En els darrers anys, hi ha hagut una tendència de demanda estable per aprovar l'examen de química entre els graduats de 9è i 11è de primària. El motiu és la creixent popularitat de les universitats mèdiques i d'enginyeria, en les quals la química actua com un examen de perfil.
Rellevància
Per ser competitius a l'hora de presentar la sol·licitud, els estudiants han de demostrar un alt nivell de coneixements a l'examen.
Els problemes en què es barrejava sofre en pols amb un excés de pols d'alumini, després s'hi afegeix àcid i després aigua eren especialment difícils per als futurs metges i enginyers. Cal fer càlculs, determinar una de les substàncies i també elaborar equacions per a les reaccions en curs.
Com resoldre els problemes de pols d'alumini barrejat amb altres compostos inorgànics? Anem a parlar d'aquest tema amb més detall.
Primer exemple
La pols de sofre es va barrejar amb pols d'alumini, després es va escalfar la mescla, la substància obtinguda enel resultat d'aquesta reacció, posat en aigua. El gas resultant es va dividir en dues parts. Un es va barrejar amb àcid clorhídric i es va afegir una solució d'hidròxid de sodi al segon fins que el precipitat es va dissoldre. Quines transformacions es van produir? Escriu equacions per a totes les reaccions corresponents a les transformacions descrites a la tasca.
La resposta a la pregunta hauria de ser quatre equacions amb coeficients estereoquímics.
Pols de sofre barrejat amb un excés de pols d'alumini, què passa? Les substàncies reaccionen segons l'esquema, on el producte final és la sal.
El sulfur d'alumini resultant en el medi aquàtic pateix hidròlisi. Com que aquesta sal està formada per una base feble (hidròxid d'alumini) i un àcid hidrosulfur feble, es produeix una hidròlisi completa. El procés produeix una base insoluble i un àcid volàtil.
En la interacció d'un dels productes, és a dir, l'hidròxid d'alumini amb l'àcid clorhídric, es produeix una reacció d'intercanvi iònic.
Atès que l'hidròxid d'alumini té propietats químiques anfòteres (duals), forma una sal complexa (tetrahidroxoaluminat de sodi) amb una solució d'hidròxid de sodi.
Segon exemple
Considerem un altre exemple d'una tasca que implica escriure els processos esmentats a la condició. La pols d'alumini es barreja amb iode. Afegiu una petita quantitat d'aigua. El compost obtingut en el procés es dissol en aigua, s'hi afegeix un excés d'aigua d'amoníac. El precipitat es filtra, es calcina. Al residu de la calcinaciós'afegeix carbonat de sodi, la mescla es fusiona. Escriu quatre equacions de reacció amb coeficients estereoquímics corresponents als processos descrits.
Com que la pols d'alumini es barreja amb iode segons l'estat del problema, la primera equació per a la interacció de substàncies simples té la forma:
2Al + 3I2=2AlI3
Aquesta reacció requereix una petita quantitat d'aigua, que s'esmenta a la condició.
La reacció química següent reflecteix la interacció del iodur d'alumini obtingut en la primera etapa amb l'hidròxid de sodi:
AlI3 + 3NaOH=Al(OH)3 + 3NaI
Com que el producte d'aquest procés (hidròxid d'alumini) presenta propietats típiques de les bases, entra en una reacció d'intercanvi iònic amb un àcid, la sal i l'aigua actuen com a productes de reacció:
Al(OH)3 + 3HCl=AlCl3 + 3H2O
La dificultat més gran dels escolars per resoldre un problema en què apareix la pols d'alumini és l'última reacció. Quan el clorur d'alumini interacciona amb una solució aquosa de carbonat de sodi a la mescla de reacció, el procés d'hidròlisi de sals continua, donant lloc a la producció de clorur de sodi, diòxid de carboni i hidròxid d'alumini. La reacció és així:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2 O=2Al(OH)3 + 3CO2 + 6NaCL
Quines dificultats tenen els escolars
En algunes tasques, se suposa que el fòsfor es barrejava en excéspols d'alumini. L'algorisme de solució és similar als dos exemples anteriors. Entre els problemes que experimenten els graduats en aquestes tasques, destaquem una lectura poc atenta de les condicions. Deixant fora de vista, per exemple, la presència d'aigua a la barreja de reacció, els graduats s'obliden de la possibilitat d'hidròlisi a la mescla, escriuen incorrectament l'equació química del procés. No tothom pot descriure accions amb substàncies: evaporació, filtrat, calcinació, torrefacte, fusió, sinterització. Sense conèixer les diferències entre les interaccions físiques i químiques, és impossible comptar amb la realització satisfactòria de tasques d'aquest tipus.
Tercer exemple
Encendre nitrat de manganès (II). Afegiu àcid clorhídric concentrat al sòlid marró resultant. El gas alliberat en aquest procés passa per l'àcid hidrosulfur. Quan s'afegeix clorur de bari a la solució resultant, s'observa una precipitació. Escriu quatre equacions químiques corresponents a les transformacions descrites.
Quan es calcinen, s'han de formar diversos productes a partir d'una substància alhora. En el problema proposat, a partir del nitrat inicial s'obtenen gas marró i òxid de manganès (IV):
Mn(NO3)2 → MnO2 + 2NO 2
Després d'afegir àcid clorhídric concentrat als productes, a més de clor gasós, s'obté aigua, així com clorur de manganès (II):
MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2H2O + Cl 2
És el clor que reacciona amb l'àcid hidrosulfur, el sofre es forma com a precipitat. L'equació del procés és la següent:
Cl2 +H2S → 2HCl + S
Com que el sofre no és capaç de formar un precipitat amb el clorur de bari, cal tenir en compte que una barreja de clor i sulfur d'hidrogen en presència de molècules d'aigua pot interactuar de la següent manera:
4Cl2 + H2S + 4H2O → 8HCl + H 2SO4
Per tant, l'àcid sulfúric reacciona amb el clorur de bari:
Н2SO4 + BaCl2 → BaSO4+ 2HCl
Punts importants
No tots els estudiants de secundària saben com s'obtenen les pols d'alumini a la indústria, on s'utilitzen. El nombre mínim de treballs pràctics i de laboratori que queden al curs de química escolar té un impacte negatiu en les competències pràctiques dels escolars. És per això que les tasques relacionades amb l'estat agregat de la matèria, el seu color, trets característics causen dificultats als graduats que es presenten a l'examen estatal unificat de química.
Sovint, els autors de proves utilitzen òxid d'alumini, la pols del qual reacciona amb sofre o halogen, formant, respectivament, sulfur o halogenur. Els alumnes de batxillerat enyoren el fet que la sal resultant pateix una hidròlisi en una solució aquosa, de manera que fan la segona part de la tasca de manera incorrecta, perdent punts.
Resum
Aper fer front sense errors a qüestions relatives a diverses transformacions de substàncies inorgàniques, cal tenir una idea de les reaccions qualitatives als cations i anions, conèixer les condicions del curs de la hidròlisi, escriure equacions moleculars i iòniques. En absència d'habilitats pràctiques, les preguntes sobre els signes externs de la interacció de substàncies causen dificultats.
