Физико – химическая характеристика HCl

1. Хлористый водород — бесцветный газ с резким запахом и вкусом.

2. Плотность газа относительно кислорода равна 1,1471, что соответствует молекулярному весу 36,71, в то время как рассчитанный по формуле НС1 молекулярный вес оказывается равным 36,47. Следовательно, хлористый водород при обычной температуре состоит из про­стых молекул HС1. Его можно достаточно легко перевести в жидкое состояние. Даже вблизи температуры сжижения плотность газа все еще близка к нор­мальной.

3. Хлористый водород жадно поглощается водой в больших количествах и с сильным выделением тепла. При атмосферном давлении 1 об. воды при комнатной температуре может растворить около 450 об. хло­ристого водорода.

4. При сильном охлаждении в зависимости от состава раствора из растворов кристал­лизуются различные гидраты: НС1·ЗН₂О (т. пл. —24,9°), НС1·2Н₂О (т. пл. —17,6°) и НС1·Н₂О (т. пл. —15,3°). Правда, из раствора, насыщенного при 0° хлористым водо­родом под давлением 1 атм, может выделиться только тригидрат (с содержанием 40,3% НС1). Остальные гидраты выделяются из растворов, насыщенных хлористым водородом под давлением выше атмосферного. Раствор, насыщенный хлористым водородом при атмосферном давлении, при 0° содержит 45,4 вес.% НС1, а при 15° — 42,7 вес.%. Если такой раствор нагреть, то сначала выделяется хлористый водород, а затем при темпера­туре около 110° перегоняется смесь постоянного состава с содержанием хлористого водо­рода 20,24%. Смесь того же состава можно получить, если исходить из более разбавлен­ных растворов. Однако состав смеси, кипящей при постоян­ной температуре, зависит от давления, при котором производится перегонка.

5. Водные растворы хлористого водорода обычно называют соляной кис­лотой. Содержание в ней хлористого водорода устанавливают чаще всего посредством ареометра.

    Соляная кислота плотностью 1,060   1,124   1,16   1,19

при 15° содержит,    12,2    24,8    31,5   37,2% НС1

6. Помимо воды, хлористый водород сильно растворим также в спирте, в эфире и еще во многих других жидкостях. Наоборот, жидкий хлористый водород может служить рас­творителем для спирта, эфира и многих других веществ.

7. На большинство металлов жидкий хлористый водород не действует, он не реагирует в общем также с оксидами, сульфидами и карбонатами. Газообразный хлористый водород при температуре каления реагирует с выделением водорода с металлами, причем даже с такими металлами, на кото­рые водная соляная кислота без доступа воздуха не действует, например с медью и сереб­ром. (Водный раствор HCl взаимодействует только с металлами, стоящими в ряду СЭП до водорода)

Сu + 2HCl = CuCl₂ + H₂↑

CuCl₂ + 2HCl = H₂[CuCl₄],

    2Ag + 4HCl = 2H[AgCl₂] + H_­2↑

8. C фтором хлористый водород взаимодействует уже при обычной температуре с образованием пламени, с кислородом воздуха он реагирует только в присутствии катализаторов:

2HCl + F₂ = Cl₂↑ + 2HF,

           4HCl + O₂ 2H₂O + 2Cl₂↑.

9. В водном растворе HCl полностью диссоциирована на ионы, поэтому соляную кислоту относят к сильным кислотам.

HCl↔ H⁺ + Cl^-

10. Соляная кислота взаимодействует с основными оксидами:

2HCl + MgO = MgCl₂+ H₂O

Так же она способна при взаимодействии с сильными окислителями проявлять восстановительные свойства:

4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂↑+2H₂O

Физико - химическая характеристика NO ₂

1. Бурый газ. Выше 135° С — мономер, при комнатной температуре — красно-бурая смесь NO₂ и его димера (тетраоксида диазота) N₂O₄. В жидком состоянии димер бесцветен, в твердом состоянии белый. Хорошо растворяется в холодной воде (насыщенный раствор — ярко-зеленый), полностью реагирует с ней. Реа­гирует со щелочами:

                 2NaOH + 2NO₂ = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O.

                 3NO₂ + H₂O_(горяч) = 2HNO₃ + NO↑,

                 2NO₂ + H₂O_(холод) = HNO₃ + HNO₂.

2. Очень сильный окислитель. Вызывает коррозию метал­лов.

3. Плотность 2,0527 г/л.

4. Температура плавления тетраоксида азота -11,2°С, растворимость в воде при 0°С – 1,491г.

5. При температуре от -11,2°С до +20,7°С находится в равновесии: 

6. В интервале температур выше 135 °С и до температуры равной 620°С оксид азота (IV) распадается с образованием кислорода и оксида азота (II):

7.   При растворении в воде в присутствии кислорода воздуха окисляется до азотной кислоты:

Физико – химическая характеристика воды:

1.  Чистая вода не имеет ни запаха, ни вкуса и бесцветна, однако в толстом слое она имеет голубоватый цвет. При достаточно сильном охлаж­дении она замерзает, превращаясь в лед. Температура, при которой лед и вода образуют при нормальном давлении (760 мм рт. ст.) устойчивую си­стему, принята за нулевую точку шкалы термометра Цельсия. Температура 100° определяется точкой кипения воды при нормальном давлении.

2. Температура кипения воды сильно зависит от давления, так при 760 мм рт. ст она равна 100°, при увеличении давления температура кипения воды возрастает. При росте давления на 1 мм. рт. ст. температура кипения возрастает на 0,3—0,4°.

3. Физические константы воды:

- температура замерзания воды (точка тройного равновесия) —0° (н.у.);

- температура кипения —100° (н.у.);

- плотность льда при 0° равна 0,9168 г/см³;

              - плотность воды при 4° равна 1 г/см³, при повышении или понижении температуры, плотность  воды уменьшается.

4.   При температуре около 1000° вода термически распадается на простые вещества:

                       2H₂O     2H₂↑ + O₂↑, 

  а при действии радиоактивного излучения при высоких температурах наблюдается распад воды по схеме:

                H₂O®H⁰, H₂, O⁰, O₂, OH⁰, H₂O₂, HO₂⁰_.

Физико – химическая характеристика О₂

1. Кислород – при обычных условиях газ без цвета и запаха, в толстых слоях – голубой.

2. Плотность жидкого кислорода 1,429 г/см³.

3. Температура плавления -218,8°С.

4. Температура кипения -183,0 °С.

5. Сильный окислитель, особенно атомарный кислород (в момент выделения).

Получение MgO :

На аналитических весах взять навеску шестиводного кристаллогидрата нитрата магния (Mg(NO₃)₂ · 6H₂O) массой 13,5 г и поместить в фарфоровый тигель. Тигель поставить в муфельную печь, нагретую до 400 – 450° С. Прокаливать до тех пор, пока не прекратится выделение оксида азота (IV) бурого цвета.  

                2Mg(NO₃)₂ 2MgO + 4NO₂↑+O₂↑

Взвесить полученный оксид и рассчитать выход продукта по следующей формуле:

, масса теоретическая равна 2,11г.

Получение MgCl ₂ .

К полученному оксиду магния прилить 9,37 мл соляной кислоты (r = 1,174 г/мл) до полного его растворения. Полученный раствор упаривают  до появления корки кристаллов на поверхности. Дальнейшее нагревание ведут осторожно, не допуская перегрева смеси выше 200° С. При перегреве хлорида магния выше этой температуры возможно его частичное разложение с образованием оксохлорида магния (Mg₂OCI₂).

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

2MgCl₂ + H₂O = Mg₂OCI₂ + 2HCl 

 (полностью воду хлорид магния теряет при температуре 505° С с разложением, при 200° С. существует его кристаллогидрат MgCl₂×H₂O)

Качественный анализ ионов магния ( Mg ²⁺ ).

1. Гидроксиды КОН и NaOH образуют с катионом Mg²⁺ белый аморфный осадок гидроксида магния Mg(OH)₂, растворимого в кислотах и солях аммония.

Опыт. В первую пробирку возьмите 4 капли раствора соли маг­ния, прибавьте 4 капли насыщенного раствора хлорида аммония NH₄C1.

Во вторую пробирку возьмите 4 капли раствора соли магния и прибавьте 4 капли воды (чтобы концентрация растворов была одинаковая).

Затем в обе про­бирки прибавьте осадитель — гидроксид аммония NH₄OH. В первой пробирке осадок не вападает так как образуется комплексное соединение.

2. Гидрофосфат натрия Na ₂ HPO ₄ дает с катионом Mg ²⁺в присутствии гидроксида и хлорида аммония NH₄OH и NH₄C1 белый кристаллический осадок фосфата магния-аммония MgNH₄PO₄:

MgSO₄ + Na₂HPO₄ + NH₄OH ® MgNH₄PO₄¯ + Na₂SO₄ + H₂O

Mg²⁺ + НРО^2- + NH₄OH®MgNH₄PO₄¯ + H_aO

Хлорид аммония добавляют, чтобы не выпал аморфный осадок гидроксида магния Mg(OH) ₂.

Опыт. Возьмите 3—4 капли раствора соли магния и смешайте с 4—6 каплями 2 н. раствора хлороводородной кислоты и 3—5 каплями раствора гидрофосфата натрия Na₂HPO₄. После этого прибавьте к раствору по одной капле 2 н. раствора аммиака, перемешивая раствор после каждой капли. Вначале аммиак нейтрализует при­бавленную кислоту, причем образуется хлорид аммония NH₄C1, препятствующий образованию гидроксида магния Mg(OH)₂. После окончания реакции выпадает характерный кристаллический осадок—фосфат магния-аммония MgNH₄PO_4.

  1.Реакция проводится в аммиачной среде при рН 8.

              2. Избыток катионов NH₄⁺ мешает выпадению осадка MgNH₄PO₄.

3.Не следует брать избыток хлороводородной кислоты.

3. Магнезон I (napa-нитробензолазорезорцин) или магнезон II (пара-нитробензолазо-a-нафтол) в щелочной среде дает красную или красно-фиолетовую окраску. Эта реакция основана на свойстве гидроксида магния адсорбировать некоторые красители.

Опыт. На фарфоровую пластинку (предметное стекло) поместите 1—2 капли анализируемого на катион Mg²⁺ раствора и добавьте 1—2 капли щелочного раствора реактива. Появляется синяя окраска или синий осадок. Если раствор имеет сильнокислую реакцию, то появляется желтая окраска. В данном случае к раствору надо добавить несколько капель щелочи.