Скачать книгу "Курс аналитической химии. Том первый. Качественный анализ" (11.4Mb). Йод и соединения йода

Иод - серовато-черные кристаллы с металлическим блеском плотностью 4,93 г/см3. Плавится он при 113,6° и кипит при 184,4°. Теплоемкость кристаллов

W

0,05058+4,688 10"в/ кал/г (25- -113°), жидкости 0,0756 кал/г (113,6-184°) и пара 0,0350 Кал/г (25-1200°). Теплота пла­вления 14,85 кал/г (113,6°). Теп­лота парообразования 56,9 кал/г Цри 113,6° и 39,3 кал/г при 184,4°.

Давление пара иода при 25° 0,31 мм рт. ст. и при 113,6° 90,5 мм рт. ст. Он легко возго­няется; пары имеют фиолето­вый цвет. При конденсации па­ров на холодной поверхности образуются кристаллы. Рас­творимость иода в 1000 г воды при 20° 0,28 г, 50° -0,71 г и 100° -4,5 г. В присутствии сульфатов растворимость иода уменьшается, а в присутствии

I", Вг-, С1~ - увеличивается вследствие образования комплексных полигалогеновых ионов:

R+Ij-IJ, IJ + Ij-IJ, Br-+I2 = BrI"

И т. п. Это сильно влияет на коэффициент распределения иода между газовой и жидкой фазами (рис. 71), что существенно для

Извлечения иода из растворов воздушной десорбцией1-4. Лучше, чем в воде, иод растворяется в этиловом спирте, эфире, хлоро­форме, сероуглероде, тетрахлорметане, дихлорэтане, керосине и других органических жидкостях, образуя окрашенные растворы.

Растворение иода в воде сопровождается гидролизом: 12 + 4- НгО = Н+ + I" + НЮ, константа равновесия5 которого при 20°

70

К 30

20

Температура^

Рнс. 72. Растворимость Nal, NH4I, KI и КЮз в воде.

Го

Ю

Дит в йодноватую кислоту: ЗНЮ = ЗН+ + 2Г + ю; (этот переход происходит легче, чем у аналогичных соедине­ний хлора и брома). Поэто­му суммарное уравнение ги­дролиза иода:

3I2 + ЗН20 = 6Н+ + 5 Г + IOJ

Его константа равнове­сия при 20° равна 6:

[Н+ ]6[г ]5[Юз1 К■= . з1 3J = 2,45 1(Г48

Крепкой азотной кисло­той иод легко окисляется до 12Об при комнатной темпе­ратуре. Пятиокись иода сильно гигроскопична и под действием влаги воздуха пе­реходит в Н1308. При 280° I2Os необратимо разлагает­ся на 12 и 02. (После про­должительного нагревания при 250° наблюдается не­значительная сублимация

Лий. Все эти соли образуют бесцветные кристаллы. Йодистый нат­рий Nal кристаллизуется в кубической системе с плотностью 3,67 г/см3; плавится при 65Г (по другим данным при 682°). Рас­творимость его в воде показана на рис. 72. NaI-2H20 кристалли­зуется в моноклинной системе с плотностью 2,45 г/см3. Йодистый натрий сильно гигроскопичен. При длительном хранении кристал­лы его окрашиваются в желтый цвет из-за выделения свободного иода. Йодистый калий KI и иодистый аммоний NH4I кристалли­зуются только в безводной форме в кубической системе. Плот­ность KI 3,13 г/см3, плавится он при 723°; плотность NH4I 2,51 г/см3. Иодноватокислый калий КЮз образует безводные кри­сталлы кубической системы с плотностью 3,89 г/см3; плавится при 560°. При нагревании разлагается с выделением кислорода. Об­разует кислую соль КЮз-НЮз. Насыщенный водный раствор при

15° содержит 1,33% КЮ8-Н103.

ПРИМЕНЕНИЕ

Иод применяют в медицине в виде йодной настойки (5 и 10% раствор в спирте) или раствора Лиголя (водный раствор иода, содержащий иодистый калий) и в виде солей и органических со­единений (йодоформ, иодгност, сайодин, сергозин, иодол и др.).

Иод используют при синтезе органических красителей, при по­лучении титана, при изготовлении некоторых металлов высокой степени чистоты (через иодиды). 70-75% иода перерабатывают в иодистые соли, применяющиеся, кроме медицины, в фотографии, лабораторной практике, в сельском хозяйстве и для иодирования поваренной соли. Мировое производство иода составляет ~4000 т/год7-11.

Согласно ГОСТ 545-71, технический иод 1- и 2-го сортов должен содержать соответственно не менее 99 и 97,5% иода и не бо­лее: 0,010 и 0,015% хлора и брома, 0,1 и 0,2% органических веществ и 0,05 и 0,15% золы. Иод упаковывают в полиэтилено-лавсановые мешки, помещаемые в картонные барабаны или деревянные бочки.

СЫРЬЕ

Иод широко распространенный в природе, но очень рассеянный элемент. Содержание его в земной коре составляет ЬЮ-4 вес.%. Минералы, содержащие иод, встречаются редко и в очень малых количествах. В рассеянном состоянии иод находится повсеместно. Содержание иода в горных породах и минералах колеблется от 1,7-Ю"5"до 1,2 10~4%, в природных водах от 3-10~5 до 150 мг/л И в воздухе 0,001-0,002 мг/м3. Наиболее богат иодом воздух при­морских районов, так как в морской воде содержится 0,01- 0,04 мг/л иодидов или иодатов. Иод содержится во всех растительных и животных организмах, особенно в морских (неко­торые губки содержат до 8,5% иода).

Сырьем для промышленного получения иода являются некото­рые природные отложения селитры, морские водоросли и буровые воды нефтяных и газовых месторождений. Селитроносные породы, содержащие иод, находятся в северной части Южной Америки (Чили, Боливия, Перу). Содержание иода в них составляет от 0,05 до 1%. Из морских водорослей особенно богаты иодом ламина­рия, фукус и филлофора. В Китае эти водоросли выращивают специально для извлечения из них иода. Содержание иода в воз - душносухих водорослях 0,02-0,5%. Буровые нефтяных ме­сторождений- основное сырье для получения иода в СССР, Япо­нии, США и других странах. Содержание иода в них 10-60 мг/л (в отдельных случаях до 150 мг/л). Буровые воды, используемые для промышленного извлечения иода, имеют сложный солевой состав, различные соленость и термальный режим. Получение иода выгоднее производить из вод, богатых иодом, но все сооб­ражения, приведенные об извлечении брома, остаются в силе и для извлечения иода (стр. 209, 216).

Иод, попутно с бурой и другими компонентами, можно извле­кать из сопочных грязей, содержащих 50-200 г/мъ иода,2.

Фармакопейными препаратами йодидов являются

Натрия йодид

Natrii iodidum Nal M. м. 149,89

Калия йодид Kalii iodidum KI М. м. 166,01

Оба препарата представляют собой кристаллические порош-ки белого цвета.

Применяют йодиды как носители йода при гипертиреозе,

эндемическом зобе.

Если пища или вода не содержит достаточного количества йода, как это бывает в некоторых горных местностях, то у мест-ного населения появляется заболевание - кретинизм или зоб-ная болезнь. Назначают йодиды в виде растворов (микстур)" для применения внутрь.

Способы получения галогенидов. Натрия хло-рид- единственный из галогенидов, который широко распрост-ранен в природе в виде массивных отложений каменной соли. Она и является основным источником для получения фармако-пейного препарата. Водные солевые растворы выпаривают, пос-ле чего натрия хлорид подвергают очистке от сопровождающих его примесей. В конечном итоге натрия хлорид перекристалли-зовывают из воды, насыщенной концентрированной хлороводо-родной кислотой, в которой он плохо растворим.

Более чистый препарат можно получить путем обработки карбоната натрия или соответственно калия х. ч. хлороводород-ной кислотой.

Сопутствующий продукт реакции (СОг) летуч и поэтому натрия (калия) хлориды получаются чистыми.

Бромиды и йодиды получаются совершенно однотипно. В промышленности их получают следующим образом: железные стружки обрабатывают водой и добавляют бром или соответ-ственно йод. При этом образуется бромид (йодид) железа (FeBr 2 или Fel 2). Затем к реакционной массе снова добавляют Br,(I,).

Осадки гидроокисей железа отфильтровывают. Из фильтра-та после выпаривания выкристаллизовывается натрия бромид или соответственно натрия йодид.

Для получения калия бромида и калия йодида вместо соды берут поташ К2СО3.

Подлинность всех этих препаратов (хлоридов, броми-дов, йодидов) определяется по катиону Na+ и К + и по соответ-ствующему аниону С1~, Вг~, I - .

Натрий-ион обычно обнаруживают по окраске пламени в желтый цвет. Из химических реакций ГФ X приводит реакцию с цинкуранилацетатом - в присутствии Na+ выделяется желтый кристаллический осадок.

Калий-ион определяется по окрашиванию пламени горелки в фиолетовый цвет, а если смотреть на пламя через синее стек-ло, оно кажется окрашенным в пурпурно-красный цвет.

Из химических реакций применяются:

а) реакция с винно-камениой кислотой в присутствии аце-тата натрия.

Во избежание растворения осадка гидротартрата калия в образовавшейся минеральной кислоте (НС1) ее связывают аце-татом натрия;

б) реакция с раствором кобальтинитрита натрия (гексанит-

рокобальт натрия).

Реакцию проводят в уксуснокислой среде при потираний па-лочкой о стенки сосуда.

Этой реакцией можно обнаружить калий-ион только в отсут-ствии NH4 + -hohob, которые с этим реактивом также дают оса-док. Поэтому, прежде чем исследовать соли калия данной реак-цией, их следует прокалить для удаления возможных примесей солей аммония.

Для подтверждения подлинности анионов С1 - , Вг~, I - ГФ X приводит две основных реакции:

а) реакция с раствором нитрата серебра в присутствии азотной кислоты; при действии на хлориды, бромиды, йодиды раствором нитрата серебра в присутствии азотной кислоты об-разуются творожистые осадки, соответственно:

Реакцию проводят в присутствии азотной кислоты, которая не растворяет осадки галогенидов серебра.

Так как хлориды и бромиды серебра иногда бывает трудно отличить по цвету, рекомендуется испытывать растворимость этих осадков в растворах аммиака и карбоната аммония

Хлорид серебра легко растворяется в разбавленных раство-рах аммиака и карбоната аммония с образованием соответст-вующих растворимых комплексов.

Бромид серебра трудно растворим в разбавленных раство-рах аммиака и растворяется только в концентрированных рас-творах, а в растворе (гШ^гСОз совсем не растворяется.

Иодид серебра не растворяется ни в растворах аммиака, ни в растворе (МН^аСОз.

б) реакция окисления галогенид-ионов (С1~, Br~, I -) до элементарного галогена; галогенид-ионы в кислой среде явля-ются восстановителями и сами способны окисляться до свобод-ного галогена. Это свойство используется для определения под-линности бромидов и йодидов.

К раствору бромида или йодида (NaBr, Nal) добавляют ми-неральную кислоту, например хлороводородную, хлороформ и окислитель. Обычно в случае бромидов в качестве окислителя добавляют хлорамин, а в случае йодидов - нитрит натрия NaN0 2 или хлорид окисного железа FeCl 3 . Реакционную массу встряхивают и дают отстояться. Хлороформный слой в случае бромидов окрашивается в желтый цвет (Вг 2), а в случае йоди-дов- в фиолетовый (1 2).

Хлориды (NaCl, KCI) также окисляются до свободного хло-ра, но так как хлор летуч, эта реакция не является удобной для подтверждения подлинности хлоридов и не рекомендуется ГФ X.

Часто для открытия бромидов и йодидов применяют брома-ты (ЫаВгОз) и соответственно йодаты (NaI0 3), которые, являясь окислителями, в кислой среде окисляют Вг~ и 1~ до свободного брома и соответственно йода. Реакцию проводят в присутствии хлороформа, который окрашивается в желтый (Вг 2) и соответственно в фиолетовый цвет (Ь).

Испытание на чистоту. Для натрия и калия хлори-дов ГФ X требует отсутствия примесей солей магния, бария, аммония.

В натрия хлориде не допускаются примеси солей калия, а в калия хлориде - солей натрия, так как калий и натрий явля-ются антагонистами по действию.

Такие примеси, как кальций, железо, тяжелые металлы, сульфаты, мышьяк, ГФ X допускает в препаратах натрия и ка-лия хлорида в пределах эталонов, так как допустимый предел этих примесей не влияет на терапевтический эффект препара-тов и не вызывает никаких побочных явлений.

В бромидах не допускаются примеси бария, кальция, брома-тов, йодидов (токсичные).

Примесь растворимых солей бария и кальция определяется добавлением к раствору препарата разбавленной серной кисло-ты. При наличии Ва 2+ и Са 2+ будет наблюдаться помутнение раствора вследствие образования нерастворимых солей каль-ция и бария (CaS04 и BaSO-i).

Примесь йодидов определяется добавлением к раствору пре-парата окислителя, например хлорида железа.

При добавлении хлороформа выделившийся йод окрасит его в фиолетовый цвет.

Наиболее опасной примесью являются броматы вследствие своей токсичности. Обнаружить их в бромидах можно добавле-нием хлороводородной кислоты. При наличии примеси брома-тов будет выделяться свободный бром, который окрасит рас-твор в желтый цвет.

Примеси сульфатов, тяжелых металлов и мышьяка допуска-ются в бромидах в пределах эталонов.

В йодидах могут быть примеси карбонатов, цианидов, нит-ратов, йодатов, растворимых солей бария. Все эти примеси ядо-виты и поэтому содержание их в препаратах не допускается.

Примесь нитратов открывается путем восстановления их до аммиака, который обнаруживается органолептически или по посинению влажной красной лакмусовой бумажки.

Примесь цианидов определяется по образованию берлинской лазури.

Количественное содержание хлоридов и бромидов ГФ X рекомендует определять методом аргентометрии (по ме-тоду Мора). Точная навеска препарата в нейтральной или сла-бощелочной среде титруется раствором нитрата серебра до коричневато-красного цвета осадка по индикатору КгСг0 4 .

Аналогично протекает реакция с бромидами.

Иодиды нельзя определять методом Мора, так как титрова-ние их сопровождается образованием коллоидных систем йодй-да серебра и адсорбцией, что затрудняет установление конечной точки титрования. Поэтому йодиды определяются титрованием нитратом серебра с применением адсорбционных индикаторов, являющихся солями слабых органических кислот, например ди-натриевая соль флуоресцеина (I) или эозинат натрия (II).

По мере титрования йодида нитратом серебра образуется коллоидный осадок Agl, частицы которого обладают большой адсорбционной способностью. Заряженные положительно, они адсорбируют на своей поверхности отрицательно заряженные анионы индикатора и в эквивалентной точке вызывают измене-ние цвета поверхности осадка Agl от желтого до розового.

Хранение. Хлориды, бромиды, йодиды следует хранить в условиях, предупреждающих окисление этих препаратов: в хо-рошо закупоренных банках, в сухом месте. Иодиды и бромиды обычно хранят в банках из оранжевого стекла, так как свет стимулирует процессы окисления.

Задание 32 на ЕГЭ по химии-2018 (бывшее задание С2 «нового типа») содержит описание эксперимента, состоящего из последовательно проводимых химических реакций и лабораторных методов разделения продуктов реакций (мысленный эксперимент ).

По моим наблюдениям, у многих учеников это задание вызывает сложности. В немалой степени это объясняется все более академическим характером преподавания химии в школах и на курсах, когда изучению особенностей работы в лаборатории и собственно проведению лабораторных экспериментов выделяется недостаточное количество внимания.

Поэтому я решил систематизировать и обобщить материал по т.н. «лабораторной» химии. В этой статье рассматриваются примеры задания 32 в ЕГЭ по химии-2018 (бывшего задания С2), с подробным разбором и анализом решения.

Для выполнения этого задания необходимо хорошее понимание некоторых тем общей химии и химии элементов, а именно: основные , химические свойства и получение , кислот, и солей, и взаимосвязь между различными классами неорганических веществ; свойства простых веществ — металлов и неметаллов; ; ; , , галогенов.

1. Раствор, полученный при взаимодействии меди с концентри­рованной азотной кислотой, выпарили и осадок прокалили. Газооб­разные продукты реакции разложения полностью поглощены водой, а над твердым остатком пропустили водород. Напишите уравнения описанных реакций.

Анализ и решение.

«Ключевые слова» - концентрированная азотная кислота и медь.

Медь - малоактивный металл, проявляет свойства восстанови­теля.

Ключевые слова: » … Полученный продукт последо­вательно обработали сернистым газом и раствором гидроксида ба­рия «. Сульфат натрия, полученный в предыдущей стадии, вступает в реакцию ионного обмена с гидроксидом бария с выпадением осадка сульфата бария (уравнение 4).

1) 2NaCl = 2Na + Cl 2

2) 2Na + O 2 = Na 2 O 2

3) Na 2 O 2 + SO 2 = Na 2 SO 4

4) Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = NaOH + BaSO 4

5. Продукты разложения хлорида аммония последовательно про­пустили через нагретую трубку, содержащую оксид меди (II), а затем через склянку с оксидом фосфора (V). Напишите уравнения описан­ных реакций.

Анализ и решение.

Ключевые слова: «Продукты разложения хлорида аммония …». Хлорид аммония — соль, которая разлагается при нагревании твердой соли на газообразный аммиак и газ хлороводород (уравнение 1)

Далее, продукты реакций 2 и 3 пропускают через емкость с оксидом фосфора (V). Анализируем возможность протекания химической реакции между веществами. Простое вещество медь химически малоактивно и не реагирует с фосфора. Простое вещество азот также химически малоактивно, с оксидом фосфора (V) не реагирует. Зато с кислотным оксидом фосфора (V) отлично реагируют пары воды с образованием орто-фосфорной кислоты (уравнение 4).

1) NH 4 Cl = NH 3 + HCl

2) CuO + 2HCl = CuCl 2 + H2O

3) 3CuO + 2NH 3 = 3Cu + N 2 + 3H2O

4) 3H 2 O + P 2 O 5 = 2H 3 PO 4

6. К нерастворимой в воде соли белого цвета, которая встречается в природе в виде широко используемого в строительстве и архитек­туре минерала, прилили раствор соляной кислоты, в результате соль растворилась и выделился газ, при пропускании которого через из­вестковую воду выпал осадок белого цвета; осадок растворился при дальнейшем пропускании газа. При кипячении полученного раство­ра выпадает осадок. Напишите уравнения описанных реакций.

Анализ и решение.

Из школьного курса химии хорошо известно, что нерастворимой в воде солью белого цвета, которая встречается в природе в виде широко используемого в строительстве и архитек­туре минерала является карбонат кальция CaCO 3 . Нерастворимые соли растворяются под действием более сильных кислот, в данном случае, соляной кислоты (уравнение 1).

Образующийся газ пропускают через известковую воду Ca(OH) 2 . Углекислый газ — типичный кислотный оксид, который при взаимодействии с щелочью образует соль — карбонат кальция (уравнение 2). Далее осадок растворился при дальнейшем пропускании газа. Здесь рассматривается очень важное свойство: средние соли многоосновных кислот под действием избытка кислоты образуют более кислые соли . Карбонат кальция в избытке углекислого газа образует более кислую соль — гидрокарбонат кальция Ca(HCO 3) 2 , который хорошо растворим в воде (уравнение 3).

Свойства кислых солей в значительной степени складываются из свойств образующих кислые соли соединений . Свойства гидрокарбоната кальция определяются свойствами образующих его соединений — угольной кислоты H 2 CO 3 и карбоната кальция. Несложно вывести, что при кипячении гидрокарбонат будет разлагаться на карбонат кальция (раздагается при более высоких температурах, порядка 1200 градусов Цельсия), углекислый газ и воду (уравнение 4).

1) CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O

2) CO 2 +Ca(OH) 2 = CaCO 3 + H 2 O

3) CaCO 3 + H 2 O + CO 2 = Ca(HCO 3) 2

4) Ca(HCO 3) 2 = CaCO 3 + H 2 O + CO 2

7. Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора йодида натрия с инертными электродами, прореагировало с серово­дородом. Образовавшееся твёрдое вещество сплавили с алюминием и продукт растворили в воде. Напишите уравнения описанных ре­акций.

Анализ и решение.

Электролиз раствора йодида натрия с инертными электродами описывается уравнением:

1. 2NaI + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 + I 2

2. I 2 0 + H 2 S -2 = 2HI — + S 0

При этом образовалась твердая сера. Сера реагирует с алюминием при сплавлении, образуя сульфид алюминия. Большинство неметаллов реагируют с металлами с образованием бинарных соединений:

3. 3S 0 + 2Al 0 = Al 2 +3 S 3 -2

Продукт реакции алюминия с серой — сульфид алюминия — при растворении в воде необратимо распадается на гидроксид алюминия и сероводород:

4. Al 2 S 3 + 12H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S

Такие реакции называют также реакциями . Подробно случаи необратимого гидролиза рассмотрены в .

8. Газ, выделившийся при взаимодействии хлористого водоро­да с перманганатом калия, реагирует с железом. Продукт реакции растворили в воде и добавили к нему сульфид натрия. Более легкое из образовавшихся нерастворимых веществ отделили и ввели в ре­акцию с горячей концентрированной азотной кислотой. Напишите уравнения описанных реакций.

9. Сульфид хрома (III) обработали водой, при этом выделился газ и осталось нерастворимое вещество. К этому веществу прибави­ли раствор едкого натра и пропустили газообразный хлор, при этом раствор приобрёл жёлтое окрашивание. Раствор подкислили сер­ной кислотой, в результате окраска изменилась на оранжевую; через полученный раствор пропустили газ, выделившийся при обработке сульфида водой, и цвет раствора изменился на зелёный. Напишите уравнения описанных реакций.

Анализ и решение.

Ключевые слова: «Сульфид хрома (III) обработали водой, при этом выделился газ и осталось нерастворимое вещество «. Сульфид хрома (III) под действием воды разлагается на гидроксид и сероводород . Подробно реакции гидролиза таких соединений рассмотрены в . (реакция 1)

1) Cr 2 S 3 + 6H 2 O = 2Cr(OH) 3 + 3H 2 S

Ключевые слова: «… прибави­ли раствор едкого натра и пропустили газообразный хлор, при этом раствор приобрёл жёлтое окрашивание «. Под действием хлора в щелочной среде хром +3 окисляется до хрома +6 . Хром +6 образует кислотный оксид и гидроксид, в растворе едкого натрия образует устойчивую соль желтого цвета — хромат натрия (реакция 2).

2) 2Cr +3 (OH) 3 + 3Cl 0 2 + 10NaOH = 2Na 2 Cr +6 O 4 + 6NaCl — + 8H 2 O

Далее, ключевые слова: «Раствор подкислили сер­ной кислотой, в результате окраска изменилась на оранжевую «. Соли-хроматы в кислой среде переходят в дихроматы. Желтый хромат натрия в кислой среде превращается в оранжевый дихромат натрия (реакция 3). Это не ОВР!

3) 2Na 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + Na 2 SO 4 + H 2 O.

Далее: «… через полученный раствор пропустили газ, выделившийся при обработке сульфида водой, и цвет раствора изменился на зелёный «. Дихромат натрия — сильный окислитель, при взаимодействии с сероводородом восстанавливается до трехвалентной соли хрома . Соединения хрома (III) — амфотерные, в кислой среде образуют соли. Соли хрома (III) окрашивают раствор в зеленый цвет (реакция 4).

4) Na 2 Cr +6 2 O 7 + 3H 2 S -2 + 4H 2 SO 4 = 3S 0 + Cr +3 2 (SO 4) 3 + Na 2 SO 4 + 7H 2 O

10. Получение чёрно-белого изображения при фотографирова­нии основано на разложении соли неизвестного металла под дей­ствием света. При растворении этого металла в разбавленной азот­ной кислоте выделяется бесцветный газ, который на воздухе быстро изменяет свой цвет на бурый, и образуется соль, взаимодействующая с бромидом натрия с образованием творожистого осадка желтоватого цвета. Анионом в соли, используемой в фотографии, является анион кислоты, которая образуется одновременно с серной кислотой, при взаимодействии бромной воды и сернистого газа. Напишите уравне­ния описанных реакций.

11. В раствор, полученный при взаимодействии алюминия с раз­бавленной серной кислотой, по каплям добавляли раствор гидроксида натрия до образования осадка. Выпавший осадок белого цвета отфильтровали и прокалили. Полученное вещество сплавили с кар­бонатом натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

Анализ и решение.

Разбавленная серная кислота при взаимодействии с металлами ведет себя, как обычная минеральная кислота. Металлы, находящиеся в ряду электрохимической активности левее водорода, при взаимодействии с минеральными кислотами вытесняют водород :

1. 2Al 0 + 3H + 2 SO 4 = Al +3 2 (SO 4) 3 + 3H 0 2

Далее, с гидроксидом натрия взаимодействует сульфат алюминия. В условии указано, что гидроксид натрия добавляли по каплям. Это значит, что гидроксид натрия был в недостатке, а сульфат алюминия -в значительном избытки. При таких условиях образуется осадок гидроксида алюминия:

2. Al 2 (SO 4) 3 + 6NaOH = 2Al(OH) 3 + 3Na 2 SO 4

Осадок белого цвета — гидроксид алюминия, нерастворимый в воде. При прокаливании нерастворимые гидроксиды разлагаются на воду и соответствующий оксид :

3. 2Al(OH) 3 = Al 2 O 3 + 3H 2 O

Полученное вещество — оксид алюминия — сплавили с карбонатом натрия. В расплаве менее летучие оксиды вытесняют более летучие из солей . Карбонат — это соль, которой соответствует летучий оксид, углекислый газ. Соответственно, при сплавлении карбонатов щелочных металлов с твердыми оксидами (кислотными и амфотерными) образуется соль, соответствующая этому оксиду, и углекислый газ:

4. Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 = 2NaAlO 2 + CO 2

12. Через раствор хлорида меди (II) с помощью графитовых элек­тродов пропускали постоянный электрический ток. Выделившийся на катоде продукт электролиза растворили в концентрированной азотной кислоте. Образовавшийся при этом газ собрали и пропусти­ли через раствор гидроксида натрия. Выделившийся на аноде газо­образный продукт электролиза пропустили через горячий раствор гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

13. Простое вещество, полученное при нагревании смеси фос­фата кальция с коксом и оксидом кремния, растворяется в растворе едкого кали. Выделяющееся газообразное вещество сожгли, продук­ты горения собрали и охладили, а в полученный раствор добавили нитрат серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

14. Зловонную жидкость, образовавшуюся при взаимодействии бромистого водорода с перманганатом калия, отделили и нагрели с железной стружкой. Продукт реакции растворили в воде и добавили к нему раствор гидроксида цезия. Образовавшийся осадок отфильтро­вали и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

15. Над поверхностью раствора едкого натра пропускали элек­трические разряды, при этом воздух окрашивался в бурый цвет, при­чём окраска через некоторое время исчезала. Полученный раствор осторожно выпарили и установили, что твёрдый остаток представ­ляет собой смесь двух солей. Выдерживание смеси солей на воздухе приводит к образованию одного вещества. Напишите уравнения описанных реакций.

Кальций растворили в воде. При пропускании через получен­ный раствор сернистого газа образуется осадок белого цвета, кото­рый растворяется при пропускании избытка газа. Добавление к по­лученному раствору щёлочи приводит к образованию осадка белого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

При сжигании на воздухе простого вещества жёлтого цвета образуется газ с резким запахом. Этот газ выделяется также при об­жиге некоторого минерала, содержащего железо, на воздухе. При действии разбавленной серной кислоты на вещество, состоящее из тех же элементов, что и минерал, но в другом соотношении, выде­ляется газ с характерным запахом тухлых яиц. При взаимодействии выделившихся газов друг с другом образуется исходное простое ве­щество. Напишите уравнения описанных реакций.

Газообразный продукт взаимодействия сухой поваренной соли с концентрированной серной кислотой ввели в реакцию с раст­вором перманганата калия. Выделившийся газ пропустили через рас­твор сульфида натрия. Выпавший осадок жёлтого цвета растворяется в концентрированном растворе гидроксида натрия. Напишите урав­нения описанных реакций.

Газ, образовавшийся при пропускании хлористого водорода через горячий раствор хромата калия, взаимодействует с железом. Продукт реакции растворили в воде и добавили к нему сульфид нат­рия. Более легкое из образовавшихся нерастворимых веществ отде­лили и ввели в реакцию с концентрированной серной кислотой при нагревании. Напишите уравнения описанных реакций.

Две соли содержат одинаковый катион. Термический распад первой из них напоминает извержение вулкана, при этом выделя­ется малоактивный бесцветный газ, входящий в состав атмосферы. При взаимодействии второй соли с раствором нитрата серебра обра­зуется белый творожистый осадок, а при нагревании её с раствором щёлочи выделяется бесцветный ядовитый газ с резким запахом; этот газ может быть получен также при взаимодействии нитрида магния с водой. Напишите уравнения описанных реакций.

К раствору сульфата алюминия добавили избыток раствора гидроксида натрия. В полученный раствор небольшими порциями прибавляли соляную кислоту, при этом наблюдали образование объ­ёмного осадка белого цвета, который растворился при дальнейшем прибавлении кислоты. В образовавшийся раствор прилили раствор карбоната натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

Над поверхностью налитого в колбу раствора едкого натра пропускали электрические разряды, при этом воздух в колбе окра­шивался в бурый цвет, который исчезал через некоторое время. По­лученный раствор осторожно выпарили и установили, что твёрдый остаток представляет собой смесь двух солей. При нагревании этой смеси выделяется газ и остаётся единственное вещество. Напишите уравнения описанных реакций.

Оксид цинка растворили в растворе хлороводородной кисло­ты и раствор нейтрализовали, добавляя едкий натр. Выделившееся студенистое вещество белого цвета отделили и обработали избытком раствора щёлочи, при этом осадок полностью растворился. Нейтра­лизация полученного раствора кислотой, например, азотной, при­водит к повторному образованию студенистого осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, полученное на катоде при электролизе расплава хлорида меди (II), реагирует с серой. Полученный продукт обра­ботали концентрированной азотной кислотой и выделившийся газ пропустили через раствор гидроксида бария. Напишите уравнения описанных реакций.

Смесь ортофосфата кальция, кокса и песка нагревали в элек­трической печи. Один из продуктов этой реакции может самовоспла­меняться на воздухе. Твёрдый продукт горения этого вещества при нагревании растворили в воде и через полученный раствор пропусти­ли газообразный аммиак. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, полученное на катоде при электролизе раствора хлорида железа (II), сплавили с серой и продукт этой реакции под­вергли обжигу. Образовавшийся газ пропустили через раствор гидро­ксида бария. Напишите уравнения описанных реакций.

В нагретую концентрированную серную кислоту внесли мед­ную проволоку и выделяющийся газ пропустили через избыток раст­вора едкого натра. Раствор осторожно выпарили, твёрдый остаток растворили в воде и нагрели с порошкообразной серой. Непрореагировавшую серу отделили фильтрованием и к раствору прибавили серную кислоту, при этом наблюдали образование осадка и выделе­ние газа с резким запахом. Напишите уравнения описанных реакций.

После кратковременного нагревания неизвестного порошко­образного вещества оранжевого цвета начинается самопроизвольная реакция, которая сопровождается изменением цвета на зелёный, вы­делением газа и искр. Твёрдый остаток смешали с едким кали и на­грели, полученное вещество внесли в разбавленный раствор соля­ной кислоты, при этом образовался осадок зелёного цвета, который растворяется в избытке кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

Две соли окрашивают пламя в фиолетовый цвет. Одна из них бесцветна, и при лёгком нагревании её с концентрированной серной кислотой отгоняется жидкость, в которой растворяется медь; послед­нее превращение сопровождается выделением бурого газа. При до­бавлении к раствору второй соли раствора серной кислоты жёлтая окраска раствора изменяется на оранжевую, а при нейтрализации полученного раствора щёлочью восстанавливается первоначальный цвет. Напишите уравнения описанных реакций.

Раствор хлорида железа (III) подвергли электролизу с графи­товыми электродами. Осадок бурого цвета, образовавшийся в каче­стве побочного продукта электролиза, отфильтровали и прокалили. Вещество, образовавшееся на катоде, растворили в концентриро­ванной азотной кислоте при нагревании. Продукт, выделившийся на аноде, пропустили через холодный раствор гидроксида калия. На­пишите уравнения описанных реакций.

Газ, выделившийся при взаимодействии хлористого водорода с бертолетовой солью, ввели в реакцию с алюминием. Продукт реак­ции растворили в воде и добавили гидроксид натрия до прекращения выделения осадка, который отделили и прокалили. Напишите урав­нения описанных реакций.

Неизвестная соль бесцветна и окрашивает пламя в жёлтый цвет. При лёгком нагревании этой соли с концентрированной сер­ной кислотой отгоняется жидкость, в которой растворяется медь; по­следнее превращение сопровождается выделением бурого газа и об­разованием соли меди. При термическом распаде обеих солей одним из продуктов разложения является кислород. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, полученное на аноде при электролизе расплава йодида натрия с инертными электродами, выделили и ввели во взаи­модействие с сероводородом. Газообразный продукт последней реак­ции растворили в воде и к полученному раствору добавили хлорное железо. Образовавшийся осадок отфильтровали и обработали горя­чим раствором гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

Газы, которые выделяются при нагревании угля в концентри­рованных азотной и серной кислотах, смешали друг с другом. Про­дукты реакции пропустили через известковое молоко. Напишите уравнения описанных реакций.

Смесь железного порошка и твёрдого продукта, полученно­го при взаимодействии сернистого газа и сероводорода, нагрели без доступа воздуха. Полученный продукт подвергли обжигу на воздухе. Образовавшееся твёрдое вещество реагирует с алюминием с выделе­нием большого количества тепла. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество чёрного цвета получили, прокаливая осадок, который образуется при взаимодействии растворов гидроксида натрия и сульфата меди (II). При нагревании этого вещества с углем полу­чают металл красного цвета, который растворяется в концентриро­ванной серной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

Простое вещество, смесь которого с бертолетовой солью используется в спичках и воспламеняется при трении, сожгли в из­бытке кислорода. Твёрдое вещество белого цвета, образовавшееся в результате сгорания, растворили в избытке раствора гидроксида натрия. Полученная при этом соль с раствором нитрата серебра об­разует осадок ярко-жёлтого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте и в полученный раствор добавили избыток щёлочи, получив про­зрачный раствор. Напишите уравнения описанных реакций.

Раствор, полученный при пропускании сернистого газа че­рез бромную воду, нейтрализовали гидроксидом бария. Выпавший осадок отделили, смешали с коксом и прокалили. При обработке продукта прокаливания хлороводородной кислотой выделяется газ с запахом тухлых яиц. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, образующееся при добавлении цинкового порошка в раствор хлористого железа, отделили фильтрованием и растворили в горячей разбавленной азотной кислоте. Раствор упарили, твёрдый остаток прокалили и выделившиеся газы пропустили через раствор гидроксида натрия. Напишите уравнения описанных реакций.

Газ, выделившийся при нагревании раствора хлористого водо­рода с оксидом марганца (IV), ввели во взаимодействие с алюмини­ем. Продукт реакции растворили в воде и добавили сначала избыток раствора гидроксида натрия, а затем соляную кислоту (избыток). На­пишите уравнения описанных реакций.

Смесь двух бесцветных, не имеющих цвета и запаха, газов А и В пропустили при нагревании над катализатором, содержащим железо, и образующимся при этом газом В нейтрализовали раствор бромоводородной кислоты. Раствор выпарили и остаток нагрели с едким кали, в результате выделился бесцветный газ В с резким за­пахом. При сжигании газа В на воздухе образуются вода и газ А. На­пишите уравнения описанных реакций.

Сернистый газ пропустили через раствор перекиси водорода. Из образовавшегося раствора выпарили воду и к остатку добавили магниевую стружку. Выделяющийся газ пропустили через раствор медного купороса. Выпавший осадок чёрного цвета отделили и под­вергли обжигу. Напишите уравнения описанных реакций.

К нерастворимой в воде соли белого цвета, которая встреча­ется в природе в виде широко используемого в строительстве и архи­тектуре минерала, прилили раствор соляной кислоты, в результате соль растворилась и выделился газ, при пропускании которого через известковую воду выпал осадок белого цвета, который растворился при дальнейшем пропускании газа. При добавлении в полученный раствор избытка известковой воды выпадает осадок. Напишите урав­нения описанных реакций.

При обжиге некоторого минерала А, состоящего из двух эле­ментов, образуется газ, имеющий характерный резкий запах и обес­цвечивающий бромную воду с образованием в растворе двух силь­ных кислот. При взаимодействии вещества Б, состоящего из тех же элементов, что и минерал А, но в другом соотношении, с концен­трированной хлороводородной кислотой выделяется ядовитый газ с запахом тухлых яиц. При взаимодействии выделившихся газов друг с другом образуются простое вещество жёлтого цвета и вода. Напи­шите уравнения описанных реакций.

Вещество, выделяющееся на катоде при электролизе распла­ва хлорида натрия, сожгли в кислороде. Полученный продукт поме­стили в газометр, наполненный углекислым газом. Образовавшееся вещество добавили в раствор хлорида аммония и раствор нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.

Азотную кислоту нейтрализовали пищевой содой, нейтраль­ный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Образовав­шееся вещество внесли в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом раствор обесцветился. Азотсодержа­щий продукт реакции поместили в раствор едкого натра и добавили цинковую пыль, при этом выделился газ с резким характерным запа­хом. Напишите уравнения описанных реакций.

При взаимодействии раствора соли А со щёлочью было по­лучено студенистое нерастворимое в воде вещество голубого цвета, которое растворили в бесцветной жидкости Б с образованием раст­вора синего цвета. Твёрдый продукт, оставшийся после осторожного выпаривания раствора, прокалили; при этом выделились два газа, один из которых бурого цвета, а второй входит в состав атмосфер­ного воздуха, и осталось твёрдое вещество чёрного цвета, которое растворяется в жидкости Б с образованием вещества А. Напишите уравнения описанных реакций.

Белый фосфор растворяется в растворе едкого кали с выде­лением газа с чесночным запахом, который самовоспламеняется на воздухе. Твёрдый продукт реакции горения прореагировал с едким натром в таком соотношении, что в образовавшемся веществе белого цвета содержится один атом водорода; при прокаливании последнего вещества образуется пирофосфат натрия. Напишите уравнения опи­санных реакций.

На раствор хлорного железа подействовали раствором едкого натра, выпавший осадок отделили и нагрели. Твёрдый продукт реак­ции смешали с кальцинированной содой и прокалили. К оставшему­ся веществу добавил и нитрат и гидроксид натрия и длительное время нагревали при высокой температуре. Напишите уравнения описан­ных реакций.

Газ, выделившийся при взаимодействии хлористого водоро­да с перманганатом калия, пропустили через раствор тетрагидроксоалюмината натрия. Образовавшийся осадок отфильтровали, про­калили и твёрдый остаток обработали соляной кислотой. Напишите уравнения описанных реакций.

Азотоводородную смесь нагрели до температуры 500°С и под высоким давлением пропустили над железным катализатором. Про­дукты реакции пропускали через раствор азотной кислоты до его нейтрализации. Образовавшийся раствор осторожно выпарили, твёрдый остаток прокалили и выделившийся при этом газ пропу­стили над медью при нагревании, в результате образовалось твёрдое вещество чёрного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Гидроксид трёхвалентного хрома обработали соляной кисло­той. В полученный раствор добавили поташ, выделившийся осадок отделили и внесли в концентрированный раствор едкого кали, в ре­зультате осадок растворился. После добавления избытка соляной кислоты был получен раствор зелёного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, полученное на аноде при электролизе раствора йодида натрия с инертными электродами, ввели в реакцию с кали­ем. Продукт реакции нагрели с концентрированной серной кисло­той и выделившийся газ пропустили через горячий раствор хромата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

Оксид двухвалентного железа нагрели с разбавленной азотной кислотой. Раствор осторожно выпарили, твёрдый остаток раствори­ли в воде, в получившийся раствор внесли железный порошок и че­рез некоторое время профильтровали. К фильтрату добавили раствор едкого кали, выпавший осадок отделили и оставили на воздухе, при этом цвет вещества изменился. Напишите уравнения описанных ре­акций.

Одно из веществ, образующихся при сплавлении оксида кремния с магнием, растворяется в щёлочи. Выделяющийся газ вве­ли в реакцию с серой, а продукт их взаимодействия обработали хло­ром. Напишите уравнения описанных реакций.

Твёрдое вещество, образующееся при взаимодействии серни­стого газа и сероводорода, при нагревании взаимодействует с алюми­нием. Продукт реакции растворили в разбавленной серной кислоте и в образовавшийся раствор добавили поташ. Напишите уравнения описанных реакций.

Неизвестный металл сожгли в кислороде. Продукт реакции, взаимодействуя с углекислым газом, образует два вещества: твёрдое, которое взаимодействует с раствором соляной кислоты с выделением углекислого газа, и газообразное простое вещество, поддерживающее горение. Напишите уравнения описанных реакций.

Продукт взаимодействия азота и лития обработали водой. Вы­делившийся в результате реакции газ смешали с избытком кислорода и при нагревании пропустили над платиновым катализатором; обра­зовавшаяся газовая смесь имела бурый цвет. Напишите уравнения описанных реакций.

Медную стружку растворили в разбавленной азотной кислоте и раствор нейтрализовали едким кали. Выделившееся вещество го­лубого цвета отделили, прокалили (цвет вещества изменился на чёр­ный), смешали с коксом и повторно прокалили. Напишите уравне­ния описанных реакций.

Фосфор сожгли в избытке хлора, образующееся твёрдое веще­ство смешали с фосфором и нагрели. Продукт реакции обработали водой, при этом выделялся бесцветный газе резким запахом. Раствор добавили к подкисленному серной кислотой раствору перманганата калия, который в результате реакции обесцветился. Напишите урав­нения описанных реакций.

Хлористое железо обработали при нагревании концентриро­ванной азотной кислотой и раствор осторожно выпарили. Твёрдый продукт растворили в воде, добавили к полученному раствору поташ и выпавший осадок отделили и прокалили. Над полученным веще­ством пропустили при нагревании газообразный водород. Напишите уравнения описанных реакций.

Неизвестная соль при взаимодействии с раствором нитрата серебра образует осадок белого цвета и окрашивает пламя горелки в жёлтый цвет. При взаимодействии концентрированной серной кислоты с этой солью образуется ядовитый газ, хорошо раствори­мый в воде. В полученном растворе растворяется железо, при этом выделяется очень легкий бесцветный газ, который используется для получения металлов, например, меди, из их оксидов. Напишите уравнения описанных реакций.

Силицид магния обработали раствором хлороводородной кислоты и выделяющийся газ сожгли. Твёрдый продукт реакции смешали с кальцинированной содой, смесь нагрели до плавления и выдержали некоторое время. После охлаждения продукт реакции (широко используется под названием «жидкое стекло») растворили в воде и обработали раствором серной кислоты. Напишите уравне­ния описанных реакций.

Газовую смесь аммиака и большого избытка воздуха пропу­стили при нагревании над платиной и продукты реакции через неко­торое время поглотили раствором едкого натра. После выпаривания раствора был получен единственный продукт. Напишите уравнения описанных реакций.

К раствору хлорного железа добавили кальцинированную соду и выпавший осадок отделили и прокалили. Над полученным ве­ществом пропустили при нагревании угарный газ и твёрдый продукт последней реакции ввели во взаимодействие с бромом. Напишите уравнения описанных реакций.

Продукт взаимодействия серы с алюминием (реакция проте­кает при нагревании) растворили в холодной разбавленной серной кислоте и в раствор добавили карбонат калия. Образовавшийся оса­док отделили, смешали с едким натром и нагрели. Напишите урав­нения описанных реакций.

Хлорид кремния (IV) нагревали в смеси с водородом. Продукт реакции смешали с магниевым порошком, нагрели и обработали во­дой; одно из образующихся веществ самовоспламеняется на воздухе. Напишите уравнения описанных реакций.

Через избыток раствора едкого кали пропустили бурый газ в присутствии большого избытка воздуха. В образовавшийся раст­вор добавили магниевую стружку и нагрели; выделившимся газом нейтрализовали азотную кислоту. Полученный раствор осторожно выпарили, твёрдый продукт реакции прокалили. Напишите уравне­ния описанных реакций.

Железную окалину растворили в концентрированной азотной кислоте при нагревании. Раствор осторожно выпари­ли и продукт реакции растворили в воде. К полученному раство­ру добавили железный порошок, через некоторое время раствор отфильтровали и фильтрат обработали раствором едкого кали, в результате выделился осадок светло-зелёного цвета, который бы­стро темнел на воздухе. Напишите уравнения описанных реакций.

К раствору кальцинированной соды добавили раствор хлори­да алюминия, выделившееся вещество отделили и внесли в раствор едкого натра. В образовавшийся раствор по каплям прибавляли раст­вор хлороводородной кислоты до прекращения образования осадка, который отделили и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

В раствор нитрата ртути (II) добавили медную стружку. После окончания реакции раствор профильтровали и фильтрат по каплям прибавляли к раствору, содержащему едкий натр и гидроксид аммо­ния. При этом наблюдали кратковременное образование осадка, ко­торый растворялся с образованием раствора ярко-синего цвета. При добавлении в полученный раствор избытка раствора серной кислоты происходило изменение цвета. Напишите уравнения описанных ре­акций.

Продукт взаимодействия фосфида магния с водой сожгли и продукты реакции поглотили водой. Образовавшееся вещество ис­пользуется в промышленности для получения двойного суперфосфа­та из фосфорита. Напишите уравнения описанных реакций.

Соль, полученную при взаимодействии оксида цинка с сер­ной кислотой, прокалили при 800 °С. Твёрдый продукт реакции обра­ботали концентрированным раствором щёлочи и через полученный раствор пропустили углекислый газ. Напишите уравнения реакций описанных превращений.

К раствору хлорного железа добавили железный порошок и через некоторое время раствор профильтровали. К фильтрату до­бавили гидроксид натрия, выделившийся осадок отделили и обрабо­тали перекисью водорода. К полученному веществу добавили избы­ток раствора едкого кали и бром; в результате протекания реакции окраска брома исчезла. Напишите уравнения описанных реакций.

Оксид меди (I) обработали концентрированной азотной кис­лотой, раствор осторожно выпарили и твёрдый остаток прокалили. Газообразные продукты реакции пропустили через большое количе­ство воды и в образовавшийся раствор добавили магниевую стружку, в результате выделился газ, используемый в медицине. Напишите уравнения описанных реакций.

Сернистый газ пропустили через раствор перекиси водорода. Раствор упарили и в оставшуюся жидкость добавили медную струж­ку. Выделившийся газ смешали с газом, который образуется при взаимодействии сульфида железа (II) с раствором бромоводородной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

При добавлении в раствор соли жёлтого цвета, окрашиваю­щей пламя в фиолетовый цвет, разбавленной соляной кислоты окрас­ка изменилась на оранжево-красную. После нейтрализации раствора концентрированной щёлочью цвет раствора вернулся к первоначаль­ному. При добавлении в полученный раствор хлорида бария выпадает осадок жёлтого цвета. Осадок отфильтровали и в фильтрат добавили раствор нитрата серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

Силицид магния обработали раствором соляной кислоты, продукт реакции сожгли, образовавшееся твёрдое вещество смешали с кальцинированной содой и нагрели до плавления. После охлажде­ния расплава его обработали водой и к полученному раствору доба­вили азотную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

Нерастворимое вещество, образующееся при добавлении в раствор хлористого железа едкого натра, отделили и растворили в разбавленной серной кислоте. В полученный раствор добавили цинковую пыль, выделившийся осадок отфильтровали и растворили в концентрированной соляной кислоте. Напишите уравнения опи­санных реакций.

Нитрат алюминия прокалили, продукт реакции смешали с кальцинированной содой и нагрели до плавления. Образовавшееся вещество растворили в азотной кислоте и полученный раствор ней­трализовали раствором аммиака, при этом наблюдали выделение объёмного студенистого осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

Нитрид магния обработали избытком воды. При пропускании выделяющегося газа как через бромную воду или через нейтральный раствор перманганата калия, так и при его сжигании образуется один и тот же газообразный продукт. Напишите уравнения описанных ре­акций.

Хлорная вода имеет запах хлора. При подщелачивании запах исчезает, а при добавлении соляной кислоты - становится более сильным, чем был ранее. Напишите уравнения описанных реакций.

Твёрдое вещество, образующееся при нагревании малахита, нагрели в атмосфере водорода. Продукт реакции обработали концен­трированной серной кислотой и, после отделения от серной кисло­ты, внесли в раствор хлорида натрия, содержащий медные опилки, и результате образовался осадок. Напишите уравнения описанных реакций.

Фосфин пропустили через горячий раствор концентрирован­ной азотной кислоты. Раствор нейтрализовали негашёной известью, выпавший осадок отделили, смешали с коксом и кремнезёмом и про­калили. Продукт реакции, который светится на воздухе, нагрели в растворе едкого натра. Напишите уравнения описанных реакций.

Железный порошок растворили в большом количестве раз­бавленной серной кислоты и через полученный раствор пропустили воздух, а затем газ с запахом тухлых яиц. Образовавшуюся нераство­римую соль отделили и растворили в горячем растворе концентриро­ванной азотной кислоты. Напишите уравнения описанных реакций.

Бесцветные газы выделяются при выдерживании концентри­рованной серной кислоты как с хлоридом натрия, так и с йодидом натрия. При пропускании этих газов через водный раствор аммиака образуются соли. Напишите уравнения описанных реакций.

Магниевый порошок смешали с кремнием и нагрели. Про­дукт реакции обработали холодной водой и выделяющийся газ про­пустили через горячую воду. Образовавшийся осадок отделили, сме­шали с едким натром и нагрели до плавления. Напишите уравнения описанных реакций.

Один из продуктов взаимодействия аммиака с бромом - газ, входящий в состав атмосферы, смешали с водородом и нагрели в присутствии платины. Образовавшуюся смесь газов пропустили через раствор соляной кислоты и к полученному раствору добави­ли при небольшом нагревании нитрит калия. Напишите уравнения описанных реакций.

Соль, полученную при растворении меди в разбавленной азотной кислоте, подвергли электролизу, используя графитовые электроды. Вещество, выделившееся на аноде, ввели во взаимодей­ствие с натрием, а полученный продукт реакции поместили в сосуд с углекислым газом. Напишите уравнения описанных реакций.

Неизвестное вещество А растворяется в концентрированной соляной кислоте, процесс растворения сопровождается выделением газа с запахом тухлых яиц; после нейтрализации раствора щёлочью образуется объёмный осадок белого (светло-зелёного) цвета. При обжиге вещества А образуются два оксида. Один из них - газ, имею­щий характерный резкий запах и обесцвечивающий бромную воду с образованием в растворе двух сильных кислот. Напишите уравне­ния описанных реакций.

Магний нагрели в сосуде, наполненном газообразным аммиа­ком. Образовавшееся вещество растворили в концентрированном растворе бромоводородной кислоты, раствор выпарили и остаток нагревали до появления запаха, после чего добавили раствор щёлочи. Напишите уравнения описанных реакций.

К раствору сульфата трёхвалентного хрома добавили кальци­нированную соду. Выделившийся осадок отделили, перенесли в раст­вор едкого натра, добавили бром и нагрели. После нейтрализации продуктов реакции серной кислотой раствор приобретает оранжевую окраску, которая исчезает после пропускания через раствор серни­стого газа. Напишите уравнения описанных реакций.

Негашёную известь прокалили с избытком кокса. Продукт ре­акции после обработки водой используется для поглощения серни­стого и углекислого газов. Напишите уравнения описанных реакций.

На сульфид двухвалентного железа подействовали раствором соляной кислоты, выделяющийся газ собрали и сожгли в воздухе. Продукты реакции пропустили через избыток раствора едкого кали, после чего в образовавшийся раствор добавили раствор перманганата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

Твёрдый продукт термического разложения малахита раство­рили при нагревании в концентрированной азотной кислоте. Раст­вор осторожно выпарили и твёрдый остаток прокалили, получив вещество чёрного цвета, которое нагрели в избытке аммиака (газ). Напишите уравнения описанных реакций.

Красный фосфор сожгли в атмосфере хлора. Продукт реакции обработали избытком воды и в раствор добавили порошкообразный цинк. Выделяющийся газ пропустили над нагретым оксидом двух­валентного железа. Напишите уравнения реакций описанных пре­вращений.

Серебристо-серый металл, который притягивается магнитом, внесли в горячую концентрированную серную кислоту и нагрели. Раствор охладили и добавили едкий натр до прекращения образо­вания аморфного осадка бурого цвета. Осадок отделили, прокалили и растворили в концентрированной соляной кислоте при нагрева­нии. Напишите уравнения описанных реакций.

Магниевую стружку нагревали в атмосфере азота и продукт реакции последовательно обработали кипящей водой, растворами серной кислоты и нитрата бария. Напишите уравнения описанных реакций.

При термическом разложении соли А в присутствии диокси­да марганца образовались бинарная соль Б и газ, поддерживающий горение и входящий в состав воздуха; при нагревании этой соли без катализатора образуются соль Б и соль высшей кислородсодержащей кислоты. При взаимодействии соли А с соляной кислотой выделя­ется жёлто-зелёный ядовитый газ (простое вещество) и образуется соль Б. Соль Б окрашивает пламя в фиолетовый цвет; при её взаимо­действии с раствором нитрата серебра выпадает осадок белого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Осадок, полученный при добавлении в раствор сульфа­та алюминия каустической соды, отделили, прокалили, смешали с кальцинированной содой и нагрели до плавления. После обработ­ки остатка серной кислотой была получена исходная соль алюминия. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, образующееся при сплавлении магния с кремни­ем, обработали водой, в результате образовался осадок и выделился бесцветный газ. Осадок растворили в соляной кислоте, а газ про­пустили через раствор перманганата калия, при этом образовались два нерастворимых в воде бинарных вещества. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, полученное при нагревании железной окалины в атмосфере водорода, внесли в горячую концентрированную сер­ную кислоту и нагрели. Полученный раствор выпарили, остаток растворили в воде и обработали раствором хлорида бария. Раствор профильтровали и в фильтрат внесли медную пластинку, которая че­рез некоторое время растворилась. Напишите уравнения описанных реакций.

Негашёную известь «погасили» водой. В полученный раст­вор пропустили газ, который выделяется при кальцинировании гид­рокарбоната натрия, при этом наблюдали образование и последую­щее растворение осадка. Напишите уравнения описанных реакций.

Смесь азота и водорода последовательно пропустили над на­гретой платиной и через раствор серной кислоты. В раствор добавили хлорид бария и после отделения выпавшего осадка - известковое молоко и нагрели. Напишите уравнения описанных реакций.

Приведите примеры взаимодействия:

двух кислот

двух оснований

двух кислых солей

двух кислотных оксидов

Напишите уравнения описанных реакций.

Раствор средней соли, образующейся при пропускании сер­нистого газа через раствор щёлочи, на длительное время оставили на воздухе. Твёрдое вещество, образующееся после выпаривания раст­вора, смешали с коксом и нагрели до высокой температуры. При до­бавлении к твёрдому продукту реакции соляной кислоты выделяется газ с запахом тухлых яиц. Напишите уравнения описанных реакций.

К порошкообразному веществу чёрного цвета добавили раствор разбавленной серной кислоты и нагрели. В полученный рас­твор голубого цвета приливали раствор едкого натра до прекращения выделения осадка. Осадок отфильтровали и нагрели. Продукт реак­ции нагревали в атмосфере водорода, в результате чего получилось вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Красный фосфор сожгли в атмосфере хлора и к продукту реакции добавили небольшое количество (несколько капель) воды. Выделяющееся вещество растворили в избытке воды, в полученный раствор добавили железный порошок и газообразный продукт реак­ции пропустили над нагретой, окисленной до оксида двухвалентной меди, медной пластинкой. Напишите уравнения реакций описанных превращений.

Раствор хлорида железа (III) подвергли электролизу с гра­фитовыми электродами. Осадок бурого цвета, образовавшийся при электролизе, отфильтровали и растворили в растворе гидроксида нат­рия, после чего добавили такое количество серной кислоты, которое необходимо для образования прозрачного раствора. Продукт, выде­лившийся на аноде, пропустили через горячий раствор гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

В раствор кристаллической соды добавили хлорид алюми­ния, выделившийся осадок отделили и обработали раствором едко­го натра. Полученный раствор нейтрализовали азотной кислотой, выделившийся осадок отделили и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

Аммиак смешали с большим избытком воздуха, нагрели в присутствии платины и через некоторое время поглотили водой. Медная стружка, добавленная в полученный раствор, растворяется с выделением бурого газа. Напишите уравнения описанных реакций.

При добавлении раствора кислоты А к диоксиду марганца происходит выделение ядовитого газа жёлто-зелёного цвета. Пропу­стив выделившийся газ через горячий раствор едкого кали, получают вещество, которое используется при изготовлении спичек и некоторых других зажигательных составов. При термическом разложении последнего в присутствии диоксида марганца образуется соль, из ко­торой при взаимодействии с концентрированной серной кислотой можно получить исходную кислоту А, и бесцветный газ, входящий и состав атмосферного воздуха. Напишите уравнения описанных ре­акций.

Продукт взаимодействия кремния с хлором легко гидролизуется. При сплавлении твёрдого продукта гидролиза как с каусти­ческой, так и с кальцинированной содой образуется жидкое стекло. Напишите уравнения описанных реакций.

К раствору, полученному при растворении железа в горячей концентрированной соляной кислоте, прибавили едкий натр. Выде­лившийся осадок отделили, на длительное время оставили на возду­хе, после чего растворили в разбавленной соляной кислоте. Напиши­те уравнения описанных реакций.

При нагревании вещества оранжевого цвета оно разлагается; среди продуктов разложения - бесцветный газ и твёрдое вещество зелёного цвета. Выделившийся газ реагирует с литием даже при не­большом нагревании. Продукт последней реакции взаимодействует с водой, при этом выделяется газ с резким запахом, который может восстанавливать металлы, например медь, из их оксидов. Напишите уравнения описанных реакций.

Газ с запахом тухлых яиц пропустили через концентрирован­ную серную кислоту при комнатной температуре. Образовавшийся осадок отделили и обработали горячей концентрированной азотной кислотой; выделяющийся газ растворили в большом количестве воды и в полученный раствор добавили кусочек меди. Напишите уравне­ния реакций описанных превращений.

Соль, полученную при растворении железа в горячей кон­центрированной серной кислоте, обработали избытком раствора гидроксида натрия. Выпавший бурый осадок отфильтровали и прокали­ли. Полученное вещество сплавили с железом. Напишите уравнения описанных реакций.

В концентрированную серную кислоту добавили металли­ческий цинк. Образовавшуюся соль выделили, растворили в воде и в раствор добавили нитрат бария. После отделения осадка в раст­вор внесли магниевую стружку, раствор профильтровали, фильтрат выпарили и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

Неизвестное вещество красного цвета нагрели в хлоре и про­дукт реакции растворили в воде. В полученный раствор добавили щё­лочь, выпавший осадок голубого цвета отфильтровали и прокалили. При нагревании продукта прокаливания, который имеет чёрный цвет, с коксом было получено исходное вещество красного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Йод нагревали с избытком фосфора и продукт реакции об­работали небольшим количеством воды. Газообразный продукт реак­ции полностью нейтрализовали раствором едкого натра и добавили в полученный раствор нитрат серебра. Напишите уравнения описан­ных реакций.

Железо сожгли в хлоре. Продукт реакции растворили в воде и в раствор внесли железные опилки. Через некоторое время раствор профильтровали и в фильтрат добавили сульфид натрия. Выделив­шийся осадок отделили и обработали 20%-ной серной кислотой, по­лучив почти бесцветный раствор. Напишите уравнения описанных реакций.

Газ, выделяющийся при нагревании твёрдой поваренной соли с концентрированной серной кислотой, пропустили через раствор перманганата калия. Газообразный продукт реакции поглотили холод­ным раствором едкого натра. После добавления в полученный раствор йодоводородной кислоты появляется резкий запах и раствор приобре­тает темную окраску. Напишите уравнения описанных реакций.

Через раствор, полученный при гашении извести, пропу­стили газ, который образуется при получении негашёной извести из известняка; в результате выделяется белый осадок. При действии уксусной кислоты на полученный осадок выделяется тот же газ, ко­торый образуется при прокаливании карбоната кальция. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество красного цвета, которое используется в производ­стве спичек, сожгли в избытке воздуха и продукт реакции при нагревании растворили в большом количестве воды. После нейтрализации полученного раствора пищевой содой в него добавили нитрат сереб­ра. Напишите уравнения описанных реакций.

Через раствор бромида натрия пропустили газ, выделяю­щийся при взаимодействии соляной кислоты с перманганатом ка­лия. После окончания реакции раствор выпарили, остаток раство­рили в воде и подвергли электролизу с графитовыми электродами. Газообразные продукты реакции смешали друг с другом и осветили, и результате произошёл взрыв. Напишите уравнения описанных ре­акций.

Газ, образующийся при сгорании кокса, длительное время соприкасался с раскалённым углем. Продукт реакции последова­тельно пропустили через слой нагретой железной руды и негашёную известь. Напишите уравнения описанных реакций.

К нагретой концентрированной серной кислоте добавили медную стружку и выделившийся газ пропустили через раствор ед­кого натра (избыток). Продукт реакции выделили, растворили в воде и нагревали с серой, которая в результате проведения реакции раст­ворилась. В полученный раствор добавили разбавленную серную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

К растворам веществ Л и Б, которые окрашивают пламя в жёлтый цвет, добавили хлороводородную кислоту: При взаимодей­ствии раствора вещества А с хлороводородной кислотой выделяется бесцветный газ с неприятным запахом, образующий осадок чёрного цвета при пропускании через раствор нитрата свинца (II). При на­гревании раствора вещества Б с хлороводородной кислотой окраска раствора сменяется с жёлтой на зелёную и выделяется ядовитый газ жёлто-зелёного цвета с характерным резким запахом. При добавле­нии к раствору вещества Б нитрата бария выпадает осадок жёлтого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

К пиролюзиту осторожно прибавили раствор соляной кис­лоты и выделяющийся газ пропустили в химический стакан, наполо­вину наполненный холодным раствором едкого кали. После оконча­ния реакции стакан накрыли картонкой и оставили, при этом стакан освещали солнечные лучи; через некоторое время в стакан внесли тлеющую лучинку, которая ярко вспыхнула. Напишите уравнения описанных реакций.

Осадок, полученный при взаимодействии раствора соли алюминия и щёлочи, прокалили. Продукт реакции растворили в концентрированном горячем растворе щёлочи. Через полученный раствор пропустили углекислый газ, в результате чего образовался осадок. Напишите уравнения описанных превращений.

Чёрный порошок, который образовался при длительном нагревании металла красного цвета в избытке воздуха, растворили в 10%-ной серной кислоте и получили раствор голубого цвета. В раст­вор добавили щёлочь и выпавший осадок отделили и растворили в из­бытке раствора аммиака. Напишите уравнения описанных реакций.

К твёрдому веществу, которое образуется при сжигании фос­фора в избытке хлора, добавили фосфор и смесь нагрели. Продукт реакции обработали небольшим количеством горячей воды и в по­лученный раствор добавили подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия. Напишите уравнения описанных реакций.

Через баритовую воду пропускали углекислый газ. В полу­ченный раствор добавили гидроксид бария, продукт реакции отде­лили и растворили в ортофосфорной кислоте. Напишите уравнения описанных реакций.

Нитрат цинка прокалили, продукт реакции при нагревании обработали раствором едкого натра. Через образовавшийся раствор пропустили углекислый газ до прекращения выделения осадка, после чего обработали избытком концентрированного нашатырного спир­та, при этом осадок растворился. Напишите уравнения описанных реакций.

В двух сосудах находятся растворы неизвестных веществ. При добавлении к раствору первого вещества хлорида бария выпадает осадок белого цвета, нерастворимый в воде и кислотах. Осадок бело­го цвета выпадает также и при добавлении раствора нитрата серебра к пробе, отобранной из второго сосуда. При нагревании пробы пер­вого раствора с гидроксидом натрия выделяется газе резким запахом. При взаимодействии второго раствора с хроматом натрия выпадает осадок жёлтого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Сернистый газ растворили в воде и раствор нейтрализовали, добавляя едкий натр. В образовавшийся раствор добавили перекись водорода и после окончания реакции — серную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

Цинк растворили в очень разбавленной азотной кислоте, по­лученный раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Про­дукты реакции смешали с коксом и нагрели. Составьте уравнения реакций описанных превращений.

Вещества, выделяющиеся на катоде и аноде при электролизе раствора йодида натрия с графитовыми электродами, реагируют друг с другом. Продукт реакции взаимодействует с концентрированной серной кислотой с выделением газа, который пропустили через раст­вор гидроксида калия. Напишите уравнения описанных реакций.

Вещество, которое образуется при электролизе расплава боксита в криолите, растворяется как в растворе соляной кислоты, так и в растворе щёлочи с выделением одного и того же газа. При смешивании полученных растворов образуется объёмный осадок бе­лого цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

К оксиду свинца (IV) при нагревании добавили концентри­рованную соляную кислоту. Выделяющийся газ пропустили через нагретый раствор едкого кали. Раствор охладили, соль кислородсо­держащей кислоты отфильтровали и высушили. При нагревании по­лученной соли с соляной кислотой выделяется ядовитый газ, а при нагревании се в присутствии диоксида марганца - газ, входящий и состав атмосферы. Напишите уравнения описанных реакций.

Бурый осадок, полученный при взаимодействии сульфи­та натрия с водным раствором перманганата калия, отфильтровали и обработали концентрированной серной кислотой. Выделяющийся газ при нагревании реагирует с алюминием, а образующееся веще­ство - с раствором соляной кислоты. Напишите уравнения реакций описанных превращений.

Кальций нагрели в атмосфере водорода. Продукт реакции обработали водой, выделяющийся газ пропустили над нагретым ок­сидом цинка, а в раствор добавили кальцинированную соду. Напи­шите уравнения описанных реакций.

Нитрат серебра прокалили и твёрдый продукт реакции на­грели в кислороде. Образовавшееся вещество растворяется в избытке концентрированного нашатырного спирта. При пропускании через полученный раствор сероводорода образуется осадок чёрного цвета. Напишите уравнения описанных реакций.

Твёрдое вещество, которое образуется при нагревании фос­фора и пятихлористого фосфора, растворили в большом количестве воды. Часть полученного раствора добавили в подкисленный серной кислотой раствор перманганата калия, при этом последний обесцве­тился. Напишите уравнения описанных реакций.

Несколько гранул цинка внесли в сосуд с концентрирован­ной серной кислотой. Выделяющийся газ пропустили через раствор ацетата свинца (II), осадок отделили, подвергли обжигу и образовав­шийся газ ввели во взаимодействие с водным раствором пермангана­та калия. Напишите уравнения описанных реакций.

Несколько гранул цинка растворили при нагревании в раст­воре едкого натра. В полученный раствор небольшими порциями добавляли азотную кислоту до образования осадка. Осадок отдели­ли, растворили в разбавленной азотной кислоте, раствор осторожно выпарили и остаток прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.

Газ, выделяющийся при растворении меди в горячей концен­трированной азотной кислоте, может взаимодействовать как с газом, выделяющимся при обработке меди горячей концентрированной серной кислотой, так и с медью. Напишите уравнения описанных реакций.

Раствор хлорида железа (III) подвергли электролизу с графи­товыми электродами. Выделившийся осадок бурого цвета (побочный продукт электролиза) отфильтровали, прокалили и сплавили с ве­ществом, образовавшимся на катоде. Другое, также выделившееся на катоде, вещество ввели в реакцию с продуктом, выделившим­ся при электролизе на аноде; реакция протекает при освещении и со взрывом. Напишите уравнения описанных реакций.

Нерастворимую в воде соль белого цвета, которая встреча­ ется в природе в виде широко используемого в строительстве и архи­тектуре минерала, прокалили при 1000°С. К твёрдому остатку после охлаждения добавили воду и через полученный раствор пропустили газообразный продукт реакции разложения, в результате образовался осадок белого цвета, который растворился при дальнейшем пропу­скании газа. Напишите уравнения описанных реакций.

С детства хорошо знакомый всем детям и их родителям помощник при царапинах, ссадинах и порезах. Он является быстрым и эффективным средством, прижигающим и дезинфицирующим раневую поверхность. Однако сфера применения вещества не ограничивается только медициной, т. к. химические свойства йода очень разнообразны. Цель нашей статьи - ознакомиться с ними подробнее.

Физическая характеристика

Простое вещество имеет вид темно-фиолетовых кристаллов. При нагревании, вследствие особенностей внутреннего строения кристаллической решетки, а именно наличия в ее узлах молекул, соединение не расплавляется, а сразу образует пары. Это возгонка или сублимация. Она объясняется слабой связью между молекулами внутри кристалла, которые легко отрываются друг от друга - образуется газообразная фаза вещества. Номер йода в таблице Менделеева - 53. А его положение среди других химических элементов указывает на принадлежность к неметаллам. Остановимся на этом вопросе далее.

Место элемента в периодической системе

Йод находится в пятом периоде, VII группе и, наряду со фтором, хлором, бромом и астатом образует подгруппу галогенов. В связи с увеличением заряда ядра и атомного радиуса у представителей галогенов происходит ослабление неметаллических свойств, поэтому йод менее активен, чем хлор или бром, и его электроотрицательность также ниже. Атомная масса йода 126,9045. Простое вещество представлено двухатомными молекулами, как и у других галогенов. Ниже мы ознакомимся со строением атома элемента.

Особенности электронной формулы

Пять энергетических уровней и почти полностью заполненный электронами последний из них подтверждают наличие у элемента ярко выраженных признаков неметаллов. Как и другие галогены, йод является сильным окислителем, забирая у металлов и более слабых неметаллических элементов - серы, углерода, азота - недостающий до завершения пятого уровня электрон.

Йод - неметалл, в молекулах которого присутствует общая пара p-электронов, связывающая атомы между собой. Их плотность в месте перекрывания наибольшая, общее электронное облако не смещается ни к одному из атомов и располагается в центре молекулы. Формируется неполярная ковалентная связь, а сама молекула имеет линейную форму. В ряду галогенов, от фтора до астата, прочность ковалентной связи уменьшается. Наблюдается уменьшение величины энтальпии, от которой зависит распад молекул элемента на атомы. Какие же последствия для химических свойств йода это имеет?

Почему активность йода меньше, чем у других галогенов

Реакционная способность неметаллов определяется силой притягивания к ядру собственного атома чужих электронов. Чем меньше радиус атома, тем силы электростатического притяжения его отрицательно заряженных частиц других атомов выше. Чем выше номер периода, в котором расположен элемент, тем больше энергетических уровней он будет иметь. Йод находится в пятом периоде, и количество энергетических слоев у него больше, чем у брома, хлора и фтора. Именно поэтому молекула йода содержит атомы, имеющие радиус намного больше, чем у ранее перечисленных галогенов. Вот почему частицы I 2 слабее притягивают электроны, что приводит к ослаблению их неметаллических свойств. Внутреннее строение вещества неизбежно влияет и на его физические характеристики. Приведем конкретные примеры.

Сублимация и растворимость

Уменьшение взаимного притягивания атомов йода в его молекуле приводит, как мы говорили ранее, к ослаблению прочности ковалентной неполярной связи. Происходит снижение устойчивости соединения к высокой температуре и повышение показателя термической диссоциации его молекул. Отличительная черта галогена: переход вещества при нагревании из твердого состояния сразу в газообразное, т. е. сублимация - это главная физическая характеристика йода. Его растворимость в органических растворителях, например сероуглероде, бензоле, этаноле, выше, чем в воде. Так, в 100 г воды при 20 °С может раствориться всего 0,02 г вещества. Эту особенность в лаборатории применяют для извлечения йода из водного раствора. Взболтав его с небольшим количеством H 2 S, можно наблюдать фиолетовое окрашивание сероводорода вследствие перехода в него молекул галогена.

Химические свойства йода

Взаимодействуя с металлами, элемент ведет себя всегда одинаково. Он притягивает валентные электроны атома металла, которые располагаются либо на последнем энергетическом слое (s-элементы, такие как натрий, кальций, литий и т. д.), либо на предпоследнем слое, содержащем, например, d-электроны. К ним относятся железо, марганец, медь и другие. В этих реакциях металл будет восстановителем, а йод, химическая формула которого I 2 , - окислителем. Поэтому именно эта высокая активность простого вещества является причиной его взаимодействия со многими металлами.

Заслуживает внимания взаимодействие йода с водой при нагревании. В щелочной среде реакция проходит с образованием смеси йодидной и иодноватой кислот. Последнее вещество проявляет свойства сильной кислоты и при дегидратации превращается в пятиокись йода. Если же раствор подкислить, то вышеназванные продукты реакции взаимодействуют между собой с образованием исходных веществ - свободных молекул I 2 и воды. Данная реакция относится к окислительно-восстановительному типу, в ней проявляются химические свойства йода как сильного окислителя.

Качественная реакция на крахмал

Как в неорганической, так и в органической химии существует группа реакций, с помощью которых можно выявить в продуктах взаимодействия определенные виды простых или сложных ионов. Для обнаружения макромолекул сложного углевода - крахмала - часто применяют 5%-й спиртовой раствор I 2 . Например, на срез сырой картофелины капают несколько его капель, и окраска раствора становится синей. Такой же эффект мы наблюдаем при попадании вещества на любой крахмалосодержащий продукт. Эта реакция, в результате которой получается синий йод, широко применяется в органической химии для подтверждения присутствия полимера в исследуемой смеси.

О полезных свойствах продукта взаимодействия йода и крахмала известно давно. Его применяли в условиях отсутствия противомикробных медикаментозных препаратов для лечения диареи, язвы желудка в состоянии ремиссии, заболеваний дыхательной системы. Широкое распространение крахмальный клейстер, содержащий примерно 1 чайную ложку спиртового раствора йода на 200 мл воды, получил из-за дешевизны ингредиентов и простоты приготовления.

Однако нужно помнить, что синий йод противопоказан в терапии маленьких детей, людей, страдающих повышенной чувствительностью к йодосодержащим препаратам, а также больным базедовой болезнью.

Как неметаллы реагируют между собой

Среди элементов главной подгруппы VII группы с йодом вступает в реакцию фтор - самый активный неметалл, обладающий наивысшей степенью окисления. Процесс проходит на холоде и сопровождается взрывом. С водородом I 2 взаимодействует при сильном нагревании, причем не до конца, продукт реакции - HI - начинает разлагаться на исходные вещества. Йодоводородная кислота достаточно сильная и хоть по своим характеристикам похожа на хлоридную кислоту, все же проявляет более выраженные признаки восстановителя. Как видно, химические свойства йода обусловлены его принадлежностью к активным неметаллам, однако элемент уступает по окислительной способности брому, хлору и, конечно же, фтору.

Роль элемента в живых организмах

Наибольшее содержание ионов I - находится в тканях щитовидной железы, где они входят в состав тиреотропных гормонов: тироксина и трийодтиронина. Они регулируют рост и развитие костной ткани, проведение нервных импульсов, скорость обмена веществ. Особенно опасен недостаток йодсодержащих гормонов в детском возрасте, так как возможна задержка психического развития и появление симптомов такого заболевания, как кретинизм.

Недостаточная секреция тироксина у взрослых связана с в воде и продуктах питания. Она сопровождается выпадением волос, образованием отеков, снижением физической активности. Избыток элемента в организме также крайне опасен, так как развивается базедова болезнь, симптомы которой - возбудимость нервной системы, тремор конечностей, резкое исхудание.

Распространение йодидов в природе и способы получения чистого вещества

Основная масса элемента присутствует в живых организмах и оболочках Земли - гидросфере и литосфере - в связанном состоянии. Соли элемента есть в морской воде, но их концентрация незначительна, поэтому извлекать чистый йод из нее нерентабельно. Гораздо эффективнее получение вещества из золы бурых саргассума.

В промышленных масштабах I 2 выделяют из подземных вод в процессах добычи нефти. При переработке некоторых руд, например в ней встречаются иодаты и гипоиодаты калия, из которых в дальнейшем добывают чистый йод. Достаточно рентабельно получать I 2 из раствора йодоводорода, окисляя его хлором. Полученное соединение является важным сырьем для фармацевтической промышленности.

Кроме уже названного 5% спиртового раствора йода, содержащего не только простое вещество, но и соль - иодид калия, а также спирт и воду, в эндокринологии по медицинским показаниям применяют такие препараты, как "Йод-актив" и "Йодомарин".

В районах с низким содержанием природных соединений, кроме йодированной пищевой соли, можно использовать такое лечебное средство, как "Антиструмин". Он содержит действующее вещество - йодид калия - и рекомендуется в качестве профилактического препарата, применяемого для предотвращения симптомов эндемического зоба.

Йод - химический элемент VII группы периодической системы Менделеева. Атомный номер - 53. Относительная атомная масса 126,90450,0001. Галоген. Из имеющихся в природе галогенов - самый тяжёлый, если, конечно, не считать радиоактивный короткоживущий астат. Практически весь природный йод состоит из атомов одного - единственного изотопа с массовым числом 127 , его содержание в земной коре 4. 10 5 % по массе. Радиоактивный йод - 125 образуется в ходе естественных радиоактивных превращений. Из искусственных изотопов йода важнейшие - йод -131 и йод -133: их в основном используют в медицине.

I 2 - галоген. Темно-серые кристаллы с металлическим блеском. Летуч. Плохо растворяется в воде, хорошо - в органических растворителях (с фиолетовым или коричневым окрашиванием раствора) или в воде с добавкой солей - йодидов. Слабый окислитель и восстановитель. Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами, металлами, неметаллами, щелочами, сероводородом. Образует соединения с другими галогенами.

Молекула элементного йода, как и прочих галогенов, состоит из двух атомов. Йод - единственный из галогенов - находится в твёрдом состоянии при нормальных условиях. Красивые тёмно - синие кристаллы йода больше всего похожи на графит. Отчётливо выраженное кристаллическое строение, способность проводить электрический ток - все эти «металлические» свойства характерны для чистого йода.

Распространение в природе

Среднее содержание йода в земной коре 4*10 -5 % по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах (гранитах, базальтах) соединения йода рассеяны; глубинные минералы йода неизвестны. История йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками). Известны 8 гипергенных минералов йода, образующихся в биосфере, однако они очень редки. Основным резервуаром йода для биосферы служит Мировой океан (в 1 литре в среднем содержится 5*10 -5 грамм йода). Из океана соединения йода, растворенные в каплях морской воды, попадают в атмосферу и переносятся ветрами на континенты. Местности, удаленные от океана или отгороженные от морских ветров горами, обеднены йодом. Йод легко адсорбируется органическими веществами почв и морских илов. При уплотнении этих илов и образовании осадочных горных пород происходит десорбция, часть соединений йода переходит в подземные воды. Так образуются используемые для добычи йода йодо-бромные воды, особенно характерные для районов нефтяных месторождений (местами 1 литр этих вод содержит свыше 100 мг йода).

Физические и химические свойства

Плотность йода 4,94 г/см3, t пл 113,5 °С, t кип 184,35 °С. Молекула жидкого и газообразного йода состоит из двух атомов (I 2). Заметная диссоциация I 2 2I наблюдается выше 700 °С, а также при действии света. Уже при обычной температуре йод испаряется, образуя резко пахнущий фиолетовый пар. При слабом нагревании йод возгоняется, оседая в виде блестящих тонких пластинок; этот процесс служит для очистки йода в лабораториях и в промышленности. Йод плохо растворим в воде (0,33 г/л при 25 °С), хорошо - в сероуглероде и органических растворителях (бензоле, спирте), а также в водных растворах йодидов.

Конфигурация внешних электронов атома йода 5s2 5p5. В соответствии с этим проявляет в соединениях переменную валентность (степень окисления): -1 (в HI, KI); +1 (в HIO, KIO); +3 (в IСl 3); +5 (в НIO 3 , КIO 3); и +7 (в HIO 4 , KIO 4). Химически йод довольно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. С металлами йод при легком нагревании энергично взаимодействует, образуя йодиды (Hg + I 2 = HgI 2). С водородом йод реагирует только при нагревании и не полностью, образуя йодистый водород. Элементный йод - окислитель, менее сильный, чем хлор и бром. Сероводород H 2 S, тиосульфат натрия Na 2 S 2 O 3 и другие восстановители восстанавливают его до I- (I 2 + H 2 S = S + 2НI). Хлор и другие сильные окислители в водных растворах переводят его в IO 3 -. При растворении в воде йода частично реагирует с ней; в горячих водных растворах щелочей образуются йодид и йодат. Адсорбируясь на крахмале, йод окрашивает его в темно-синий цвет; это используется в йодометрии и качественном анализе для обнаружения йода. Пары йода ядовиты и раздражают слизистые оболочки. На кожу йод оказывает прижигающее и обеззараживающее действие. Пятна от йода смывают растворами соды или тиосульфата натрия.

Получение

Сырьем для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды; за рубежом - морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, содержащие до 0,4% йода в виде йодата натрия. Для извлечения йода из нефтяных вод (содержащих обычно 20 - 40 мг/л йода в виде йодидов) на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. На йод, адсорбированный углем, действуют едкой щелочью или сульфитом натрия. Из продуктов реакции свободный йод выделяют действием хлора или серной кислоты и окислителя, например дихромата калия. При выдувании воздухом йод поглощают смесью двуокиси серы с водяным паром и затем вытесняют йод хлором. Сырой кристаллический йод очищают возгонкой.

Йод в организме

Йод - необходимый для животных и человека микроэлемент. В почвах и растениях таёжно-лесной нечерноземной, сухостепной, пустынной и горных биогеохимических зон. Йод содержится в недостаточном количестве или не сбалансирован с некоторыми другими микроэлементами (Са, Mn, Cu); с этим связано распространение в этих зонах эндемического зоба. Среднее содержание йода в почвах около 3*10 -4 %, в растениях около 2*10 -5 %. В поверхностных питьевых водах йода мало (от 10 -7 до 10 -9 %). В приморских областях количество йода в 1 м3 воздуха может достигать 50 мкг, в континентальных и горных - составляет 1 или даже 0,2 мкг.

Поглощение йода растениями зависит от содержания в почвах его соединений и от вида растений. Некоторые организмы (так называемые концентраторы йода, например морские водоросли - фукус, ламинария, филлофора, накапливают до 1% йода, некоторые губки - до 8,5% (в скелетном веществе спонгине). Водоросли, концентрирующие йод, используются для его промышленного получения. В животный организм йод поступает с пищей, водой, воздухом. Основной источник йода - растительные продукты и корма. Всасывание йода происходит в передних отделах тонкого кишечника. В организме человека накапливается от 20 до 50 мг йода, в том числе в мышцах около 10 - 25 мг, в щитовидной железе в норме 6 - 15 мг. С помощью радиоактивного йода (I 131 и I 125) показано, что в щитовидной железе йод накапливается в митохондриях эпителиальных клеток и входит в состав образующихся в них алл - и монойодтирозинов, которые конденсируются в гормон тетраиодтиронин (тироксин). Выделяется йод из организма преимущественно через почки (до 70 - 80%), молочные, слюнные и потовые железы, частично с жёлчью.

В различных биогеохимических провинциях содержание йода в суточном рационе колеблется (для человека от 20 до 240 мкг, для овцы от 20 до 400 мкг). Потребность животного в йоде зависит от его физиологического состояния, времени года, температуры, адаптации организма к содержанию йода в среде. Суточная потребность в йоде человека и животных - около 3 мкг на 1 кг массы (возрастает при беременности, усиленном росте, охлаждении). Введение в организм йода повышает основной обмен, усиливает окислительные процессы, тонизирует мышцы.

Йод и человек

Организм человека не только не нуждается в больших количествах йода, но и сохраняет в крови постоянную концентрацию (10 -5 - 10 -6 %) йода, так называемое йодное зеркало крови. Из общего количества йода в организме около 25 мг, больше половины находится в щитовидной железе. Почти весь йод, содержащийся в этой железе, входит в состав различных производных тирозина - гормона щитовидной железы, и только незначительная часть его около 1%, находится в виде неорганического йода I 1-.

Большие дозы элементного йода опасны: доза 2 - 3 г смертельна. В то же время в форме йодида допускается приём внутрь в больших дозах.

В медицинской практике йодорганические соединения используется для рентгенодиагностики. Достаточно тяжелые ядра атомов йода рассасывают рентгеновские лучи. При введении внутрь организма такого диагностического средства получают исключительно чёткие рентгеновские снимки отдельных участков тканей и органов.

Йод в медицине

Антисептические свойства йода в хирургии первым использовал врач Буанэ. Как ни странно, самые простые лекарственные формы йода - водные и спиртовые растворы - очень долго не находили применения в хирургии, хотя ещё в 1865 - 1866 гг. великий русский хирург Н.И. Пирогов применял йодную настойку при лечении ран.

Препараты, содержащие йод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, они оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приеме внутрь препараты йода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы. Малые дозы йода (микройод) тормозят функцию щитовидной железы, действуя на образование тиреотропного гормона передних долей гипофиза. Поскольку йод влияет на белковый и жировой (липидный) обмен, он нашел применение при лечении атеросклероза, так как снижает содержание холестерина в крови; повышает также фибринолитическую активность крови.

Для диагностических целей используют рентгеноконтрастные вещества, содержащие йод. При длительном применении препаратов йода и при повышенной чувствительности к ним возможно появление йодизма - насморк, крапивница, отек квинке, слезотечение, угревидная сыпь (йододерма). Препараты йода нельзя принимать при туберкулезе легких, беременности, при заболеваниях почек, хронической пйодермии, геморрагических диатезах, крапивнице.

Йод радиоактивный

Искусственно радиоактивные изотопы йода - I 125 , I 131 , I 132 и другие широко используются в биологии и, особенно в медицине для определения функционального состояния щитовидной железы и лечения ряда её заболеваний. Применение радиоактивного йода в диагностике связано со способностью йода избирательно накапливаться в щитовидной железе; использование в лечебных целях основано на способности - излучения радиоизотопов йода разрушать секреторные клетки железы. При загрязнениях окружающей среды продуктами ядерного деления радиоактивные изотопы йода быстро включаются в биологический круговорот, попадая, в конечном счете, в молоко и, следовательно, в организм человека.

Особенно опасно их проникновение в организм детей, щитовидная железа которых в 10 раз меньше, чем у взрослых людей и к тому же обладает большей радиочувствительностью. С целью уменьшения отложения радиоактивных изотопов йода в щитовидной железе рекомендуется применять препараты стабильного И. (по 100 - 200 мг на прием). Радиоактивный йод быстро и полностью всасывается в желудочно-кишечном тракте и избирательно откладывается в щитовидной железе. Его поглощение зависит от функционального состояния железы. Относительно высокие концентрации радиоизотопов йода обнаруживаются также в слюнных и молочной железах и слизистой желудочно-кишечного тракта. Не поглощенный щитовидной железой радиоактивный йод почти полностью и сравнительно быстро выделяется с мочой.

Применение йода

Йод и его соединения применяют главным образом в медицине и в аналитической химии, а также в органическом синтезе и фотографии. В промышленности применение йода пока незначительно по объему, но весьма перспективно. Так, на термическом разложении йодидов основано получение высокочистых металлов.

Сравнительно недавно йод стали использовать в производстве ламп накаливания, работающих по йодо - вольфрамовому циклу. Йод соединяется с частичками вольфрама, испарившегося со спирали лампы, образует соединение WI 2 , которое, попав на нагретую спираль, разлагается. Вольфрам при этом вновь возвращается на спираль, а йод опять соединяется с испарившемся вольфрамом. Йод как бы заботится о сохранении вольфрамовой спирали и тем самым значительно увеличивает время работы лампы.

Так же 0,6% йода, добавленного к углеводородным маслам, во много раз снижает трение в подшипниках из нержавеющей стали и титана. Это позволяет увеличить нагрузку на трущиеся детали белее, чем в 50 раз.

Йод применяют для изготовления специального поляроидного стекла. В стекло вводят кристаллы солей йода, которые распределяются строго закономерно. Колебания светового луча не могут проходить через них во всех направлениях. Получается своеобразный фильтр, называемый поляроидом, который отводит встречный слепящий поток света. Такое стекло используют в автомобилях. Комбинируя несколько поляроидов или вращая поляроидные стёкла, можно достигнуть исключительно красочных эффектов - это явление используют в кинотехники и в театре.