- Сульфат магния: способы получения и химические свойства
- Способ получения
- Качественная реакция
- Химические свойства
- Сульфат магния
- Содержание:
- Физические и химические характеристики
- Магния сульфат
- Физические характеристики
- Магний сернокислый семиводный
- Сульфат магния
- Содержание
- Получение
- Физические свойства
- Химические свойства
- Курсовая работа: Синтез и идентификация сульфата магния MgSO4
- Приложение 2 ……………………. …………………………………………………….……61
- Схема …………………………………………………………………………………………..62
- Введение.
- Глава 1. Обзор литературы
- 1.1. Характеристика и химические свойства сульфата магния
- 1.2. Способы получения сульфата магния.
- 1.3. Техника безопасности при работе в химической лаборатории
- 1. Основные правила работы в лаборатории общей химии
- 2. О пожарах в лаборатории и способах их устранения
- 3. Медицинская помощь в лаборатории
- 4. Техника безопасности при работе с сульфатом магния.[12]
- 1.4. Анализ MgSO4 и его возможных примесей.
- Качественный анализ:
- 1.5. Количественное определение сульфата магния и его примесей [4]:
- 1.6. Количественный анализ:
- 1. Приготовление установочного вещества [4]:
- 2. Приготовление рабочего раствора [4]:
- 3. Приготовление аммонийного буфера:
- 4. Стандартизация рабочего раствора [4]:
- 5. Приготовление анализируемого раствора:
- 6. Определение Mg 2+ методом прямой комплексонометрии, титрант – ЭДТА [4]
- 7. Катионообменная хроматография [5]
- 8. Ионообменная хроматография[5]:
- 9. Определение SO4 2- обратным комплексонометрическим титрованием [4]:
- Глава 2. Химический эксперимент
- 2.1. Задачи эксперимента
- 2.2. Синтез сульфата магния
- 2.2.2. Расчет синтеза
- 2.2.3. Подготовка к синтезу
- 2.2.4. Техника безопасности при работе с серной кислотой
- 2.2.5. Синтез вещества
Сульфат магния: способы получения и химические свойства
Сульфат магния MgSO4 — соль щелочного металла магния и серной кислоты. Белый, разлагается выше температуры плавления. Хорошо растворяется в воде (слабый гидролиз по катиону).
Относительная молекулярная масса Mr = 120,37; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,66; tпл = 1137º C;
Способ получения
1. В результате взаимодействия карбоната магния и концентрированного раствора сульфата аммония при кипении образуется сульфат магния, аммиак, углекислый газ и воды:
Качественная реакция
Качественная реакция на сульфат магния — взаимодействие его с хлоридом бария, в результате реакции происходит образование белого осадка , который не растворим в азотной кислоте:
1. При взаимодействии с хлоридом бария , сульфат магния образует сульфат бария и хлорид магния:
Химические свойства
1. Сульфат магния вступает в реакцию со многими сложными веществами :
1.1. Сульфат магния взаимодействует с основаниями :
1.1.1. Сульфат магния реагирует с разбавленным раствором гидроксидом натрия с образованием гидроксида магния и сульфата натрия:
1.2. Сульфат магния может реагировать с кислотами :
1.2.1. При взаимодействии с концентрированной и холодной серной кислотой твердый сульфат магния образует гидросульфат магния:
1.3. Сульфат магния реагирует с солями :
1.3.1. Сульфат магния взаимодействует с концентрированным гидратом аммиака . При этом образуются гидроксид магния и сульфат аммония:
1.3.2. Сульфат магния вступает в реакцию с перхлоратами кальция, стронция и бария образуя сульфат этого металла и перхлорат магния:
1.3.3. Сульфат магния вступает во взаимодействие с гидрокарбонатом калия и образует карбонат магния, сульфат калия, воду и углекислый газ:
1.3.4. В результате реакции между насыщенным сульфатом магния и насыщенным хроматом кальция образуется хромат магния и сульфат кальция:
2. Сульфат магния разлагается при температуре выше 1200º С, образуя оксид магния, оксид серы и кислород:
Источник
Сульфат магния
магний сернокислый , магний сернокислый семиводный , magnesium sulfate , magnesium sulfate as
N
P
K
Ca
Sе
Ag
B
Mn
Cu
Zn
Co
I
V
Сульфат магния – магниевое, сложное, серосодержащее удобрение. Применяется для основного внесения весной совместно с азотными и фосфорными удобрениями и подкормок в течение вегетационного периода. Получают из природных растворов морского типа и твердых солевых отложений.
Содержание:
Физические и химические характеристики
Магния сульфат
Физические характеристики
- Температура плавления – 1137°C,
- Плотность – 2,66 г/см 3 .
- Растворимость в 100 г воды:
- при 20°C – 35,5 г,
- при 100°C – 68,3 г.
- Температура кипения насыщенного раствора (75 г MgSO4 в 100 г H2O) – 108°C.
Магния сульфат образует кристаллогидраты с 1–7 и 12 молекулами воды. При комнатной температуре в нормальных условиях из водных растворов кристаллизуется гептагидрат, при температуре выше 48°C – гексагидрат, выше 67,5°C – моногидрат.
Гидраты полностью обезвоживаются при 320–330 °C.
Безводный сульфат магния при температуре 1100–1200°C разлагается на оксид магния MgO, оксид серы SO2 и кислород O2.
Сульфат магния в природе содержится в морской воде, встречается в виде минералов кизерита (MgSO4 x H2O), эпсолита (горькая соль MgSO4 x7H2O), гексагидрита. [6] Эпсолит содержит не менее 84 % (MgSO4 x7H2O), не более 6 % NaCl и 17,7 % оксида магния. Кизерит отличается содержанием 25–30 % оксида магния. В обоих веществах содержится 28–30 % серы. [4]
Магний сернокислый семиводный
Изготавливается в соответствии со следующими требованиями:
- Массовая доля MgSO4 x 7H2O не менее 99–99,5 %.
- Массовая доля нерастворимых в воде веществ не превышает 0,002 %.
- Кислотность не превышает 0,002 %.
- Щелочность не превышает 0,01 %.
Массовые доли различны примесей (хлоридов, аммонийных солей, фосфатов, железа, кальция, марганца, мышьяка, цинка, тяжелых металлов) незначительны.
Магний сернокислый семиводный при попадании на кожу вызывает кожные заболевания. [1]
Источник
Сульфат магния
Сульфат магния | |
---|---|
Систематическое наименование | Сульфат магния |
Традиционные названия | Сернокислый магний, эпсомская соль |
Хим. формула | MgSO4 |
Молярная масса | 120,37 г/моль |
Плотность | 2,66 г/см³ |
Т. плав. | 1137 °C |
Мол. теплоёмк. | 96,40 Дж/(моль·К) |
Энтальпия образования | -1288,8 кДж/моль |
Растворимость в воде | 35,1 20 ; 54,8 80 ; 68,3 100 г/100 мл |
Растворимость в эфире | 1,16 18 г/100 мл |
ГОСТ | ГОСТ 4523-77 |
Рег. номер CAS | 7487-88-9 |
PubChem | 24083 |
Рег. номер EINECS | 231-298-2 |
SMILES | |
Кодекс Алиментариус | E518 |
RTECS | OM4500000 |
ChEBI | 32599 |
ChemSpider | 22515 |
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного. |
Сульфат магния — неорганическое вещество, соль металла магния и серной кислоты с формулой MgSO4, белый порошок, образует несколько кристаллогидратов. В медицине используется при лечении ожирения как солевое слабительное, для достижения так называемого магниевого стресса.
Впервые была найдена в воде эпсомского источника в Англии ботаником Неемией Грю в 1695 году.
Содержание
Получение
- Взаимодействие серной кислоты и магния
- Взаимодействием серной кислоты с оксидом, гидроксидом и карбонатом магния:
MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O Mg(OH)2 + H2SO4 → MgSO4 + 2H2O MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2↑ + H2O
- Обменными реакциями:
MgCO3 + (NH4)2SO4 → 100oC MgSO4 + 2NH3↑ + CO2↑ + H2O
- Безводный сульфат магния получают сушкой кристаллогидрата:
MgSO4 ⋅ 7H2O → 200oC MgSO4 + 7H2O
- В промышленности сульфат магния получают из морской воды, минералов кизерита и карналлита.
Физические свойства
Сульфат магния — белый гигроскопичный порошок, кристаллы ромбической сингонии, параметры ячейки a = 0,482 нм, b = 0,672 нм, c = 0,833 нм. При температуре 1010 °С происходит переход в другую ромбическую фазу.
Образует несколько кристаллогидратов: MgSO4·nH2O, где n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 12.
Наиболее изучены кристаллогидраты — MgSO4·7H2O (эпсомит), MgSO4·6H2O и MgSO 4·H2O (кизерит).
Растворим в этаноле, глицерине и диэтиловом эфире. Не растворим в ацетоне.
Входит в число основных соединений в морской воде, отвечающих за поглощение звука, при этом звуковая энергия преобразуется в тепловую. Поглощение зависит от частоты звуковых колебаний: низкочастотный звук поглощается хуже, а высокочастотный — лучше (зависимость практически линейная при логарифмическом масштабе частоты и поглощения), что объясняет большую дальность распространения низкочастотных звуковых волн.
Химические свойства
- При нагревании выше температуры плавления разлагается:
2MgSO4 → 1200∘C 2MgO + 2SO2 + O2
- С концентрированной серной кислотой образует гидросульфат:
MgSO4 + H2SO4 → Mg(HSO4)2 при нагревании выпадают сольваты состава MgSO4·H2SO4 и MgSO4·3H2SO4.
- При нагревании взаимодействует с сероводородом, диоксидом кремния, углеродом:
MgSO4 + H2S → 700∘C MgO + SO2 + S + H2O MgSO4 + SiO2 → 680∘C MgSiO3 + SO3 2MgSO4 + C → 800∘C 2MgO + 2SO2 + CO2 MgSO4 + 2C → >800∘C MgS + 2CO2
Источник
Курсовая работа: Синтез и идентификация сульфата магния MgSO4
Название: Синтез и идентификация сульфата магния MgSO4 Раздел: Рефераты по химии Тип: курсовая работа Добавлен 16:37:14 09 июля 2011 Похожие работы Просмотров: 3402 Комментариев: 13 Оценило: 2 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
К образовавшемуся осадку 5.1. добавить 5 капель пероксида водорода, смесь нагревать 2-3 минуты:
1. 2Fe(OH)2 ↓ +4 NaOH + H2 O2 = 2Fe(OH)3 ↓ + Na +
Окисление: Fe 2+ + 3OH — — 1e = Fe(OH)3 ↓
2. Mn(OH)2 ↓ +2 NaOH + H2 O2 = MnO(OH)2 ↓ +2 Na + + H2 O
Окисление: Mn 2+ +4OH — — 2e = MnO(OH)2 + H2 O
Полученный осадок 6, содержащий Mg ( OH )2 ↓, MnO ( OH )2 ↓ и Fe ( OH )3 ↓, после охлаждения отцентрифугировать; центрифугат отбросить, а осадок растворить в насыщенном растворе хлорида аммония:
Полученный раствор 8 отделить от осадка 7 центрифугированием, осадок 7 отбросить. К полученному раствору 8 прибавить гидрофосфат натрия, добавить аммонийный буфер (рН 8-10). В присутствии Mg 2+ выпадает белый кристаллический осадок, кристаллы которого под микроскопом имеют форму шестилучевых звезд или снежинок.
5. Осаждение тяжелых металлов [3]:
К оставшейся части раствора 1 прибавить раствор K 2 CO 3, после завершения реакции раствор отделить от осадка центрифугированием. Проверить раствор на полноту осаждения тяжелых металлов K 2 CO 3 .
Осадок 9 растворить в 2N азотной кислоте:
Получаем раствор 10.
К раствору 10 прибавить смесь 2N H2 SO4 +C2 H5 OH, центрифугированием отделить осадок от раствора.
Получаем раствор 11 и осадок 2
Анализ осадка 2 смотреть в пункте 2 (без осаждения) – 2.3.
6. Анализ раствора 11
К раствору в пробирке добавить избыток щелочи NaOH.
Получим осадок 5, содержащий Mg ( OH )2 ↓, Mn ( OH )2 ↓, Fe ( OH )2 ↓, и раствор 12, в состав которого входит Na 2 [ Zn ( OH )4 ], которые разделим центрифугированием. К полученному раствору 12 добавить несколько капель дитизона C13 H12 N4 S зеленого цвета и содержимое пробирки сильно встряхнуть. При наличие в растворе ионов цинка капля органического растворителя окрасится в малиновый цвет, а водный раствор приобретет красную или розовую окраску. Если окрасится только органический слой, то это не говорит о наличии в растворе ионов цинка.
Анализ осадка 5 смотреть в пункте 4.3.
7. Анализ осадка 1
Дробно. Собрать прибор, как это показано на рисунке 1. В пипетку набрать известковую воду. В пробирку поместить намного осадка 1 . К осадку добавить 5 капель 2N раствора HNO3 . Пробирку быстро закрыть пробкой с вставленной в нее пипеткой:
MgCO3 ↓ + 2HNO3 = Mg(NO3 )2 + CO2 ↑+ H2 O
Известковая вода в пипетке мутнеет:
К осадку 1 добавить воды и немного нагреть. Раствор 13 отделить от осадка 11 центрифугированием:
К оставшейся части раствора 13 добавить поташ. Получим осадок 14 и раствор 17 , которые отделим центрифугированием:
Нейтрализация раствора 17:
Открытие Cl — смотреть в пункте 3.2.1.
8. Анализ осадка 11
К осадку 11 добавить 30% раствор ацетата аммония, смесь нагреть;
Получим раствор 14 , содержащий Pb 2+ , SO4 2- .
К раствору 14 прилить K2 CO3 . Полученный раствор 16 отделить от осадка 13 центрифугированием. Осадок 13 отбросить.
Нейтрализация раствора 16:
Анализ раствора 16 см 3.2.2 .
К осадку 12 добавить раствор 2NHNO3 .
Получим осадок 9 и раствор 18 , содержащий PO4 3- .
К раствору 18 прибавить раствор уксусной кислоты до нейтральной реакции среды:
К полученному нейтральному раствору добавить несколько капель молибденовой жидкости. Образовавшийся желтый кристаллический осадок додекамолибдофосфата свидетельствует о наличие в растворе фосфат-ионов:
ион | Метод | Вид титрования | Титрант | Индикатор | рН | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SO4 2- | Хромоген черный | 8-10 (аммиачный буфер) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fe 2+ | Прямое | KMnO4 | Безындика-торный | 4-6 (сернокислая среда) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Са 2+ | Комплексонометрия | Прямое | ЭДТА | Мурексид | 12 (щелочь) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pb 2+ | Комплексонометрия | Прямое | ЭДТА | Ксиленоловый оранжевый | 5 (ацетатный буфер) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cl — | Прямое | AgNO3 | K2 CrO4 | 7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NO3 — | Прямое | NaOH | ф/ф | 7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CO3 2- | КОТ, алкалиметрия | обратное | титрант 1: HCl титрант 2: NaOH | ф/ф | 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mn 2+ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mg 2+ | Комплексонометрия | Прямое | ЭДТА | Эриохром |
— OOC─H2 C CH3 COONa
Na OOC ─H2 C CH3 COO —
Mg
№ | Vсоли | VЭДТА | Условия титрования | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
№ | Vсоли | VЭДТА | Условия титрования | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
— OOCH2 C CH2 COONa
NaOOCH2 C CH2 COO —
№ | Vопр | V1титранта | V2титранта | Условия титрования | |||||||||||||||||||||||||||||||||
Вещество | Mr | В кристаллическом виде | ||
растворимость, г/100 г Н2 О | ||||
При 20 0 С | при 100 0 С | |||
MgCO3 | 84,32 | >350 | Сл.р | — |
MgSO4 | 120,36 | 1127 | 33,7 | 50 |
MgSO4 *H2 O | 138,383 | 200 разл | — | 68,3 |
MgSO4 *6H2 O | 22,458 | — | 44,5 | 73,4 |
MgSO4 *7H2 O | 246,475 | 50 | 35,5 | — |
98,07 | 10,37 | ∞ | ∞ |
Полностью нам нужно получить 10 г чистого вещества, а практический выход составляет 67%, то, исходя из формулы ω = mпр /mтеор , выразим
mтеор =10 г/0,67 = 14,97 г = 15 г
Подставим полученное число в уравнение реакции и по пропорции высчитаем массы реагирующих веществ:
М 84,314г/моль 98,07г/моль 120,36г/моль
х = m(MgCO3 ) = 84,314 * 15 / 120,36 = 10,50 (г)
у = m(H2 SO4 ) = 98,07 * 15 / 120,36 = 12,22 (г)
Для синтеза нужно взять 10,50 г карбоната магния и 12,22 г серной кислоты. Но т.к. H2 SO4 – это жидкость, то нужно пересчитать массу на объем:
2.2.3. Подготовка к синтезу
— По справочнику [2] определяем плотность 30%-ной серной кислоты:
— Ареометром измеряем плотность концентрированной кислоты, имеющейся в лаборатории:
— Находим по справочнику [2] ωконц. = 93,64 %
— Рассчитываем необходимый объем концентрированной кислоты:
mр-ра = 16,77/ 0,9364 = 17,91(г)
Для проведения синтеза нужно 9,8 мл концентрированной серной кислоты и довести до 50 мл водой, соблюдая правила техники безопасности.
2.2.4. Техника безопасности при работе с серной кислотой
Если необходимо развести концентрированную серную кислоту, то нужно наливать ее тонкой струйкой в воду и непрерывно перемешать. Если сделать наоборот, то кислота, в которую попала вода, моментально вскипит, и произойдет взрыв пара с выбросом капелек концентрированной кислоты, которые могут попасть на руки и лицо, что вызовет мгновенное их обугливание кислотой.
Другое правило – не работать с серной кислотой в хорошей одежде. Как бы хорошо ни укутываться в лабораторный халат или любую другую одежду, кислота все равно испортит все.
Третье правило – правило организации лабораторий. Серную кислоту нельзя сливать в канализацию. Если вы это делать постоянно, канализация превратится в дырявое решето. Слабоконцентрированная серная кислота хорошо уничтожает чугунные и пластиковые канализационные трубы. Если все таки сливать кислоту в канализацию, то это надо делать следующим образом. Пустить максимальный поток холодной воды и потихоньку слить кислоту, после чего держать поток воды еще минут 5-10, чтобы смыть ее остатки.
При попадании кислоты внутрь, ее необходимо как можно быстрее оттуда удалить, самый простой способ — вызвать рвотный рефлекс, вставив два пальца в рот и нажать на язык как можно дальше в горле, если это не получается, быстро выпить как можно больше воды и попытаться еще раз. После того как кислота удалена, надо выпить как можно больше воды и повторить рвотный рефлекс, желательно не один раз, чтобы смыть остатки кислоты с желудка и пищевода. После всех этих процедур необходимо срочно показаться врачу.
При попадании 10% и более концентрированной кислоты на кожу, кислоту надо быстро смыть под струей холодной воды, причем именно струей, потом обмыть теплой водой и промокнуть туалетной бумагой. Вафельное или махровое полотенце очень грубый материал и при вытирании ими поврежденной кожи, истонченная кислотой кожа может порваться или сняться вообще. Если кислота успела разъесть кожу и появилась обширная рана, рану необходимо закрыть стерильной медицинской салфеткой пропитанной перекисью. Очень важно, для того чтобы потом было меньше рубцов не дать ране высохнуть или не дать прилипнуть салфетке. Для того, чтобы салфетка дольше не высохла, ее можно накрыть пергаментом или калькой (не бумагой, бумага ее высушит быстрее), после чего рану забинтовать и срочно отправиться к врачу, чтобы он обработал рану специальными средствами (от гнойников, грибков и активизирующих заживление). Если рана небольшая, ее необходимо намазать антисептиком или заживляющим составом, не в коем случае не следует мазать поврежденные места йодом или зеленкой, а так же использовать для промывки раны спирт и спиртосодержащие препараты. Спирт вызовет ожог, с последующим осложнением заживления и может вызвать болевой шок у пострадавшего.
При работе с оборудованием При работе с техническими весами: убедившись в исправности розетки, чистоте поверхности, добиться равновесия и взвешивать вещества в стакане или в бумажной капсуле. По окончании операции взвешивания нужно выключить весы, а затем питание.При работе с электрической плиткой: перед началом работы с плиткой необходимо проверить исправность розетки, вилки и цельность изоляции провода. Не допускать соприкосновения провода с греющей поверхностью плитки. После окончания работы обязательно выключить плитку. Не выключенный прибор может привести к пожару.
2.2.5. Синтез вещества
Взвесить на технических весах 10,5 г карбоната магния, растворить в 36,4 мл 30% серной кислоты. Происходит бурное вспенивание, поэтому необходимо добавлять карбонат магния маленькими порциями при постоянном перемешивании и под вытяжным шкафом. Раствор отфильтровать через складчатый фильтр. При фильтровании необходимо дополнительно немного нагревать раствор, для того чтобы растворить образовавшиеся на стенках воронки и фильтра кристаллов, чтобы избежать больших потерь вещества. Отфильтрованная проба жидкости не дала красного окрашивания с NH4 SCN, что свидетельствует об отсутствии катионов железа. Раствор фильтруем и оставляем кристаллизоваться в шкафу. Слить маточный раствор с выпавших кристаллов в отдельную пробирку. Полученные кристаллы поместить между листами фильтровальной бумаги и высушить. После высушивания полученные кристаллы пересыпали в склянку для реактивов №1, которую и будем в последующем использовать для проведения дальнейшего анализа. Мы получили шести-водный сульфат магния MgSO4 *6H2 O. Оставшийся маточный раствор (V= 25 мл), который в связи с хорошей растворимостью сульфата магния при комнатной температуре (см. таблицу свойств) содержит его в растворенном состоянии, упариваем на водяной бане до появления пленки на поверхности жидкости и оставляем кристаллизоваться в шкафу. Полученные кристаллы просушить между листами фильтровальной бумаги, затем высушить в сушильном шкафу при температуре 120°С. Полученные мелкие кристаллы поместить в ступку и растереть, после чего взвесить и пересыпать в банку для реактивов №2. Так как мы сушили при 120°С, то получили смесь гидратов с 1-ой, возможно 2-мя молекулами воды.
Рассчитаем, какой получился выход вещества в банке для реактивов №1:
ω% (вещества) = mпр. * 100% / mтеор. Так как мы должны были получить безводный сульфат магния MgSO4 (M = 120,36 г/моль), а получили шестиводный MgSO4 *6H2 O (M = 228,458 г/моль), то необходимо сделать пересчет:mтеор = 15 *228,458/120,36 = 28,5 гω% (вещества) = 5,3 * 100% / 28,5 = 18,6%Практический выход в банке для реактивов №2:Так как мы должны были получить безводный сульфат магния MgSO4 (M = 120,36 г/моль), а получили смесь гидратов, то необходимо сделать пересчет:mтеор = 15 * 228,458/120,36 = 28,5 гω% (вещества) = 11,4 * 100% / 28,5 = 40% Практическая масса получилась много меньше, чем теоретическая, что связано с потерей вещества в результате фильтрования, так как в процессе фильтрования сульфат магния начал кристаллизоваться на стенках воронки и фильтра; так же в связи с его хорошей растворимостью в воде даже при комнатной температуре и большая часть вещества растворилась и перешла в в маточный раствор; много потерь было и при просушивании кристаллов между листами фильтровальной бумаги.
Источник