Posljednjih godina bilježi se trend stabilne potražnje za polaganjem ispita iz kemije među maturantima 9. i 11. razreda. Razlog je sve veća popularnost medicinskih i inženjerskih sveučilišta, na kojima kemija djeluje kao profilni ispit.
Relevantnost
Kako bi bili konkurentni prilikom prijave, studenti moraju pokazati visoku razinu znanja na ispitu.
Problemi u kojima se sumporni prah miješao s viškom aluminijskog praha, zatim dodavala kiselina, zatim voda bili su posebno teški budućim liječnicima i inženjerima. Potrebno je napraviti izračune, odrediti jednu od tvari, a također sastaviti jednadžbe za tekuće reakcije.
Kako riješiti probleme za aluminijski prah pomiješan s drugim anorganskim spojevima? Zaustavimo se na ovom pitanju detaljnije.
Prvi primjer
Sumporni prah pomiješan je s aluminijskim prahom, zatim je smjesa zagrijana, tvar je dobivena urezultat ove reakcije, stavljen u vodu. Dobiveni plin je podijeljen na dva dijela. Jedan je pomiješan sa klorovodičnom kiselinom, a u drugi se dodavala otopina natrijevog hidroksida dok se talog ne otopi. Koje su se transformacije dogodile? Napišite jednadžbe za sve reakcije koje odgovaraju transformacijama opisanim u zadatku.
Odgovor na pitanje trebaju biti četiri jednadžbe sa stereokemijskim koeficijentima.
Sumporni prah pomiješan s viškom aluminijskog praha, što se događa? Tvari reagiraju prema shemi, gdje je konačni proizvod sol.
Rezultirajući aluminijev sulfid u vodenom okolišu prolazi kroz hidrolizu. Budući da ovu sol tvore slaba baza (aluminijev hidroksid) i slaba hidrosulfidna kiselina, dolazi do potpune hidrolize. Proces proizvodi netopivu bazu i hlapljivu kiselinu.
U interakciji jednog od proizvoda, naime aluminijevog hidroksida sa klorovodičnom kiselinom, dolazi do reakcije ionske izmjene.
S obzirom na to da aluminijev hidroksid ima amfoterna (dvostruka) kemijska svojstva, tvori kompleksnu sol (natrijev tetrahidroksoaluminat) s otopinom natrijevog hidroksida.
Drugi primjer
Razmotrimo još jedan primjer zadatka koji uključuje pisanje procesa spomenutih u uvjetu. Aluminijski prah se pomiješa s jodom. Dodajte malu količinu vode. Spoj dobiven u procesu otopi se u vodi, doda se višak amonijačne vode. Talog se odfiltrira, kalcinira. Do ostatka od kalcinacijedoda se natrijev karbonat, smjesa se fuzionira. Zapišite četiri reakcijske jednadžbe sa stereokemijskim koeficijentima koji odgovaraju opisanim procesima.
Budući da je aluminij u prahu pomiješan s jodom prema uvjetu zadatka, prva jednadžba za interakciju jednostavnih tvari ima oblik:
2Al + 3I2=2AlI3
Ova reakcija zahtijeva malu količinu vode, što je navedeno u uvjetu.
Sljedeća kemijska reakcija odražava interakciju aluminijevog jodida dobivenog u prvoj fazi s natrijevim hidroksidom:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Budući da proizvod ovog procesa (aluminijev hidroksid) pokazuje svojstva tipična za baze, ulazi u reakciju ionske izmjene s kiselinom, sol i voda djeluju kao produkti reakcije:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
Najveća poteškoća za školarce u rješavanju problema u kojem se pojavljuje aluminijski prah je posljednja reakcija. Kada aluminijev klorid stupi u interakciju s vodenom otopinom natrijevog karbonata u reakcijskoj smjesi, nastavlja se proces hidrolize soli, što dovodi do proizvodnje natrijevog klorida, ugljičnog dioksida i aluminijevog hidroksida. Reakcija izgleda ovako:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Koje poteškoće imaju školarci
U nekim zadacima pretpostavlja se da je fosfor pomiješan u viškualuminijski prah. Algoritam rješenja sličan je prethodna dva primjera. Među problemima s kojima se maturanti susreću u takvim zadacima bilježimo nepažljivo čitanje uvjeta. Ostavljajući iz vida, na primjer, prisutnost vode u reakcijskoj smjesi, maturanti zaboravljaju na mogućnost hidrolize u smjesi, pogrešno pišu kemijsku jednadžbu procesa. Ne može svatko opisati radnje s tvarima: isparavanje, filtriranje, kalciniranje, prženje, fuziju, sinteriranje. Bez poznavanja razlika između fizikalnih i kemijskih interakcija, nemoguće je računati na uspješan završetak zadataka ove vrste.
Treći primjer
Zapaliti mangan (II) nitrat. U nastalu smeđu krutinu dodajte koncentriranu klorovodičnu kiselinu. Plin koji se oslobađa u ovom procesu prolazi kroz hidrosulfidnu kiselinu. Kada se u dobivenu otopinu doda barijev klorid, uočava se taloženje. Napišite četiri kemijske jednadžbe koje odgovaraju opisanim transformacijama.
Kada se kalcinira, nekoliko proizvoda treba nastati iz jedne tvari odjednom. U predloženom problemu, smeđi plin i mangan oksid (IV) dobivaju se iz početnog nitrata:
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Nakon dodavanja koncentrirane klorovodične kiseline proizvodima, osim plinovitog klora, dobiva se i voda, kao i mangan (II) klorid:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
Klor je taj koji reagira sa hidrosulfidnom kiselinom, sumpor nastaje kao talog. Jednadžba procesa je sljedeća:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Budući da sumpor ne može formirati talog s barijevim kloridom, mora se uzeti u obzir da mješavina klora i sumporovodika u prisutnosti molekula vode može stupiti u interakciju na sljedeći način:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Stoga, sumporna kiselina reagira s barijevim kloridom:
N2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Važne točke
Ne znaju svi srednjoškolci kako se aluminijski prah dobiva u industriji, gdje se koristi. Minimalni broj praktičnih i laboratorijskih radova preostalih u školskom kolegiju kemije negativno utječe na praktične vještine školaraca. Zato zadaci koji se odnose na agregatno stanje tvari, njezinu boju, karakteristične značajke stvaraju poteškoće maturantima koji polažu jedinstveni državni ispit iz kemije.
Često pisci testova koriste aluminijev oksid, čiji prah reagira sa sumporom ili halogenom, tvoreći, respektivno, sulfid ili halogenid. Srednjoškolcima nedostaje činjenica da se dobivena sol hidrolizuje u vodenoj otopini, pa drugi dio zadatka rade pogrešno, gubeći bodove.
Sumiranje
Zada bi se bez greške nosio s pitanjima koja se odnose na nekoliko transformacija anorganskih tvari, potrebno je imati predodžbu o kvalitativnim reakcijama na katione i anione, poznavati uvjete za tijek hidrolize, zapisivati molekularne i ionske jednadžbe. U nedostatku praktičnih vještina, pitanja o vanjskim znakovima interakcije tvari uzrokuju poteškoće.
