Расчеты для приготовления растворов заданной концентрации
Отчет по лабораторной работе по дисциплине: «Технология продуктов тонкого неорганического синтеза» Получение фосфата железа(III) (FePO4)
Выполнили: студенты 4 к. 6 гр. факультета ХТиТ Габа А.В. Стёпкин К.Е. Джораев Э.В. Худайберенов Дж.Г.
Руководитель ______профессор__________ ______________ ___Ещенко Л.С._______
Минск 2015 Содержание
Введение. 3 1 Задание. 4 2 Характеристика фосфата железа (III): свойства, применение. 5 3 Химические реакции, лежащие в основе образования фосфата железа (III) 6 4 Обоснование выбора исходных реагентов. 7 5 Расчеты для приготовления растворов заданной концентрации. 8 6 Описание лабораторной установки для осаждения и последующих стадий получения соединения. 9 7 Описание проведения синтеза............................................................................. 10 8 Описание методик анализа заданных компонентов........................................... 12 8.1 Определение скорости отстаивания до и после старения........................ 12 8.2 Определение содержания свободной и химически связанной влаги...... 12 8.3 Определение содержания Fe2O3................................................................ 12 8.4 Определение содержания P2O5................................................................. 12 9 Описание результатов экспериментальных исследований. 14 9.1 Определение скорости отстаивания до и после старения........................ 14 9.2 Определение содержания в осадке свободной и химически связанной влаги.............................................................................................. 15 9.3 Определение содержания Fe2O3 в полученных соединениях.................. 16 9.4 Определение содержания P2O5 в полученных соединениях.................... 16 10 Обсуждение экспериментальных данных......................................................... 18 11 Выводы............................................................................................................... 19 Список литературы.. 20
Введение
Железо - это самый распространенный из всех d-элементов металл в земной коре: его молярная доля в земной коре составляет 5,1%. В свободном состоянии железо обнаружено только в метеоритах. Известно около 300 минералов, содержащих этот металл. Основными минералами являются магнитный железняк (магнетит) Fe3O4, красный железняк (гематит) Fe2O3, бурый железняк (лимонит) Fe2O3·nH2O, сидерит FeCO3 и пирит (железный, или серный, колчедан) FeS2. Установлено, что огромное количество железа располагается в глубинных слоях земли и ядро нашей планеты, имеющие радиус около 3000 км, представляет собой сплав железа с никелем. Железо может проявлять в соединениях степени окисления +2, +3 и +6. Существуют фосфаты двух- и трёхвалентного железа: фосфат железа(II) и фосфат железа(III). Фосфат железа(II) — неорганическое соединение, соль металла железа и ортофосфорной кислоты с формулой Fe3(PO4)2, белые кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидраты. Фосфат железа(III) — неорганическое соединение, соль металла железа и ортофосфорной кислоты с формулой FePO4, жёлтые кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидраты. Задание
Получение фосфата железа (III) (FePO4). Метод осаждения – периодический. 1) Осадитель - раствор NH4OH, pH: а)4,5; б)6,5; в)8,5; 2) Осадитель – раствор KOH, pH: а)6,5; б)8,5. Концентрация осадителей: 25% NH4OH и 20% KOH. Исходная соль: хлорид железа (FeCl3·6H2O) Концентрация раствора соли и раствора фосфорной кислоты: C=0.5 моль/литр Процесс проводится при постоянной скорости перемешивания. Характеристика фосфата железа(III): свойства, применение Ортофосфат железа(III) FePO4 – желтые кристаллы; низкотемпературная модификация при 600оС переходит в гексагональную, выше 950оС – в ромбическую типа шаренгита; не растворим в воде, в соляной и серных кислотах. Кристаллизуется из водных растворов в виде дигидрата FePO4·2H2O, который обезвоживается выше 250oС. Известны конденсированные фазы железа(III) – FeH2P3O10·nH2O, а также линейные и циклические состава Fe(PO3)3, в которых анион представляет циклы P4O124- или P6O186- либо имеет линейное цепочечное строение (PO3)∞. Фосфат железа(III) не нашёл широкого применения. В частности, его используют в фармакологии, как гомеопатический препарат и в качестве моллюскоцида, как химическое средство, уничтожающее моллюсков. Химические реакции, лежащие в основе образования фосфата железа (III) 1. Взаимодействием растворимых солей железа с H3PO4: FeCl3+ H3PO4→FePO4↓+ 3HCl Fe2(SO4)3+ 2H3PO4→ 2FePO4↓+3H2SO4 2. Обработка растворов солей железа(III) гидрофосфатом натрия в присутствии ацетата натрия: FeCl3+Na2HPO4+NaCH3COO→FePO4+3NaCl+CH3COOH 3. Взаимодействие диоксоферрата (III) натрия с H3PO4: NaFeO2+ H3PO4→FePO4↓+NaOH +H2O Обоснование выбора исходных реагентов В нашей работе получать исследуемое вещество мы будем по следующим реакциям: FeCl3 + Н3PO4 +3NH4OH = FePO4 + 3NH4Cl + 3H2O FeCl3 + Н3PO4 +3KOH = FePO4 + 3KCl + 3H2O На практике эти реагенты наиболее рациональны в использовании, т.к. все они являются легко доступными соединениями и при осаждении дают наибольший выход продукта. В качестве осадителя выбран 25% раствор NH4OH и 20% раствор KOH. Жидкий аммиак — хороший растворитель для очень большого числа органических, а также для многих неорганических соединений. Водный раствор аммиака имеет слабощелочную реакцию из-за протекания процесса: NH3+H2O=NH4++OH-. Взаимодействуя с кислотами, даёт соответствующие соли аммония: NH3+HNO3=NH4NO3. Водные растворы КОН имеют сильнощелочную реакцию. Гидроксид калия менее распространен и поэтому более дорог, чем гидроксид натрия. Он применяется только в тех случаях, когда необходим присущий ему комплекс физико-химических свойств, не обеспечиваемый гидроксидом натрия. Растворы хлорида аммония и хлорида калия, образующиеся в ходе реакции, являются побочными продуктами и удаляются путем отмывки.
Расчеты для приготовления растворов заданной концентрации
Для получения фосфата железа(III) (FePO4) периодическим способом используем следующие реакции: FeCl3 + Н3PO4 +3NH4OH = FePO4 + 3NH4Cl + 3H2O FeCl3 + Н3PO4 +3KOH = FePO4 + 3KCl + 3H2O Приготовим 50 мл 0.5 М раствора FeCl3: m FeCl3=C*M*V=0.5*162,2*0,05=4,055 г. Находим состав кристаллогидрата FeCl3*6H2O: w FeCl3=M FeCl3/M FeCl3*6H2O=162,2/270,2=0,6; m FeCl3*6H2O= m FeCl3/ w FeCl3=4,055/0,6=6,76 г. Приготовим 50 мл 0.5 М раствора Н3PO4: p Н3PO4=1,72 г/л; m Н3PO4=0,5*98*0,05=2,45 г; m раствора Н3PO4=2,45/0,875=2,8 г; V Н3PO4=2,8/1,72=1,63 мл. Для 1-го опыта в качестве осадителя используем 25% водный раствор NH4OH. Для 2-го опыта в качестве осадителя используем 20% водный раствор KOH.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1116)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |