Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Державний вищий навчальний заклад
“Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника”
Кафедра органічної та аналітичної хімії
Методичні вказівки та інструкція
до виконання лабораторної роботи
з курсу “Хімія природних солей ”
Лабораторна робота № 1
Розчинення природного галіту, очищення розчину від домішок магнію та кальцію і кристалізація натрій хлориду
Затверджено на засіданні кафедри Органічної та аналітичної хімії
(протокол № 1 від “30” серпня 2013 р.)
Завідувач кафедрою _____________ Миронюк І.Ф.
Підготували _____________ ______Хацевич О. М., Костів І.Ю
Івано-Франківськ
2013
Лабораторна робота № 1
ТЕМА РОБОТИ: розчинення природного галіту, очищення розчину від домішок магнію та кальцію і кристалізація натрій хлориду
МЕТА РОБОТИ: вивчити теоретичні основи процесу розчинення природного галіту, очищення галітового розчину і кристалізацію солей.
ОБЛАДНАННЯ І РЕАКТИВИ: кам’яна сіль природна мелена, вода, 5 % р-н NаОН, 10 % розчин Na2CO3, хімічні стакани, скляні палички, мірний циліндр, газовий пальник.
ЛІТЕРАТУРА:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М: Высшая школа, 2001г.
2. Бойко К.М., Самойленко Н.С., и др. Общая и неорганическая химия. Практикум. – К: “ Высшая школа”, 1987 г.
3. Ивановский В.Н., Тихонов Н.С., и др. Лабораторный практикум по общей химии. – М: Высшая школа, 1972 г.
4. Глинка М.А. Общая химия. М.-Л: Химия. 1965. 688 с.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Розчинність речовин у воді та інших розчинниках є їхньою індивідуальною особливістю. Одні речовини добре розчиняються, інші - навпаки, погано. Розчинність більшості неорганічних речовин у воді, як правило, зростає з підвищенням температури.
Охолодження насичених гарячих розчинів призводить до виділення із них невеликої кількості кристалів розчиненої речовини. При цьому, чим вища концентрація розчиненої речовини в гарячому розчині, тим більше її виділяється при охолодженні.
Різна розчинність речовин у воді і різний характер її залежності від температури лежать в основі процесу перекристалізації, яка полягає в розчиненні речовини або суміші речовин із наступною їх кристалізацією. Чим нижча температура, при якій проходить процес кристалізації, тим більша кількість кристалів виділяється у тверду фазу. Якщо в насиченому гарячому розчині є механічні нерозчинні домішки, то його фільтрують через лійку для гарячого фільтрування.
При кристалізації розчину, який складається з декількох компонентів, можна досягнути їх розділення. Це пояснюється різним характером розчинності речовин при розділенні в залежності від температури. В певному температурному інтервалі розчин буде насичений по відношенню до одного і ненасичений по відношенню до іншого компонента, який знаходиться в розчині. Це призводить до виділення із розчину тільки одного компонента, а всі інші при цьому залишаються в розчині.
Температурний інтервал кристалізації, а також повнота розділення залежать як від розчинності речовин що розділяються, так і від їх співвідношення у вихідній суміші. Якщо суміш складається із двох компонентів і один з яких у незначній кількості, то процес розділення можна здійснити за допомогою однієї перекристалізації. Якщо вихідний розчин складається з компонентів, які є у рівних співвідношеннях, то процес перекристалізації проводять декілька разів. Повільне охолодження розчинів при кристалізації, призводить до росту великих кристалів, які часто є забруднені домішками вихідного розчину. В той же час, при швидкому охолодженні з'являються невеликі кристали, домішки в яких відсутні. Для швидкого охолодження посуду із суспензією занурюють у холодну воду або ємність з льодом. В тих випадках, коли суспензія, яка піддається кристалізації схильна до перенасичення, вводять “затравку”, декілька кристаликів даної речовини, як центри кристалізації.
Після закінчення процесу кристалізації, утворені кристали фільтрують на лійці Бюхнера, промивають і сушать. Промиті кристали спочатку відтискають між листками фільтрувального паперу, потім рівномірним шаром розкладають на фільтр або в чашку Петрі і сушать на повітрі, в сушильній шафі або в ексикаторах.
При виборі способу сушіння враховують властивості речовини. В деяких випадках фільтрат після кристалізації частково випарюють для одержання додаткової кількості речовини.
Для охолодження розчинів та перекристалізації їх за температури нижчої 0 0С використовують різні охолоджуючі суміші. Найбільш розповсюджені з них є суміші, котрі містять сніг або кусочки льоду у співвідношенні з різними сполуками. Наприклад, суміш, яка складається з трьох частин снігу і однієї частини NaCI понижує температуру до -21 0С. Подібні властивості має суміш, яка складається із рівних частин снігу та NH4NO3. Суміш, яка містить 1,5 частин СаСІ2.6H2O з однією частиною снігу може знижувати температуру до -55 0С. При змішуванні кусочків льоду з диетиловим ефіром або ацетоном можна знизити температуру до -78 0С.
ХІД РОБОТИ
Наважку 50,0 г кам’яної солі розчинити в 120,0 мл водопровідної води, нагріти до температури 50 0С, та відставити на 10-20 хв для відстоювання, після освітлення суспензію декантувати. До освітленого розчину при перемішуванні додати 3 мл 5 %-ного розчину NаОН і 3мл 10%-ного розчину Na2CO3 для осадження домішок іонів Са2+ і Mg2+. Одержану суспензію при перемішуванні у скляній посудині випарити до половини об’єму, декантувати, осад висушити між листками фільтрувального паперу. Написати рівняння реакції для осадження іонів та обчислити вихід продукту (теоретичний і практичний).
Контрольні питання:
1. З якою метою здійснюють перекристалізацію солей.
2. Які є способи видалення розчинених у розчині домішок, як залежить спосіб їх видалення від концентрації і від насиченості розчину за основною речовиною?
3. Як здійснюють кристалізацію солі із багатокомпонентного розчину?
4. Що таке ізотермічна, ізогідрична, політермічна кристалізація?
5. Як позначається чистота хімічних реактивів, як цією кваліфікацією чистоти користуватись у лабораторії?
Державний вищий навчальний заклад
“Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника”
Кафедра органічної та аналітичної хімії
Методичні вказівки та інструкція
до виконання лабораторної роботи
з курсу “Хімія природних солей ”
Лабораторна робота № 3
Добування калій хлориду із сильвінітової руди
галургійним методом
Затверджено на засіданні кафедри Органічної та аналітичної хімії
(протокол № 1 від “30” серпня 2013 р.)
Завідувач кафедрою _____________ Миронюк І.Ф.
Підготували ____________________ Хацевич О. М., Костів І.Ю.
Івано-Франківськ,
2013
Лабораторна робота № 3
Тема роботи: Добування калій хлориду із сильвінітової руди
галургійним методом
МЕТА РОБОТИ: вивчити властивості сильвінітових руд і технологію їх перероблення на калій хлорид галургійним методом.
ОБЛАДНАННЯ І РЕАКТИВИ: сильвінітова руда, вода (маточний розчин), хімічні стакани, скляні палички, мірний циліндр, газовий пальник, лійка Б’юхнера, колба Бунзена, кристалізатор.
ЛІТЕРАТУРА:
1. Соколовский А.А., Унанянц Т.П. Краткий справочник по минеральным удобрениям. – М: “Химия”, 1977.
2. Бойко К.М., Самойленко Н.С., и др. Общая и неорганическая химия. Практикум. – К: “ Высшая школа”, 1987 г.
3. Ивановский В.Н., Тихонов Н.С., и др. Лабораторный практикум по общей химии. – М: Высшая школа, 1972 г.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
Калій хлорид – найбільш поширене калійне добриво, концентрація К2О 63,1 %. Калій хлорид кристалізується в кубічній формі, часто у вигляді кристалів з притупленими кутами. У чистому вигляді кристали безбарвні і прозорі, через домішки бувають червоні або рожеві. Відомі два способи виробництва калій хлориду: флотаційний і галургійний. Виробництво хлористого калію із сильвінітової руди галургійним способом – розчиненням і роздільною кристалізацією – ґрунтується на різній розчинності у воді КСl та NaCl. Процес розчинення ведуть за температури 90-100 0С з наступним охолодженням розчину до 20-25 0С. В розчинах, насичених обома солями, з підвищенням температури від 20-25 до 90-100 0С вміст КСl зростає приблизно в два рази, а NaCl зменшується. При охолодженні гарячого розчину, насиченого КСl + NaCl, буде кристалізуватися тільки КСl, а NaCl залишиться у розчині. Ця властивість розчинів КСl + NaCl використана в циклічному процесі отримання КСl із сильвініту. Основні стадії виробництва КСl в замкнутому циклі перераховані нижче:
1) дроблення сильвінітової руди;
2) вилуговування КСl із сильвініту гарячим оборотнім маточним розчином;
3) відділення гарячого розчину і освітлення від сольового шламу та мулу;
4) кристалізація КСl при охолодженні розчину;
5) відділення кристалів КСl від маточного розчину і їх сушка;
6) нагрівання маточного розчину та повернення його на розчинення сильвініту.
ХІД РОБОТИ
Для дослідження використовують подрібнену сильвінітову руду. На технічних вагах зважуємо 100 г сильвінітової руди, окремо в хімічному стакані нагріваємо 200 мл води (маточного розчину). Гарячою водою розчиняємо руду, перемішуємо та нагріваємо до 90 0С. Гарячий розчин відстоюємо 5-10 хв. Для прискорення дрібних глинистих частинок в розчин вводять коагулянт водний розчин поліакриламіду (2-3 мл). Освітлений розчин, насичений КСl охолоджуємо до 20-25 0С. Кристали калій хлориду, що викристалізувалися при охолодженні, відділяють від маточного розчину на вакуум-фільтрі та сушать. Отримані кристали КСl зважують.
Контрольні питання
1.Які є способи перероблення сильвінітової руди?
2.Як класифікують калійні добрива? Наведіть приклади.