Лабораторна робота 29

Визначення вмісту Карбону в карбонатних породах

Та мінералах

 

Карбон, наявний у пробі у вигляді карбонатів, краще за все визначати обробкою проби кислотою та поглинанням СО₂, який виділяється, натронним азбестом. Для розчинення проби використовують хлоридну кислоту. Газ, який при цьому виділяється, треба звільнювати від інших газоподібних речовин, які поглинаються натронним азбестом. Його необхідно переводити у поглинач потоком повітря, вільного від СО₂. У більшості випадків ці умови достатньо добре забезпечує установка, а саме поглинальний ланцюг із декількох склянок (трубок), наповнених різними речовинами (рисунок).

 

 

Схема установки для поглинання СО₂

 

Установка для визначення СО₂ складається із реакційної конічної колби та сполученого із нею невеликого холодильника для конденсації більшої частини води та HCl. Склянка 1 містить концентровану H₂SO₄ для зневоднення газу, склянка 2 – безводний купрум(II) сульфат для поглинання HCl, Cl₂ і H₂S, а трубка 3 у штативі 4 – Mg(ClO₄)₂∙3H₂O для остаточного висушування газу. Склянка 5 (або трубка) заповнюється натронним азбестом та Mg(ClO₄)₂∙3H₂O і слугує для поглинання СО₂.

Реактиви, обладнання: розчинHCl (1: 1), H₂SO_4конц., безводний CuSO₄, Mg(ClO₄)₂∙3H₂O, натронний азбест, прилад для визначення Карбону, ваги аналітичні АДВ-200.

 

Хід роботи

Наважку проби масою 1–5 г помістимо в колбу приладу (рисунок). Закриємо колбу корком, у який вставлені ділильна лійка та холодильник. Останній з’єднаємо із іншими складниками установки та пропустимо через систему повітря, вільне від СО₂, до повного видалення останнього із приладу. Закриємо кран ділильної лійки та включимо в установку попередньо зважену поглинальну склянку, або трубку 5. Наповнимо ділильну лійку розведеною HCl (1: 1), приєднаємо трубку, через яку проходить повітря, та переконаємося у вільному проходженні газу через установку. Відкриємо кран ділильної лійки та повільно введемо в колбу кислоту – через наявність великої кількості СО₂. Коли виділення пухирців газу стане слабке, а у випадку малого вмісту СО₂ це відбудеться відразу після додавання кислоти, пустимо воду в холодильник та трохи нагріємо колбу так, щоб рідина кипіла безперервно, але помірно. Після закінчення виділення СО₂ припинимо нагрівання та посилимо потік повітря для повного видалення даного газу із розчину. Відокремимо зважену посудину для поглинання СО₂, закриємо ввідну та відвідну трубки та помістимо цю посудину на шальку ваг. Після охолодження відкриємо на мить крани поглинальної посудини та зважимо її, поставивши на іншу шальку ваг таку ж посудину.

За різницею маси посудини після та до адсорбції СО₂ визначимо масу СО₂ (m (СО₂)) у грамах та розрахуємо масу або масову частку (w) Карбону за формулами:

, ,

де a – маса наважки, г; М (С) та М (СО₂) – молярні маси Карбону та СО₂, моль/г.

За результат аналізу беруть середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, припустима розбіжність між якими не повинна перевищувати 0,1 % у разі надійної імовірності Р = 0,95.

Контрольні запитання та завдання

1. Напишіть рівняння стану ідеального газу. Які величини можна визначити за допомогою цього рівняння?

2. Які умови називаються нормальними по відношенню до газів?

3. За допомогою якого рівняння можна привести об’єм ідеального газу до нормальних умов?

4. Який об’єм називається молярним об’ємом газу?

5. Який об'єм кисню необхідний для спалювання одного об'єму суміші Н₂ і СО?

6. У балоні об'ємом 20 л знаходиться кисень під тиском 10¹⁰ Па за температури 10⁰С. Який об'єм (м³) матиме газ за нормальних умов?

7. Взяті дві посудини однакового об'єму. В одну з них вмістили амоніак, а в іншу – хлор. Маси газів і тиск однакові. Чи однакова температура в посудинах? Відповідь обґрунтуйте.

8. Обчисліть густину за воднем газоподібної суміші, яка утвориться у процесі термічного розкладання сульфуру(VI) триоксиду, якщо в момент установлення хімічної рівноваги розкладається 4 % вихідної речовини.

9.Обчисліть об'єм суміші озону та кисню (густина за повітрям становить 1,4), яка витратиться на спалювання 150 дм³ суміші метану та бутану, густина за воднем якої дорівнює 18.

10. До 300 мл суміші СО і СО₂ додали 500 мл кисню (н. у.). Після спалювання суміші та приведення до нормальних умов об'єм утвореної суміші склав 700 мл. Обчисліть об'ємні частки (%) компонентів утвореної газової суміші.

11. Суміш СО та СН₄ об'ємом 5,28 л за температури 27⁰С і тиску 3,75 атм має масу 19,4 г. Обчисліть об'єм повітря (н.у.), який витратиться на спалювання даної суміші.

12.У процесінагрівання 81,3 г еквімолярної суміші аргентуму(I) нітрату та калію нітрату утворилася газова суміш, яку привели до нормальних умов. Для даної газової суміші розрахуйте: а) об'ємні частки (%) компонентів; б) густину за повітрям.