Лабораторный и промышленный способы получения хлората калия. Получение хлорной извести


Задача 827. 
Рассчитать, какое количество бертолетовой соли можно получить из 168 г гидроксида калия.
Решение:
М(КОН) = 56 г/моль, m(KOH) = 6 . 56 = 336 г; 
М(KClO3) = 122,45 г/моль,  m(KClO3) = 122,45 г.
Уравнение реакции имеет вид:

хлораты

Находим массу бертолетовой соли из пропорции:

168 : 336 = х : 122,45;  х = (168 . 122,45)/336 = 61,225 г.

Количество бертолетовой соли рассчитаем из уравнения:

потенциал

где количество(B)   - количество вещества, моль;
m(B)  - масса вещества, г;
M(B) - молярная масса вещества (В), г/моль.

Тогда

хлораты

Ответ: m(KClO3) = 61,225 г; М(KClO3) = 0,5 моль.


Задача 828. 
Как получить хлорную известь, исходя из карбоната кальция, хлорида натрия и воды? Написать уравнения процессов, которые необходимо для этого осуществить. Какие при этом получаются побочные продукты?
Решение:
Получение хлорной извести, исходя из карбоната кальция, хлорида натрия и воды.
а) При нагревании в 1000 0С карбонат кальция разлагается на оксид кальция и углекислый газ:

хлораты

б) Оксид кальция, растворяясь в воде, образует гидроксид кальция:

СаО + Н2О  Са(ОН)2.

в) Электролизом водного раствора хлорида натрия можно получить  хлор, который выделяется у анода:

Электродные процессы:
у катода: 2Н2О + 2электрон  = Н2↑ + 2ОН-;
у анода: 2Cl- +2электрон  = Cl2.

г) При действии хлора на гашеную известь получается так называемая белильная (или хлорная) известь и вода:

Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O

CaOCl2 соответствует структурная формула:

хлораты

Хлорная известь применяется для отбелки растительных волокон (тканей, бумаги) и для дезинфекции.


Задача 829. 
Обосновать невозможность получения оксидов хлора непосредственным взаимодействием хлора с кислородом.
Решение:
Хлор непосредственно не взаимодействует с кислородом. Это обусловлено небольшой энергией связи Cl—O и невозможностью использования высоких температур для осуществления реакций:

хлораты

Для них дельтаS < 0.

Так

дельтаH0(Cl2O) = 75,7 кДж/моль; 
дельтаH0(ClO2) = 105,0 кДж/моль; 
дельтаH0(Cl2O7) = 251,0 кДж/моль.

Рассмотрим реакцию:

2Cl2(г) + О2(г) → 2Cl2O; дельтаH = 151,4 кДж/моль.

Из данного уравнения реакции видно, что процесс идёт с поглощением теплоты. Так как  дельтаG, то равновесие системы смещается влево, т.е в сторону разложения Cl2O. К тому же реакция протекает с уменьшением числа молей газообразных веществ, т.е. система упорядочивается и, следовательно,  дельтаS < 0.

Исходя из уравнения:

дельтаG = дельтаH - TдельтаS.

При положительном значении дельтаGH и отрицательном значении  дельтаS, если даже повышать температуру, то член равенства (TдельтаS) всё равно будет иметь положительное значение [-T . дельтаS = TдельтаS], что указывает на то, что дельтаG всегда будет иметь положительное значение, а при дельтаG > 0  процесс не протекает самопроизвольно.


Задача 830. 
Указать лабораторный и промышленный способы получения хлората калия.
Решение:
а) В лаборатории хлорат калия получают электролизом горячего раствора КCl:

хлораты

При охлаждении раствора хлорат калия выпадает в осадок, так как мало растворим в холодной воде.
б) В промышленности хлорат калия получают пропусканием хлора в горячий раствор гидроксида калия:
                                                                                                                
                                                                                          3Cl2 + 6KOH   хлораты  5KCl + KClO3 + 3H2O.

Поскольку хлорат калия (или бертолетовая соль) мало растворим в холодной воде, то при охлаждении раствора он выпадает в осадок.