Поглощение водорода платиной.. Задача №2

1. Поглощение водорода платиной.

Газообразный водород при комнатной температуре хорошо растворяется в некоторых d-металлах, например, в платине.

Элементарная ячейка платины имеет форму куба и представлена на рисунке ниже. Она – гранецентрированная, то бишь имеет атомы в углах и в центрах граней решетки.

Плотность платины равна 21,09 г/см³

Молярная масса – 195,085 г/моль

1) Рассчитайте длину ребра решетки (а) и радиус атома (r) в анкстремах ( ).

2) Рассчитайте максимальный радиус атома, который будет способен поместиться в пустом пространстве атомной решетки платины.

3) Межъядерное расстояние в молекуле в водорода равняется 74 пм, а радиус атома водорода равен 54 пм. В каком виде платина содержит в себе водород – в атомарном или молекулярном? Объясните (приведите расчеты).

4) Сколько объемов водорода способна поглотить платина при с.у.?

5) Каким образом можно вытащить водород из атомной решетки платины?

2. Задача №2

Элементы X и Y образуют пять бинарных соединений – А, В, С, D и E. Соединение Е не реагирует с водой, водородом или кислородом даже при нагревании. При нагревании D превращается в С и Е, а при взаимодействии D с хлором образуется соединение F. Соединение А существует в виде двух изомерных форм А1 и А2. Соединение В может димеризоваться с образованием В2.

1. Приведите структурные формулы соединений A1, А2, В, В2, С-F. Соединение F используется для синтеза негорючих органических соединений. Так, в присутствии инициаторов радикальных реакций, F присоединяется к алкенам по следующему механизму: радикал, образованный из инициатора, отщепляет от F один из атомов, образовавшийся при этом радикал присоединяется по связи С=С с образованием нового радикала, который отщепляет от F один из атомов и т. д. (обычный механизм цепной радикальной реакции). При этом в случае двух (или более) возможных направлений реакции процесс протекает в соответствии с правилами термодинамики, т. е. в случае несимметричного алкена образуется наиболее стабильный продукт радикального присоединения, а в F разрывается самая слабая связь.

2. Напишите продукт реакции F с пропеном (соединение G). Соединение С применяется для введения в органические молекулы элемента Y. Так, реакция С с уксусной кислотой дает бесцветный газ H (ωY = 67.9 %), обладающий парниковым эффектом, но не разрушающий озоновый слой.

3. Напишите структурную формулу соединения H.

3. Задача №3

В четыре закрытых сосуда, каждый из которых содержал один из газов: Х, Х1, Х2 и Х3, поместили навески магния. Все вещества в каждом сосуде прореагировали полностью. В сосудах получились только твердые продукты, которые полностью перенесли в пятый сосуд с избытком разбавленной соляной кислоты.

При действии на полученный раствор избытка раствора гидроксида натрия выделилось 7.36 л (с.у.) газа А с резким характерным запахом. Известно, что Х – простое вещество, а Х1, Х2 и Х3 – бинарные соединения элемента Х. Газы взяты в объемном соотношении: Х : Х1: Х2 : Х3 = 1:2:3:4. Массовый процент Х в ряду Х1– Х2 – Х3 увеличивается.

1. Определите газы А, Х, Х1, Х2 и Х3.

2. При добавлении какого газа В к газу Х в реакции с магнием получаются такие же продукты, как и при взаимодействии с магнием веществ Х1, Х2 и Х3?

3. Чему равна суммарная масса магния, помещенного во все четыре сосуда?

4. Напишите уравнения всех упомянутых реакций (1-8).

4. Немного жизненных задач.

Газобаллонная атака на французском фронте, произведенная немцами у бельгийского города Ипр 22.04.1915 г., была первым применением химических средств в 5 большом масштабе. Сравнительно быстро было установлено, что немцы применяют хлор. Поэтому еще в начале мая 1915 г. организации Красного креста приступили к изготовлению первых защитных масок, пропитанных раствором вещества Х, которое и теперь еще иногда называют «антихлор». Однако после их использования во время газовой атаки на русские окопы, произведенной немцами 23.06.1915 в 50 км к западу от Варшавы, стало очевидно, что маски совершенно не защищают от отравления. Поэтому солдаты их бросали или «украшали» ими и прилагавшимися к ним бутылочками с пропитывающей жидкостью попадающиеся на пути деревья. Дело в том, что врачи, организовавшие производство таких масок, не задумались о химической сути процесса нейтрализации хлора «антихлором». Эта ошибка была обнаружена русскими химиками Н.А. Шиловым (1872-1930) и А.М. Беркенгеймом (1867-1938) и побудила к постановке одного из первых научных исследований, касающихся противогазового дела. Такое исследование было выполнено Н.А. Изгарышевым (1884-1956) в Москве в лаборатории профессора Шилова. Уже летом 1915 г. рецепт пропитки масок был изменен, и в нее была введена кальцинированная сода (карбонат натрия), а также глицерин как предохраняющее средство от быстрого высыхания маски. Маска, пропитанная таким раствором, значительно лучше защищала человека от отравления.

1. Вещество Х в безводном состоянии состоит из трех элементов: Na (массовая доля 29,1 %), S (40,5 %) и O (30,4 %). Установите его молекулярную формулу и назовите его по известной Вам химической номенклатуре.

2. Как получают вещество Х? Напишите уравнение соответствующей реакции с указанием условий.

3. В продажу «антихлор» обычно поступает в виде кристаллогидрата (вещество У), массовая доля кислорода в котором составляет 51,6 %. Вычислите молекулярную формулу вещества У, дайте и ему номенклатурное название.

4. Рецепт пропиточной жидкости для масок 1915 г был следующий (в массовых частях): вещества У 30 частей, соды безводной 10 частей, глицерина чистого 10 частей, воды 70 частей. Рассчитайте массы глицерина, вещества У и воды, которые необходимо добавить к 270 г кристаллической соды (декагидрата карбоната натрия) для приготовления правильного пропиточного раствора.

5. Что именно становилось причиной тяжелых последствий для человеческого организма в случае применения маски, пропитанной только водным раствором «антихлора»? Напишите уравнения реакций, протекающих при взаимодействии раствора «антихлора» с избытком и недостатком хлора.

6. А можно ли успешно защититься от хлора маской, пропитанной раствором чистой соды? Аргументируйте свой ответ, напишите уравнение реакции.

7. Напишите уравнение реакции, поясняющей важнейшую роль соды в составе пропитки, обеспечивающей более хорошую защиту человека от отравления хлором.

8. Водный раствор «антихлора» обладает довольно высокой реакционной способностью не только по отношению к хлору. Он легко реагирует с бромной и йодной водой, а также растворяет практически нерастворимый в воде бромид серебра. Напишите уравнения этих реакций.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США