V posledních letech je trend stabilní poptávky po složení zkoušky z chemie mezi absolventy 9. a 11. tříd. Důvodem je rostoucí obliba lékařských a technických univerzit, na kterých chemie funguje jako profilová zkouška.
Relevance
Aby byli studenti při přihlášce konkurenceschopní, musí u zkoušky prokázat vysokou úroveň znalostí.
Problémy, při kterých byl prášek síry smíchán s přebytkem hliníkového prášku, poté byla přidána kyselina a poté voda, byly pro budoucí lékaře a inženýry obzvláště obtížné. Je nutné provést výpočty, určit jednu z látek a také sestavit rovnice pro probíhající reakce.
Jak vyřešit problémy s hliníkovým práškem smíchaným s jinými anorganickými sloučeninami? Pojďme se této problematice věnovat podrobněji.
První příklad
Sirný prášek byl smíchán s hliníkovým práškem, poté byla směs zahřátá, látka získaná vvýsledek této reakce se umístí do vody. Výsledný plyn byl rozdělen na dvě části. Jedna byla smíchána s kyselinou chlorovodíkovou a do druhé byl přidáván roztok hydroxidu sodného, dokud se sraženina nerozpustila. K jakým proměnám došlo? Napište rovnice pro všechny reakce odpovídající transformacím popsaným v úloze.
Odpovědí na otázku by měly být čtyři rovnice se stereochemickými koeficienty.
Sirný prášek smíchaný s přebytečným hliníkovým práškem, co se stane? Látky reagují podle schématu, kde konečným produktem je sůl.
Výsledný sulfid hlinitý ve vodním prostředí podléhá hydrolýze. Protože tato sůl je tvořena slabou bází (hydroxid hlinitý) a slabou kyselinou sirovodíkovou, dochází k úplné hydrolýze. Tento proces produkuje nerozpustnou bázi a těkavou kyselinu.
Při interakci jednoho z produktů, konkrétně hydroxidu hlinitého s kyselinou chlorovodíkovou, dochází k iontoměničové reakci.
Vzhledem k tomu, že hydroxid hlinitý má amfoterní (dvojí) chemické vlastnosti, tvoří s roztokem hydroxidu sodného komplexní sůl (tetrahydroxoaluminát sodný).
Druhý příklad
Uvažujme další příklad úlohy, která zahrnuje psaní procesů uvedených v podmínce. Hliníkový prášek se smíchá s jódem. Přidejte malé množství vody. Sloučenina získaná v procesu se rozpustí ve vodě, přidá se k ní přebytek čpavkové vody. Sraženina se odfiltruje, kalcinuje. Ke zbytku z kalcinacepřidá se uhličitan sodný a směs se roztaví. Zapište čtyři reakční rovnice se stereochemickými koeficienty odpovídajícími popsaným procesům.
Protože se hliníkový prášek mísí s jódem podle stavu problému, má první rovnice pro interakci jednoduchých látek tvar:
2Al + 3I2=2AlI3
Tato reakce vyžaduje malé množství vody, které je uvedeno v podmínce.
Následující chemická reakce odráží interakci jodidu hlinitého získaného v první fázi s hydroxidem sodným:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Protože produkt tohoto procesu (hydroxid hlinitý) vykazuje vlastnosti typické pro zásady, vstupuje do iontoměničové reakce s kyselinou, jako reakční produkty působí sůl a voda:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
Největším problémem pro školáky při řešení problému, ve kterém se objevuje hliníkový prášek, je poslední reakce. Při interakci chloridu hlinitého s vodným roztokem uhličitanu sodného v reakční směsi probíhá proces hydrolýzy solí, který vede k produkci chloridu sodného, oxidu uhličitého a hydroxidu hlinitého. Reakce vypadá takto:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Jaké potíže mají školáci
U některých úloh se předpokládá, že fosfor byl přimíchán v přebytkuhliníkový prášek. Algoritmus řešení je podobný dvěma předchozím příkladům. Mezi problémy, které absolventi při takovýchto zadáních zažívají, zaznamenáváme nepozorné čtení podmínek. Absolventi vynechávají z dohledu např. přítomnost vody v reakční směsi, zapomínají na možnost hydrolýzy ve směsi, špatně zapisují chemickou rovnici procesu. Ne každý dokáže popsat akce s látkami: odpařování, filtrování, kalcinace, pražení, fúze, slinování. Bez znalosti rozdílů mezi fyzikálními a chemickými interakcemi nelze počítat s úspěšným dokončením úkolů tohoto druhu.
Třetí příklad
Zap alte dusičnan manganitý (II). K výsledné hnědé pevné látce se přidá koncentrovaná kyselina chlorovodíková. Plyn uvolněný při tomto procesu prochází kyselinou sirovodíkovou. Když se k výslednému roztoku přidá chlorid barnatý, pozoruje se vysrážení. Napište čtyři chemické rovnice odpovídající popsaným transformacím.
Při kalcinaci by mělo vzniknout několik produktů z jedné látky najednou. V navrhovaném problému se z počátečního dusičnanu získá hnědý plyn a oxid manganatý (IV):
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Po přidání koncentrované kyseliny chlorovodíkové do produktů se kromě plynného chlóru získává voda a také chlorid manganatý:
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
Je to chlor, který reaguje s kyselinou sirovodíkovou, síra vzniká jako sraženina. Procesní rovnice je následující:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Vzhledem k tomu, že síra není schopna tvořit sraženinu s chloridem barnatým, je třeba vzít v úvahu, že směs chloru a sirovodíku v přítomnosti molekul vody může interagovat následovně:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Proto kyselina sírová reaguje s chloridem barnatým:
Н2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Důležité body
Ne všichni středoškoláci vědí, jak se hliníkové prášky získávají v průmyslu, kde se používají. Minimální počet zanechaných praktických a laboratorních prací v kurzu školní chemie má negativní dopad na praktické dovednosti školáků. Proto maturantům, kteří skládají jednotnou státní zkoušku z chemie, působí úkoly související s agregovaným stavem hmoty, její barvou, charakteristickými znaky potíže.
Autoři testů často používají oxid hlinitý, jehož prášek reaguje se sírou nebo halogenem za vzniku sulfidu nebo halogenidu. Středoškolákům uniká skutečnost, že výsledná sůl podléhá hydrolýze ve vodném roztoku, takže druhou část úkolu provedou špatně a ztratí body.
Shrnutí
Komupro bezchybné zvládnutí otázek týkajících se několika přeměn anorganických látek je nutné mít představu o kvalitativních reakcích na kationty a anionty, znát podmínky pro průběh hydrolýzy, sepsat molekulární a iontové rovnice. Při absenci praktických dovedností způsobují otázky týkající se vnějších známek interakce látek potíže.
