Как установить состав срочной воды гальванического производства с её дезактивации, если к 1 л солянокислого раствора хрома добавили гидроксид натрия для создания сильнощелочной среды и пролили избыток брома? Какие уравнения протекающих реакций можно написать? Какова концентрация хрома в анализирующем растворе в мг/л? Какая доля хрома находится в степени окисления +6?

Химия 11 класс Анализ состава растворов и химические реакции состав срочной воды гальваническое производство дезактивация хрома солянокислый раствор гидроксид натрия сильнощелочная среда избыток брома уравнения реакций концентрация хрома степень окисления +6 Новый

Для решения данной задачи сначала разберем, что происходит при добавлении гидроксида натрия к солянокислому раствору хрома, а затем, что происходит при добавлении брома.

Шаг 1: Реакция хрома с гидроксидом натрия

• Сначала у нас есть солянокислый раствор хрома (например, хром(III) хлорид, CrCl3).
• При добавлении гидроксида натрия (NaOH) к этому раствору происходит осаждение гидроксида хрома (III):

CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3↓ + 3NaCl

Гидроксид хрома (III) является малорастворимым и выпадает в осадок.

Шаг 2: Создание сильнощелочной среды

• Если мы продолжаем добавлять NaOH, то гидроксид хрома (III) может быть превращен в хромат:

Cr(OH)3 + 3NaOH → Na3[Cr(OH)6]

Это указывает на то, что в сильнощелочной среде хромат может существовать в виде [Cr(OH)6]3-. Таким образом, в растворе будут присутствовать ионы хрома в степени окисления +3 и +6.

Шаг 3: Добавление брома

• При добавлении брома (Br2) в сильнощелочную среду происходит окисление хрома (III) до хрома (VI):

2Cr(OH)3 + 3Br2 + 6NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 6H2O

В результате этой реакции образуется натриевая соль хромата (Na2CrO4), где хром находится в степени окисления +6.

Шаг 4: Определение концентрации хрома

• Теперь, чтобы найти концентрацию хрома в анализирующем растворе в мг/л, нам нужно знать начальную концентрацию хрома в растворе и объем добавленных реагентов.
• Предположим, что у нас было 1 л раствора CrCl3, содержащего, например, 100 мг Cr в 1 л раствора. После реакции с NaOH и бромом весь хром переходит в состояние +6.

Следовательно, концентрация хрома в анализирующем растворе будет 100 мг/л.

Шаг 5: Доля хрома в степени окисления +6

• Поскольку весь хром изначально был в степени окисления +3 и после добавления брома полностью окислен до +6, то:

Доля хрома в степени окисления +6 = 100% (весь хром в растворе находится в степени окисления +6).

Таким образом, мы установили, что в анализируемом растворе концентрация хрома составляет 100 мг/л, и вся доля хрома находится в степени окисления +6.