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:

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:

, где

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

Тогда

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:

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 + 2  = Н2↑ + 2ОН-;
у анода:  2Cl^- +2  = 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:

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:

Для них S < 0.

Так

H⁰(Cl₂O) = 75,7 кДж/моль; 
H⁰(ClO₂) = 105,0 кДж/моль; 
H⁰(Cl₂O₇) = 251,0 кДж/моль.

Рассмотрим реакцию:

2Cl_2(г) + О_2(г) → 2Cl₂O; H = 151,4 кДж/моль.

Из данного уравнения реакции видно, что процесс идёт с поглощением теплоты. Так как  G, 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,  S < 0.

Исходя из уравнения:

G = H - TS.

При положительном значении дельта H и отрицательном значении  S, если даже повышать температуру, то член равенства (TS) всё равно будет иметь положительное значение [-T ^. S = TS], что указывает на то, что G всегда будет иметь положительное значение, а при G > 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:

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     5KCl + KClO₃ + 3H₂O.

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

---