Получение и свойства диоксида углерода и соды

Задача 952. 

Как химическим путем можно освободить СО₂ от примеси SO₂?

Решение:

Для разделения  СО₂ от примеси SO₂ смесь можно пропустить через раствор сероводорода. При этом произойдёт реакция:

SO₂ + 2H₂S ↔ 3S↓ + 2H₂O

СО₂ как плохо растворимый газ можно выделить в чистом виде из водного раствора. 

Задача 953.
Как получают соду по аммиачному способу? Имеет ли значение порядок насыщения раствора (какого?) диоксидом углерода и аммиаком? Можно ли аналогичным способом получить поташ? Ответ обосновать.
Решение:
Аммиачный способ получения карбоната натрия основан на образовании Na₂CO₃ при реакции между хлоридом натрия и гидрокарбонатом аммония в водном растворе. Для этого концентрированный раствор хлорида натрия насыщают аммиаком, а затем пропускают в него под давлением диоксид углерода, получаемый обжигом известняка. При взаимодействии аммиака, диоксида углерода и воды образуется гидрокарбонат аммония:

NH₃ + CO₂ + H₂O ↔ (NH₄)HCO₃

который затем, вступая в обменную реакцию с хлоридом натрия, образует хлорид аммония и гидрокарбонат натрия:

(NH₄)HCO₃ + NaCl ↔ NaHCO₃ + NH4Cl

Гидрокарбонат натрия сравнительно мало растворим в холодной воде, и выделяется в виде осадка, который отфильтровывают. При прокаливании гидрокарбонат натрия разлагается на карбонат, воду и диоксид углерода, вновь поступающий в производство:

2NaHCO₃ →t⁰  Na₂CO₃ + CO₂↑+ H₂O

Нагревая раствор, содержащий хлорид аммония, с гашёной известью выделяется аммиак:

2NH₄Cl + Ca(OH)₂ →t⁰ 2NH₃↑+ CaCl₂ +2H₂O

Видео:Органика. Решение задачи на определение состава вещества по продуктам его сгорания.Скачать

Аммиак, образуемый в данной реакции, возвращается в производство. 

Значение имеет порядок насыщения раствора хлорида натрия сначала аммиаком, а затем только уже диоксидом углерода. Потому что ионы NH₄⁺, образуемые при насыщении раствора аммиаком, которые не связываются с ионами Cl^–, Na⁺, OH^–  и Н⁺. Наоборот, при насыщении раствора хлорида натрия диоксидом углерода происходит связывание ионов СО₃^2- с ионами Н⁺ и, процесс может сопровождаться образованием NaHCO₃. Поэтому очень важно сначала насытить раствор хлорида натрия аммиаком, а уж затем диоксидом углерода, которые, в таком порядке образуют (NH₄)HCO₃. 

Выработка поташа из хлорида натрия аналогичным способом не может быть осуществлена, потому что КНСО₃, в отличие от NаHCO₃, хорошо растворим в воде и, поэтому отщепить его от NH₄Cl невозможно. Поташ обычно получают из KCl двумя методами. Один из них сводится к обработке СО₂ раствора КОН, полученного при электролизе KCl. Другой метод основан на малой растворимости двойной соли KHCO₃  ^.  MgCO₃ ^. 4H₂O, образуется при насыщении СО₂ взвеси MgCO₃ ^. 3H₂O в растворе KCl. Под действием MgO разлагается на К₂СО₃ и MgCO₃ ^. 3H₂O, который возвращается в производство.

Задача 954. 
Какой объем СО₂ (условия нормальные) можно получить из 210 г NaHСО₃: а) прокаливанием; б) действием кислоты?
Решение:
а) Уравнение реакции имеет вид:

Рассчитаем объём СО₂ из пропорции:

(2 . 84) : 22,4 = 210 : х; 
х = (210 ^. 22,4)/ (2 ^. 84) = 28 л.

б) Уравнение реакции имеет вид:

Рассчитаем объём СО₂ из пропорции:

(2 ^. 84) : (2 ^. 22,4) = 210 : х; 
х = [210 ^. (2 . 22,4)]/ (2 ^. 84) = 56 л.

Ответ: 28 л; 56 л.