоната кальция:
2.3. При взаимодействии с разбавленной хлороводородной кислотой карбонат натрия образует хлорид натрия, углекислый газ и воду:
2.4. Карбонат натрия реагирует с разбавленной плавиковой кислотой . Взаимодействие карбоната натрия с плавиковой кислотой приводит к образованию фторида натрия, воды и углекислого газа:
2.5. Концентрированный раствор карбоната натрия взаимодействует с оксидом серы . При этом образуются карбонат натрия и углекислый газ:
Как определить процентное содержание каобоната натрия в образце загрязнённой соды
Задача 113.
Определите содержание Na2CO3 (w%, %) в образце загрязнённой соды, если на нейтрализацию образца массой 0,4848 г израсходовано 42,45 см 3 0,197 М раствора HCl.
Решение:
a = 0,4848 г;
V(p-pa) = 42,45 см 3 ;
Э(Na2CO3) = 53 г/моль;
CM(HCl) = 0,197 М;
CН(HCl) = 0,197 М.
w%(Na2CO3) = ?
HCl – титрант (В); Na2CO3 – определяемое вещество (А). М(Na2CO3) = 106 г/моль; Э(Na2CO3) = 53 г/моль.
1. Рассчитаем массу карбоната натрия, содержащегося в навеске образца
Массу Na2CO3 рассчитаем по формуле:
m = (CH · V · Э)/1000, где
CH — нормальность раствора; V — объем раствора, см 3 ; Э — эквивалентная масса определяемого вещества.
Искомую величину w, %, находим по формуле:
w% = (m · 100%)/a, где
m — масса определяемого вещества А, г; a — навеска вещества, г
Задача 114.
Вычислите нормальную концентрацию раствора Н2SO4, титр которого равен 0,024460 г/см 3 .
Решение:
Т(Н2SО4) = 0,024460 г/см 3 ;
Э(Н2SО4) = 49 г/моль;
СН(Н2SО4) = ?
Определяемое вещество (А) – Н2SО4
1. Расчет нормальной концентрации (нормальность)
Для определения нормальной концентрации (СН) воспользуемся формулой:
А — определяемое вещество; В — стандартное вещество; Э — масса эквивалента; Т(А) — титр раствора.
Ответ: 0,4992 моль/дм 3 .
Задача 115.
Какую массу щёлочи, содержащей NaOH (w% = 98,0%) и индифферентные примеси (w% = 2,0%), необходимо взять для приготовления 200 см 3 0,1 М раствора.
Решение:
M(NaOH) = 40 г/моль;
w%(NaOH) = 98,0%;
w%() = 2,0%;
V(p-pa) = 200 см 3 ;
CM(NaOH) = 0,1 M.
m(NaOH) = ?
1. Рассчитаем массу щёлочи, содержащуюся в 200 см 3 0,1 М раствора
mтеор.(NaOH) = [V(p-pa) · CM(NaOH) · M(NaOH)]/1000 = (200 · 0,1 · 40)/1000 = 0,8 г.
2. Рассчитаем практическую массу щёлочи в растворе
mпракт.(NaOH) = [mтеор.(NaOH) · 100%]/w% = (0,8 · 100%)/98% = 0,8163 г.
Как определить процентное содержание каобоната натрия в образце загрязнённой соды
Задача 113.
Определите содержание Na2CO3 (w%, %) в образце загрязнённой соды, если на нейтрализацию образца массой 0,4848 г израсходовано 42,45 см 3 0,197 М раствора HCl.
Решение:
a = 0,4848 г;
V(p-pa) = 42,45 см 3 ;
Э(Na2CO3) = 53 г/моль;
CM(HCl) = 0,197 М;
CН(HCl) = 0,197 М.
w%(Na2CO3) = ?
HCl – титрант (В); Na2CO3 – определяемое вещество (А). М(Na2CO3) = 106 г/моль; Э(Na2CO3) = 53 г/моль.
1. Рассчитаем массу карбоната натрия, содержащегося в навеске образца
Массу Na2CO3 рассчитаем по формуле:
m = (CH · V · Э)/1000, где
CH — нормальность раствора; V — объем раствора, см 3 ; Э — эквивалентная масса определяемого вещества.
Искомую величину w, %, находим по формуле:
w% = (m · 100%)/a, где
m — масса определяемого вещества А, г; a — навеска вещества, г
Задача 114.
Вычислите нормальную концентрацию раствора Н2SO4, титр которого равен 0,024460 г/см 3 .
Решение:
Т(Н2SО4) = 0,024460 г/см 3 ;
Э(Н2SО4) = 49 г/моль;
СН(Н2SО4) = ?
Определяемое вещество (А) – Н2SО4
1. Расчет нормальной концентрации (нормальность)
Для определения нормальной концентрации (СН) воспользуемся формулой:
А — определяемое вещество; В — стандартное вещество; Э — масса эквивалента; Т(А) — титр раствора.
Ответ: 0,4992 моль/дм 3 .
Задача 115.
Какую массу щёлочи, содержащей NaOH (w% = 98,0%) и индифферентные примеси (w% = 2,0%), необходимо взять для приготовления 200 см 3 0,1 М раствора.
Решение:
M(NaOH) = 40 г/моль;
w%(NaOH) = 98,0%;
w%() = 2,0%;
V(p-pa) = 200 см 3 ;
CM(NaOH) = 0,1 M.
m(NaOH) = ?
1. Рассчитаем массу щёлочи, содержащуюся в 200 см 3 0,1 М раствора
mтеор.(NaOH) = [V(p-pa) · CM(NaOH) · M(NaOH)]/1000 = (200 · 0,1 · 40)/1000 = 0,8 г.
2. Рассчитаем практическую массу щёлочи в растворе
mпракт.(NaOH) = [mтеор.(NaOH) · 100%]/w% = (0,8 · 100%)/98% = 0,8163 г.
http://buzani.ru/zadachi/analiticheskaya-khimiya/1657-opredelenie-karbonata-natriya-zadachi-113-115
http://buzani.ru/zadachi/analiticheskaya-khimiya/1657-opredelenie-karbonata-natriya-zadachi-113-115