15 faktów na temat H2SO4 + Fe2(CO3)3: co, jak równoważyć i często zadawane pytania

by

Kwas siarkowy (H2SO4), znany jako „olej witriolu”, jest silnym kwasem nieorganicznym, a Fe2(CO3)3 (węglan żelazowy) jest nierozpuszczalną solą. Przyjrzyjmy się szczegółowo ich reakcji.

Reakcja neutralizacji zachodzi, gdy Fe2(CO3)3 reaguje z H2SO4. Kwas siarkowy jest silnie higroskopijny, wchłania wilgoć, i jest z natury żrący. Żelazo występuje na +3 stopniu utlenienia w węglanie żelazowym.

Ten artykuł wyjaśni typ reakcji, metodę równoważenia, siły cząsteczkowe i inne właściwości reakcji między kwasem siarkowym a solą węglanową.

Co jest produktem H2SO4 i Fe2(CO3)3

Fe2(SO4)3 (siarczan żelazowy) i gazowy dwutlenek węgla wraz z cząsteczkami wody są wytwarzane, gdy Fe2(CO3)3 łączy się z kwasem siarkowym.

H2SO4 + Fe2(CO3)3 → Wiara2(SO4)3 + H2O+CO2

Jakim typem reakcji jest H2SO4 + Fe2(CO3)3

  • Fe2(CO3)3 + H2SO4 jest Reakcja neutralizacji ponieważ węglan i kwas łączą się, dając sól.
  • Reakcja H2SO4 + Fe2(CO3)3 zaczyna się od reakcji podwójnego przemieszczenia, po której następuje a reakcja rozkładu.
14 2
Szybkość reakcji

Jak zrównoważyć H2SO4 + Fe2(CO3)3

Równanie H2SO4 + Fe2(CO3)3 można zrównoważyć w kolejnych krokach,

H2SO4 + Fe2(CO3)3 → Wiara2(SO4)3 + H2O+CO2

Zaangażowane elementyStrona reagentówStrona produktu
Fe22
H22
C31
S13
O1315
Liczba pierwiastków w reagentach i produktach
  • W pierwszym etapie liczy się liczbę i rodzaj pierwiastków zarówno w reagentach, jak iw produktach.  
  • Ponadto współczynniki stechiometryczne stosuje się przed podstawnikami w celu zrównoważenia pierwiastków i ładunków. Współczynnik 3 jest dodawany przed H2SO4, H2O i CO2 odpowiednio.
  • Tak więc zrównoważone równanie jest
  •  Fe2(CO3)3 + 3H2SO4 → Wiara2(SO4)3 + 3H2O + 3 CO2

H2SO4+ Fe2(CO3)3 miareczkowanie

Fe2(CO3)3 jest nierozpuszczalnym węglanem, więc z powrotem miareczkowanie odbywa się w sposób opisany poniżej. W tym miareczkowaniu dodaje się i miareczkuje nadmiar roztworu wzorcowego, co jest bardzo przydatne w przypadku nierozpuszczalnych ciał stałych.

Aparatura

Kolba miarowa, zlewka, lejek, biureta, kolba stożkowa, pipeta

Wskaźnik

Fenoloftaleina jest stosowana m.in wskaźnik tutaj.

Procedura

  • Znana ilość Fe2(CO3)3 jest ważony. Do tego dodaje się kwas siarkowy i dokładnie miesza do uzyskania jednorodnego roztworu, a następnie roztwór przenosi się do kolby miarowej. Przy użyciu wody destylowanej roztwór uzupełnia się do kreski.
  • Do kolby pobiera się pipetą 15 ml przygotowanego roztworu i dodaje się do niego dwie do trzech kropli wskaźnika.
  • Otrzymany roztwór miareczkuje się mianowanym roztworem NaOH, który pobiera się do biurety.
  • Obserwuje się zmianę barwy i punkt końcowy osiąga się przy jasnoróżowym zabarwieniu roztworu.
  • Pobiera się zgodne odczyty, które wykorzystuje się do obliczenia stężenia węglanu.

H2SO4 + Fe2(CO3)3 równanie jonowe netto

Równanie jonowe netto to

Fe2(CO3)3(s) + 6H+(woda) → 2Fe3+(wodny) + 3H2O(l) + 3CO2(G)

Powyższe równanie można wyprowadzić w następujących krokach:

  • Zbilansowane równanie jest zapisywane w pierwszym kroku. Z naszych poprzednich obliczeń wynika, że ​​zrównoważone równanie to
  • Fe2(CO3)3 + 3H2SO4 → Wiara2(SO4)3 + 3H2O + 3 CO2
  • W kolejnym kroku pokazane są fazy wszystkich składników reakcji. Więc teraz równanie staje się
  • Fe2(CO3)3(s) + 3H2SO4(woda) → Fe2(SO4)3(s) + 3H2O(l) + 3CO2(G)
  • Silne elektrolity są dalej dzielone na odpowiadające im jony. H2O jest słabym elektrolitem, więc nie ulegnie rozszczepieniu.
  • Fe2(CO3)3(s) + 6H+ + 3SO42-(woda) → 2Fe3+(wodny) +3SO42-(wodny) + 3H2O(l) + 3CO2(G)
  • Wspólne jony są przekreślone i wynikowe równanie jonowe netto tej reakcji.

H2SO4 + Fe2(CO3)3 para koniugat

H2SO4- Fe2(CO3)3 może tworzyć sprzężona para kwas-zasada.

  • H2SO4 tworzy SO42- jon jako sprzężona zasada.
  • Jon węglanowy (CO32-) działa jako baza, akceptuje H+ i tworzy sprzężony kwas (H2CO3).
nowywww
Sprzężona para kwasowo-zasadowa

H2SO4 i Fe2(CO3)3 siły międzycząsteczkowe

  • Fe2(CO3)3 ma elektrostatyczną siłę przyciągania, ponieważ cząsteczki są z natury jonowe.
  • Wiązanie wodorowe, oddziaływania dipol-dipol i siły dyspersyjne są obecny w H2SO4 gdzie oddziaływania wiązań wodorowych są najsilniejsze.

H2SO4 + Fe2(CO3)3 entalpia reakcji

Stwierdzono, że entalpia tej reakcji wynosi -591.19 KJ/mol. Z podanych wartości możemy obliczyć entalpię.

Zaangażowane podstawnikiEntalpia w KJ/mol
Fe2(CO3)3-1482.3
H2SO4-909.27
Fe2(SO4)3-2763.4
H2O-285.8
CO2-393.5
Wartości entalpii
  • ∆Hf°(reakcja) = ∆Hf°(produkty) – ∆Hf°(reagenty)
  • Dlatego ∆Hf°(reakcja) = -4801.3 – (- 4210.11) KJ/mol
  • Zatem ∆Hf°(reakcja) = -591.19 KJ/mol

Czy H2SO4 + Fe2(CO3)3 roztwór buforowy

Połączenie Fe2(CO3)3+H2SO4 nie utworzy A roztwór buforowy ze względu na obecność mocnego kwasu (H2SO4).

Czy H2SO4 + Fe2(CO3)3 kompletna reakcja

Reakcja Fe2(CO3)3 + H2SO4 jest kompletną reakcją, ponieważ całkowicie rozkładają się produkty są tworzone, który nie będzie dalej reagował.

Czy H2SO4 + Fe2(CO3)3 reakcja egzotermiczna lub endotermiczna

Fe2(CO3)3 + H2SO4 jest reakcją egzotermiczną, ponieważ entalpia jest ujemna dla reakcji. Ponadto produkty są dość stabilne, więc podczas reakcji wytwarza się dużo ciepła.

Czy H2SO4+ Fe2(CO3)3 reakcja redoks

H2SO4 + Fe2(CO3)3 nie jest reakcja redoks ponieważ stopnie utlenienia pierwiastków nie ulegają zmianie.

Czy H2SO4 + Fe2(CO3)3 reakcja strącania

H2SO4 + Fe2(CO3)3 nie jest reakcją wytrącania, ponieważ siarczan żelaza powstały w reakcji jest rozpuszczalny, stąd nie otrzymuje się osadu.

Czy H2SO4 + Fe2(CO3)3 reakcja odwracalna lub nieodwracalna

Fe2(CO3)3 + H2SO4 reakcja jest reakcją nieodwracalną, ponieważ następuje wzrost entropii dla reakcji do przodu z powodu tworzenia się CO2 gaz. Również dlatego, że utworzone produkty nie będą reagować, oddając reagenty.

Czy H2SO4 + Fe2(CO3)3 reakcja przemieszczenia

Pierwszy etap reakcji Fe2(CO3)3+H2SO4 jest reakcja podwójnego przemieszczenia. Ponieważ Fe jest bardziej reaktywny, wypiera wodór ze swojej soli i tworzy siarczan żelaza, a H+ łączy się z jonami węglanowymi tworząc kwas węglowy.

H2SO4 + Fe2(CO3)3 = Fe2(SO4)3 + H2CO3

Wnioski

Kwas siarkowy jest szeroko stosowany jako środek odwadniający w syntetycznej chemii organicznej. Otrzymany w reakcji dwutlenek węgla jest bezbarwnym kwaśnym gazem, o 50% gęstszym od powietrza i cząsteczką aktywną w podczerwieni. WSPÓŁ2 jest gazem cieplarnianym, a jego wysokie stężenie prowadzi do globalnego ocieplenia.