Задача 3. При взаимодействии металлов с очень разбавленной азотной кислотой возможно три варианта:
При взаимодействии металлов с очень разбавленной азотной кислотой возможно три варианта:
а) Me + HNO3 ® Me(NO3)x + NO
б) Me + HNO3 ® Me(NO3)x + N2
в) Me + HNO3 ® Me(NO3)x + NH4NO3
Реакции (а) и (б) относятся к случаю малоактивных металлов, а реакция (в) будет протекать в случае активных металлов. В случаях (а) и (б) при прокаливании сухого остатка будет происходить разложение нитрата либо до оксида металла, кислорода и диоксида азота, либо до металла, кислорода и диоксида азота.
Me(NO3)x = MeOx/2 + xNO2 + x/4O2 Из 1 моль нитрата получается 1,25x моль газообразных продуктов.
Тогда получаем: 1,92: 22,4 = 0,0857 = 4 · 1,25 · х: М М = 58,34х – таких металлов нет
Me(NO3)x = Mе + xNO2 + x/2O2 Из 1 моль нитрата получается 1,5x моль газообразных продуктов.
Тогда получаем: 0,0857 = 4 · 1,5 · х: М М = 70,01х – таких металлов нет
В случае (в) сухой остаток будет смесью нитрата металла и нитрата аммония. При прокаливании нитрата такого металла он будет разлагаться на нитрит и кислород или на оксид металла и диоксид азота, а нитрат аммония - на азот, кислород и воду (N2O при данной температуре термически неустойчив). Рассмотрим первый вариант
Ме + 5x/4HNO3 = Me(NO3)x + x/8NH4NO3 + 3x/8H2O Me(NO3)x = Me(NO2)x + x/2O2
2NH4NO3 = 2N2 + О2 + 4H2O Таким образом, на 1 моль металла приходится 0,9375х моль газов.
0,0857 = 4 · 0,9375 · х: М М = 43,76х. При х = 2 М = 87,52 г/моль, металл – стронций.
Задача 4.
Условием осуществления процесса получения металла из его оксида методом металлотермии является экзотермичность соответствующей реакции восстановления
xМg + M’Ox = xMgO + M’
Тепловой эффект этой реакции легко рассчитать по закону Гесса:
Q = xQобр(MgO) – Qобр(M’Ox)
Тогда получаем:
Металл
| Х
| Q, кДж/моль
|
| Ca
|
| -33
| Эндо
| Ga
| 1,5
| -7
| Эндо
| La
| 1,5
| 5,5
| Экзо
| Ti
|
|
| Экзо
| Zn
|
|
| Экзо
| Таким образом, из приведенных металлов методом магнийтермии могут быть получены лантан, титан и цинк. Препятствовать получению металла данным методом могут процессы образования твердых растворов и сплавов, снижающие чистоту продукта.
Date: 2015-07-27; view: 1487; Нарушение авторских прав Понравилась страница? Лайкни для друзей: |
|
|