Группа IA и IIА
Опыт №2
2.1. Взаимодействие оксидов и солей щелочных и щелочноземельных металлов с соляной кислотой
Металлы IA и IIA группы относятся к s-семейству.
Гидрокарбонат натрия NaHCO3 используют при различных заболеваниях, сопровождающихся повышенной кислотностью - ацидозом (диабет и др.). Механизм снижения кислотности заключается во взаимодействии NaHCO3 с кислыми продуктами. При этом образуются натриевые соли органических кислот, которые в значительной мере выводятся с мочой, и углекислый газ, покидающий организм с выдыхаемым воздухом:
NaHCO3(р) + RCOOH(р) ® RCOONa(р) + Н2О(ж) + СО2(г)
Используют NaHCO3 и при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. При приеме NaHCO3 протекает реакция нейтрализации избыточной соляной кислоты:
NaHCO3(р) + HCl(р) = NaCl(р) + Н2О(ж) + СО2(г)
желудоч. сок
Следует иметь в виду, что применение NaHCO3 вызывает ряд побочных эффектов. Выделяющийся при реакции диоксид углерода раздражает рецепторы слизистой оболочки желудка и вызывает вторичное усиление секреции, кроме того, он может способствовать перфорации стенки желудка при язвенной болезни. Слишком большая доза NaHCO3 в результате гидролиза приводит к алкалозу, что не менее вредно, чем ацидоз.
Среди оксидов элементов IIА-группы в качестве лекарственного препарата применяют оксид магния MgO. Основные свойства оксида магния и его нерастворимость в воде обуславливают его применение в качестве антацидного средства при повышенной кислотности желудочного сока:
MgO(тв.) + 2HCl(желудоч. сок) = MgCl2(р) + Н2О(ж)
Оксид магния имеет преимущество перед гидрокарбонатом натрия, так как при взаимодействии MgO с кислотой желудочного сока не происходит выделение диоксида углерода. Поэтому при действии оксида магния не наблюдается гиперсекреции. Образующийся при реакции хлорид магния переходит в кишечник, оказывает легкий послабляющий эффект, обусловленный осмотическим действием.
Антацидным и адсорбирующим действием обладает карбонат кальция СаСО3. Его назначают внутрь при повышенной кислотности желудка, так как он нейтрализует соляную кислоту:
СаСО3(тв.) + 2HCl (желудоч. сок) = CaCl2(р) + Н2О(ж) + СО2(г).
Выполнение опыта
Испытайте отношение к раствору HCl следующих веществ NaHCO3, MgO, CaCO3. Поместите в три пробирки небольшие количества перечисленных веществ. Прилейте раствор соляной кислоты. Объясните наблюдаемые явления. Напишите уравнения реакций в молекулярной, ионной и сокращенной ионной форме.
2.2. Определение временной (гидрокарбонатной) жесткости воды
Растворимые соли Са и Mg обуславливают важное свойство природной воды, называемое жесткостью. Определение жесткости воды имеет большое практическое значение и широкое применение в лабораторной практике различных производств. При стирке белья жесткая вода ухудшает качество тканей и требует повышенной затраты мыла, которое расходуется на связывание катионов Са2+ и Mg2+:
2С17Н35СОО– + Са2+ = (С17Н35СОО)2Са¯
2С17Н35СОО– + Mg2+ = (С17Н35СОО)2Mg¯.
Пена образуется лишь после полного осаждения этих катионов. Правда, некоторые синтетические моющие средства хорошо моют и в жесткой воде, так как их кальциевые и магниевые соли легко растворяются. В жесткой воде плохо развариваются овощи. Очень плохо заваривается чай, и вкус его теряется. В то же время в санитарно-гигиеническом отношении эти катионы не представляют опасности, хотя при большом содержании катионов магния Mg2+ (как в море или океане) вода горьковата на вкус и оказывает послабляющее действие на кишечник человека. Однако использование жесткой воды в качестве питьевой способствует возникновению мочекаменной и желчекаменной болезней (образованию камней).
Различают жесткость временную (или устранимую) и постоянную. Временная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов Ca(HCO3)2, реже Mg(HCO3)2 и иногда Fe(HCO3)2. Постоянная жесткость обусловлена присутствием других растворимых солей этих металлов (хлоридов, сульфатов и др.).
При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются с образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок, и жесткость уменьшается.
Ca(HCO3)2 ® CaCO3¯ + H2O + CO2
Ca2+ + 2HCO3- ® CaCO3¯ + H2O + CO2
2Mg(HCO3)2 ® (MgOH)2CO3¯ + H2O + 3CO2
2Mg2+ + 2HCO32- ® (MgOH)2CO3¯ + H2O + 3CO2.
Сохраняющаяся после кипячения воды жесткость, называется постоянной (некарбонатной).
В соответствии с ГОСТ 6055-86 по значению общей жесткости (ммоль/л) различают воду: очень мягкую <1,5, мягкую 1,5–3,0, средней жесткости 3,0–6,0, жесткую 6,0–9,0, очень жесткую > 9,0.
Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов не должна превышать 7 ммоль/л.
Для определения жесткости воды применяют титриметрический метод (см. лабораторную работу №1).
В данном опыте методом кислотно-основного титрования (метод нейтрализации) определяется временная (гидрокарбонатная) жесткость воды. Гидрокарбонаты кальция и магния титруют соляной кислотой в присутствии индикатора.
Ca(HCO3)2 + 2НCl ® CaCl2 + 2H2O +2CO2
HCO3– + Н+ ® H2O +CO2
Выполнение опыта
1. Пипеткой отбирают 100 мл анализируемой воды, переносят в коническую колбу для титрования.
2. Добавляют 3-4 капли метилового оранжевого.
3. Титруют стандартным 0,1 н раствором соляной кислоты до перехода окраски из желтой в бледно-розовую.
Титрование проводят 2-3 раза, разница между параллельными результатами не должна превышать 0,1 мл. Вычисляют средний объем кислоты и рассчитывают временную жесткость воды по формуле:
где Ж(Н2О) – жесткость воды, ммоль/л
С(HCl) – нормальная концентрация раствора, моль/л
V(HCl) – объем кислоты, пошедшей на титрование, мл
Va - объем воды, взятый на титрование, мл.
Множитель 1000 учитывает перевод моль в ммоль (1 моль = 1000 ммоль).
Приведите необходимые расчеты и сделайте вывод о жесткости исследуемой воды.
Дата добавления: 2015-01-12 | Просмотры: 1783 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 |
|