Összefoglalás szintézis na2o2 (nátrium-peroxid), - egy bank kivonatok, készítmények, jelentések, természetesen és mértéke
Természetesen a munka a szervetlen kémia
A mindennapi életben, a peroxid nagyon fontosak az emberi lények. Hidrogén-peroxid, például széles körben használják a textília fehérítésére és a gyapjú, szalma, toll. Bővítése színezékek (pigmentek), nem elpusztítani a színtelenített anyagot. A H2O2 használják gyógyszerként, fertőtlenítő és vérzéscsillapító [1].
Nagy gyakorlati használat is alkáliföldfém-peroxidok, például, BaO2 (H2O2, a szerves szintézis, a pirotechnikai, bevonat izzókatódok). Kisebb mértékben a kalcium-peroxid használt (a sütés, gyógyítására butil gumi), stroncium-peroxid (a pirotechnikai) hidratált formák a magnézium és a cink-peroxidok (gyógyszer) [2].
A cél az volt, hogy szintetizálni hidrogén-peroxidot a következő reakció szerint:
2NaOH + H2O2 = Na2O2 + 2H2O. (1)
nátrium-peroxidot használunk szőkítésére különböző anyagok (szalma, selyem, csont, gyapjú), és a gyártásához maszkok, valamint a víz alatti műveletek, a tengeralattjárók.
A nátrium-peroxidot az utóbbi esetben, a folyamat alapja a kölcsönhatások között a peroxid és a szén-dioxid, [3]:
Na2 + O22- + CO2 = Na2 + CO32- + O2. (2)
1. Irodalmi rész
1.1 Általános jellemzők peroxidok
Peroxidok nevezett oxigént tartalmazó vegyületek oxigént -ion nem épült fel teljesen, formájában [O2] 2-, [D4] 2- vagy [O2] - [3].
Tartalmazó vegyületek az összetételében peroxo (O # 8213; O) 2- és a hívott peroxovegyületek minősülnek származékok hidrogén-peroxid és a két fő típusa: egyszerű és összetett. Azáltal egyszerű peroxi vegyületek közé tartoznak azok az úgynevezett peroxidok, amelyekben a peroxo csatlakozik a ion vagy fém atom, ion vagy atomi kötés. Ezeket a vegyületeket úgy alakíthatjuk ki, minden fém IA-, IIA - (kivéve a berillium) és II-B a periódusos rendszer DI Mengyelejev. Mivel a fém elektronegativitási (alkáli- és alkáliföldfémek, hogy a d-fémek, például higany) az ionos jellegét peroxidok változik kovalens [4].
Emellett képletO peroxidok Me2 [O2], a kálium, rubidium és cézium peroxidok egy másik típusú Me2 [O3] és Me2 [O4]. Peroxidok írja Me2 [O4] van a szerkezet Me2 + [[O2] 2-O2] 2-, azaz molekuláris oxigént Ezeknek a vegyületeknek a kombinációban ion oxigén [O2] 2-: [[O2] 2-O2] 2 - [3].
A komplex peroxo azok a vegyületek, amelyek egy peroxo ligandumot. Az ilyen vegyületek III formáját és az azt követő elemek a periódusos rendszerben.
Peroxo komplex lehet öt csoportra oszthatók. Az első közülük - ez persavak és sóik általános összetétele [Ep (O22-) xLy] Z-, amelyben egy vagy több peroxid-ionokat tartalmazza a komplex ion, meghatalmazotti egy egyfogú ligandum vagy (O-O-O-), vagy egy kétfogú ligandum (O-O) vagy áthidaló ligand (O-O-O-E) alkotnak egy magból álló komplexet, ahol a képletben E - komplexképző elem és L - ligandumok, amelyek tartalmazzák O2-.
Ez a csoport a vegyületek számos olyan persavak kialakult kén. Ismert peroxo-monokénsav (Caro-féle sav) összetétele H2SO5. Peroxo-ligandum komplexek szerepet játszanak a csatlakozó között, az atomok előnyösen nemfémek. Ez akkor fordul elő, különösen, peroxodisulfuric-összetétel H2S2O8 - fehér, kristályos anyag olvasztható.
A második csoport a peroxid által létrehozott komplexek tartalmazó vegyületek peroxo komplex kation a készítményben, vagy a molekula komplex, és ezért azok nem persavak vagy azok sói. A kompozíció ilyen komplexek fejezhető ki képlettel: [En (O2) x Ly] z.
A harmadik, negyedik és ötödik csoport peroxi komplex vegyületek a peroxidok, amelyek rendre vagy kristályosított vizet (például kristályos hidrátok: Na2O2Ch8H2O és CaO2Ch8H2O) vagy hidrogén-peroxiddal a kristályosítással (például, kristalloperoksogidraty: Na2O2Ch4H2O2, 2Na2SO3Ch3H2O2 és CaO2Ch2H2O2) vagy mindkettő, (például, kristály hidrátokat - peroxohydrate: Na2O2Ch2H2O2Ch4H2O és Na3 PO4CH2H2O2CH4H2O) [4].
Egy jellemző tulajdonsága peroxid vegyületek egyszerű és összetett, képes előállítani hidrogén-peroxid reagáltatásával híg savas oldatokat, és oxigént bocsátanak aktív formában, hőbomlás vagy a víz hatására és más vegyi anyagokkal. Más vegyületek, amelyek forrása lehet az oxigén, mint például a, például nitrátok, klorátok, perklorátok, permanganátok és egyes oxidok, hidrogén-peroxid nem során visszanyert víz hatására. Oxigén bocsátanak ki csak fűtés és a katalizátorok jelenlétében [5].
1.2 előállítása peroxidok
Minden egyszerű peroxo vegyületek előállíthatók egy csere közötti reakció H2O2 és a kívánt fém-hidroxid.
A nagy reaktivitása az alkálifémek (kivéve a lítium), hogy az oxigén lehetővé teszi, hogy szintetizálni a peroxidok közvetlen oxidációja a fém oxigénnel légköri nyomáson. Ez arra vezethető vissza, hogy a Na, K, Rb és Cs, ellentétben más fémek, a legnagyobb értéket a atomrádiusz míg a legkisebb értékeket az ionizációs energia. Lítium is ezek a tulajdonságok nem, és a szintézis-peroxid megvalósítható csak reakciójával lítium-hidroxid-H2O2 megoldásokat [2].
Laboratóriumi módszerek előállítására peroxidok csökkent oxidáció oxigénfelesleg megoldások fém folyékony ammóniában, vagy közvetlen elégetésével őket a hőmérséklet körülbelül 300-400 єS, ahol a peroxidok keletkeznek nem csak a típusát Me2O2, de a kálium, rubídium és cézium - típusú Me2O4.
Lítium-peroxidot tiszta formában nyerhető egy kristályos vegyületet Li2O2ChH2O2Ch3H2O, szárítják, P2O5 felett, vagy H2SO4 exszikkátorban szárítjuk. A legtöbb Li2O2ChH2O2Ch3H2O szerinti vegyület kikristályosodik, alkoholos oldat keverék Li (OH) és a H2O2.
Nátrium-hidrát ismert összetételű Na2O2Ch8H2O Na2O2 állítjuk elő vízzel erélyes hűtés közben. Továbbá az említett vegyületeket előállíthatjuk és hidrát készítmény Na2O2Ch2H2O2Ch4H2O könnyen elveszítik a víz által exszikkátorban történő szárítás.
Bárium-peroxid, BaO2 BaO oxidálásával állíthatók elő, egy oxigén áramban 500-520єS, peroxid-vegyületek egyéb elemeit ez a csoport - úgy, hogy a megfelelő hidroxidok H2O2 megoldások [3].
1.3 Fizikai és kémiai tulajdonságai peroxidok
Peroxidok alkálifém, szilárd kristályos anyagok, különböző színű: lítium-peroxid -, fehér, nátrium - enyhén sárga, kálium - rózsaszín, rubídium és cézium, látszólag túl rózsaszín.
Peroxidok írja Me2 [O3] festett különböző árnyalatú barna. Az olvadási hőmérséklet valamivel olvadáspontja alatti hőmérsékleten a megfelelő peroxid típusú Me2 [O2], hanem emelkedik a kálium, hogy cézium-(1. táblázat):
1. táblázat olvadáspontokhoz peroxid típusú Me2 [O3]
K2O4 narancssárga színű, Rb2O4 sötétbarna, Cs2O4 sárga.
Peroxidok Ca, Sr, Ba és Mg hidratált formák peroxidok, Zn és Cd tiszta színtelen és diamágneses; Peroxid HgO2 higany sárga.
Peroxidok olyan termikusan nagyon stabil; az ellenállás növekszik a felelős a sejtmagban. Azonban a növekvő mennyiségű oxigén a molekulában az olvadási hőmérséklet és a termikus stabilitás csökkenése.
Mint egy gyenge sav sóját, feloldva azt vízben, hidrolízise:
Na2 + [O2] 2- + 2H + OH- → H2 + [O2] 2- + 2Na + OH- (3)
Peroxidok azonos típusú Me + 2 [O4] 2 - hidrolízis így hozzáadásával hidrogén-peroxid és az oxigén molekula:
K2 + [O4] 2- + 2H + OH- → H2 + [O2] 2- + O2 + 2K + OH- (4)
Az intézkedés alapján a savak fordulnak elő ugyanabban a reakcióban:
Na2 + [O2] 2- + H2 + SO42 → H2 + [O2] 2- + Na2 + SO42-, (5)
K2 + [O4] 2- + H2 + SO42 → H2 + [O2] 2- + O2 + K2 + SO42 (6)
Minden peroxidok reagálnak szén-dioxiddal, felszabadító oxigén:
2Na2O2 + 2CO2 ↑ = 2Na2CO3 + O2 ↑. (7)
Minden peroxid vegyületek egyszerű és összetett (jelenleg ismert ötven elemek) képező oxidációs állapota az elem maximális és egyenlő a csoportnak a számát, amelyek ezt az elemet [3].
1.4 Redox Tulajdonságok peroxidok
Peroxidok alkálifémek lehet oxidáló és redukáló szerekkel. Oxidáló tulajdonságok jelenléte által okozott peroxid ion [O2] 2-, fogadására képes elektronok.
A legtöbb reakció fordul elő, kíséretében a pusztítás a O-O vagy megváltoztatása az ionos töltés O22- feltételezheti, hogy Ø22 - csoportot letiltják vagy veszít elektronokat: O22- + 2 e- = 2O 2 - oxidálószer O22- - 2 e- = O2 - redukálószer.
Az első esetben a peroxidok mutatnak oxidáló tulajdonságokkal, a második redukciós. Például:
2Kir + Na2O2 + 2H2SO4 = I2 + Na2SO4 + K2SO4 + 2H2O, (8)
2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O. (9)
Oxidáló tulajdonságok peroxidok sokkal hangsúlyosabb, mint a hasznosítás:
H2O2 + 2H + + 2e- = 2H2O, E0298 = 1,77 a,
H2O2 - 2e- = O2 + 2H +, E0298 = 0,68 a.
Mivel peroxidok és mutatnak oxidációs-redukciós tulajdonságait, megfelelő körülmények között, esnek át diszproporcionálódási reakció:
Li2 + [O2] 2- + Li2 + [O2] 2- → O2 + 2Li2 + O2- (10)
Azonban, a diszproporcionálási reakció nem játszódik szokásos hőmérsékleten, ha a peroxidot szárazon tároltuk egy szorosan lezárt edényben. Ez azért van, mert a nedves levegő, vagy vizes oldatban a peroxid egy gyenge sav sóját hidrolizál, és ezáltal a hidrogén-peroxid, amely instabil termikusan. A molekulák nem ugyanabban az energia állapotban, és ezért a diszproporcionálási [3] reakció lép fel közöttük.
1,5 Hidrogén-peroxid és annak tulajdonságait
Peroxidok legnagyobb gyakorlati jelentőséggel hidrogén-peroxid H2O2.
A kötési energiája O-O (210 kJ / mol) majdnem két-szer kisebb, mint az a kötési energiája O-H (468 kJ / mól).
Mivel az aszimmetrikus eloszlása kapcsolatok H-O H2O2 erősen poláris molekula (μ = 2,1 D). Között H2O2 molekula fordul elő, meglehetősen erős hidrogénkötéseket, ami a társulás. Ezért, normál körülmények között a hidrogén-peroxid - halványkék szirupos folyadék (sűrűsége 1,44) egy viszonylag magas forráspontú (150,2єS) és a jó ionizáló oldószert. Amikor - 0,43єS hidrogén-peroxid megfagy. Vízzel keverve bármilyen kapcsolatot, mert az új hidrogén-kötések. A megoldások formájában szabadul fel egy instabil kristályos H2O2 · 2H2O (olvadási hőmérséklet - 52єS). Az általánosan használt laboratóriumi 3- és 30% -os oldat H2O2 (utolsó hívás perhidrollal).
A vizes hidrogén-peroxid oldattal - egy gyenge sav (Kioniz = 2,24 × 10-12):
H2O ··· H2O2 ↔ OH3 + + HO2- (11)
gyök lehet, anélkül, hogy megváltoztatná, hogy mozgassa a más vegyületek, például - peroxiddal kémiai reakciók:
H2O2 + 2NaOH = Na2O2 + 2H2O, (12)
BaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2. (13)
Az utóbbi reakciót használjuk a hidrogén-peroxidot [5].
Amikor melegítjük nátrium-peroxid 311-400 ° C-on, van némi veszteség aktív oxigén, veszélyes bomlás indul, 540 ° C-on Nátrium-peroxidot felett olvad 596 ° C-on, és ad egy teljesen aktív oxigén 675 ° C-on Vízben oldódó. Ebben a formában NaOH, H2O2 és néhány oxigén szabadul fel, mert lúgos környezetet és a magasabb hőmérséklet elősegíti a lebomlását H2O2. Híg savakat nátrium-peroxid reakcióba lép, a megfelelő sókat, és a hidrogén-peroxid. Erőteljesen reagálnak az oxigén, kén, nátrium-mono- és szén-dioxid. Ismert molekulatömegű vegyületet nátrium-peroxid vízzel (oktahidrát Na2O2Ch8H2O) hidrogén-peroxiddal (diperoksigidrat Na2O2Ch2H2O2) és vízzel és hidrogén-peroxid (tetrahidrát diperoksigidrata Na2O2Ch2H2O2Ch4H2O). A nedvesség és a szén-dioxid levegő nátrium-peroxid reakcióba lép, NaOH, Na2CO3 és oxigént szabadít. Ez az alapja annak, hogy a regeneráló levegő legyen a zárt terekben.
nátrium-peroxidot oxidációjával kapott olvadt fém nátrium tálcákon ellenáramban tisztított CO2, és levegőn szárítjuk, vagy működtetett jet készülékek. Ahhoz, hogy kiváló minőségű nátrium-peroxid ajánlott visszaállítani nátrium-peroxid által termelt oxidációja a fém-oxid melegítéssel át 130-200 ° C-on kis részletekben nátrium-fém, közömbös atmoszférában nedvesítve vízgőz, és az így kapott oxidot oxidáljuk egy peroxid egy forgó égető kemencét 250 -400 ° C-on A kapott termék 96-98% Na2O2. Mivel a nátrium-peroxid meglehetősen agresszív fémek, amikor megkapta általában nikkelötvözet reaktor bevont grafitot, és cirkónium keverők.
nátrium-peroxidot előállított jelentős mennyiségben. Főleg a fehérítés pamut, len és gyapjú szövet, juta anyagból. Széles körben használják a fehérítés facellulóz - mechanikai cellulóz (őrölt fa), szulfát és szulfit cellulóz, a cellulóz a régi papír és semichemical cellulóz- és viszkóz tömege, szalma és egyéb anyagokat. A hermetikusan zárt tartályban nincs kitéve a nátrium-peroxid bomlik, még hosszabb tárolás után. Hajók nátrium-peroxidot kell tárolni, hűvös helyen távol a gyúlékony anyagoktól. Önmagában, nátrium-peroxidot nem gyúlékony, de igen gyúlékony érintkezve szerves anyagok, mint például fa, olaj, papír, vagy redukáló szerek a nedvesség jelenlétében [6].
Ezt alkalmazzák a fehérítés a különböző anyagok (szalma, selyem, csont, gyapjú, stb) És hogy maszkot, valamint a víz alatti műveletek, a tengeralattjárók, stb
A nátrium-peroxidot az utóbbi esetekben alapul közötti kölcsönhatás-peroxiddal és szén-dioxid:
Na2 + [O2] 2- + CO2 = Na2 + CO32- + O2. (14)
A kilélegzett szén-dioxidot nyeli el a fényt egy párhuzamos megjelenése oxigéngázt. Az utóbbi lehet újra használni lélegezni. [3]
Hidrogén-peroxid-oldatok általában alkalmazott fehérítő szövet és gyapjú, szalma, toll. Bővítése színezékek (pigmentek), hidrogén-peroxid nem elpusztítani a színtelenített anyagot. használják, mint egy fertőtlenítő és vérzéscsillapító szer a gyógyászatban.
Az agrokémiai és a talaj laboratóriumok hidrogén-peroxidot alkalmazunk a hamvasztás mintákat a talaj vagy a növényi anyag. A koncentrált hidrogén-peroxid olyan elegyben, az éghető anyag gyártásához használt robbanóanyag készítmények [1].
A kémiai gyakorlatban, hogy használják egy oxidálószer „nem elrontott” megoldások hasznosítás termékek, mivel ebben az esetben csak a vizet kapunk [7].
Gyakorlati alkalmazás alapvetően BaO2 (H2O2, a szerves szintézis, a pirotechnikai, bevonat izzókatódok). Kisebb mértékben a kalcium-peroxid használt (a sütés, gyógyítására butil gumi), stroncium-peroxid (a pirotechnikai) hidratált formák a magnézium és a cink-peroxidok (gyógyszer) [2].
2. Kísérleti rész
2.1 Eszközök és reagensek
Mérőlombikok 50 ml;
A telített vizes nátrium-hidroxid;
A hidrogén-peroxid oldattal, 42%.
Nézzük kiszámítja, hogy mennyi van szüksége, hogy a kiindulási anyagok '10 nátrium-peroxid.
Számítások alapján készül, a reakció:
2NaOH + H2O2 = Na2O2 + 2H2O. (15)
Adott: m (Na2O2) = 10 gr.;
M (Na2O2) = '78 / mol;
M (NaOH) = '40 / mol;
M (H2O2) = '34 / mol;
a) Számítsuk ki a mólszáma 10 g. nátrium-peroxid:
n (Na2O2) = '10 / 78 g. / mol = 0,13 mól.
b) tömegének kiszámításához kiindulási anyagok:
m (NaOH) = 2 * 40 g mol / mol * 0,13 mól = 10,4 g
m (H2O2) = '34 / mol * 0,13 g = 4,4 mól
c) tömegének kiszámításához 35% -os H2O2 oldat:
100 gramm - 35 gramm
X gramm - 4,4 g,
ahol x = 12,6 gramm
g) Számítsuk ki a térfogatát hidrogén-peroxid:
ahol p - sűrűsége 35% -os H2O2 oldat.
V = 12,6 / 1,130 = 11. 1 ml
Miután számítások azt találták, hogy így 10 g. Hidrogén-peroxidot kell venni a kiindulási anyagok: m (NaOH) = 10,4 g, V = 11. 1 ml.
2.3 a szintézis
Took 10,4 g száraz nátrium-hidroxid-egy lombikba, és feloldjuk 20 ml vízben, majd öntjük egy másik lombikba 35% -os nátrium-peroxidot. Mindkét oldatot hűtőszekrénybe tesszük. Lehűlés után őket, hogy 00C elegyítünk 11,1 ml hidrogén-peroxid-oldatot és az oldathoz nátrium-hidroxid [8]. Azonnal képződik sárga zavaros oldatot egy fehér üledék alján, ami azonnal feloldódik.
1. Az eljárás a nátrium-peroxid.
2. Az eredmények azt mutatják, hogy a nagyon instabil, amikor megpróbálják hogy megkülönböztessék az oldatot feloldjuk a laboratóriumban kapott csapadékot Na2O2.
1. Remi G. Szervetlen Kémia tantárgy / G. Remy - Mir, 1978 - 606 c.
2. Glinka NL Általános kémia / NL Glinka - L. Chemistry, 1988. - 306 c.
3. Mikhaylenko YI Természetesen Általános és Szervetlen Kémia / YI Mikhailenko - Moszkva Gimnázium, 1966 - 238 c.
6. Rövid Chemical Encyclopedia / szerk. IL Knuniants - M. szovjet Encyclopedia, 1964 - 379 p.
8. Karjakin, Y. Pure Chemicals / JV Karjakin, II Angels - M. Chemistry, 1974. - 267 c.