Получение и свойства диоксида углерода и соды


Задача 952. 
Как химическим путем можно освободить СО2 от примеси SO2?
Решение:
Для разделения  СО2 от примеси SO2 смесь можно пропустить через раствор сероводорода. При этом произойдёт реакция:

SO2 + 2H2S ↔ 3S↓ + 2H2O

СО2 как плохо растворимый газ можно выделить в чистом виде из водного раствора. 


Задача 953.
Как получают соду по аммиачному способу? Имеет ли значение порядок насыщения раствора (какого?) диоксидом углерода и аммиаком? Можно ли аналогичным способом получить поташ? Ответ обосновать.
Решение:
Аммиачный способ получения карбоната натрия основан на образовании Na2CO3 при реакции между хлоридом натрия и гидрокарбонатом аммония в водном растворе. Для этого концентрированный раствор хлорида натрия насыщают аммиаком, а затем пропускают в него под давлением диоксид углерода, получаемый обжигом известняка. При взаимодействии аммиака, диоксида углерода и воды образуется гидрокарбонат аммония:

NH3 + CO2 + H2O ↔ (NH4)HCO3

который затем, вступая в обменную реакцию с хлоридом натрия, образует хлорид аммония и гидрокарбонат натрия:

(NH4)HCO3 + NaCl ↔ NaHCO3 + NH4Cl

Гидрокарбонат натрия сравнительно мало растворим в холодной воде, и выделяется в виде осадка, который отфильтровывают. При прокаливании гидрокарбонат натрия разлагается на карбонат, воду и диоксид углерода, вновь поступающий в производство:

2NaHCO3 (())_t0  Na2CO3 + CO2↑+ H2O

Нагревая раствор, содержащий хлорид аммония, с гашёной известью выделяется аммиак:

2NH4Cl + Ca(OH)2 (())_t0 2NH3↑+ CaCl2 +2H2O

Аммиак, образуемый в данной реакции, возвращается в производство. 

Значение имеет порядок насыщения раствора хлорида натрия сначала аммиаком, а затем только уже диоксидом углерода. Потому что ионы NH4+, образуемые при насыщении раствора аммиаком, которые не связываются с ионами Cl, Na+, OH  и Н+. Наоборот, при насыщении раствора хлорида натрия диоксидом углерода происходит связывание ионов СО32- с ионами Н+ и, процесс может сопровождаться образованием NaHCO3. Поэтому очень важно сначала насытить раствор хлорида натрия аммиаком, а уж затем диоксидом углерода, которые, в таком порядке образуют (NH4)HCO3

Выработка поташа из хлорида натрия аналогичным способом не может быть осуществлена, потому что КНСО3, в отличие от NаHCO3, хорошо растворим в воде и, поэтому отщепить его от NH4Cl невозможно. Поташ обычно получают из KCl двумя методами. Один из них сводится к обработке СО2 раствора КОН, полученного при электролизе KCl. Другой метод основан на малой растворимости двойной соли KHCO3  .  MgCO3 . 4H2O, образуется при насыщении СО2 взвеси MgCO3 . 3H2O в растворе KCl. Под действием MgO разлагается на К2СО3 и MgCO3 . 3H2O, который возвращается в производство.


Задача 954. 
Какой объем СО2 (условия нормальные) можно получить из 210 г NaHСО3: а) прокаливанием; б) действием кислоты?
Решение:
а) Уравнение реакции имеет вид:

со2

Рассчитаем объём СО2 из пропорции:

(2 . 84) : 22,4 = 210 : х;  х = (210 . 22,4)/ (2 . 84) = 28 л.

б) Уравнение реакции имеет вид:

со2

Рассчитаем объём СО2 из пропорции:

(2 . 84) : (2 . 22,4) = 210 : х;  х = [210 . (2 . 22,4)]/ (2 . 84) = 56 л.

Ответ: 28 л; 56 л.