Номер 188, страница 212 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.188. Опишите изменения, которые происходят при нагревании в открытой пробирке: а) хлорида аммония; б) дихромата аммония; в) гидрофосфата аммония.

Решение

а) хлорида аммония

При нагревании в открытой пробирке хлорид аммония ($NH_4Cl$), белый кристаллический порошок, подвергается термической диссоциации — обратимому разложению. Это процесс, при котором твердое вещество превращается в газообразные продукты, которые при охлаждении снова соединяются, образуя исходное вещество.

Реакция разложения выглядит следующим образом:
$NH_4Cl(тв.) \rightleftharpoons NH_3(г.) + HCl(г.)$

При нагревании дна пробирки твердый хлорид аммония исчезает (сублимирует или возгоняется), превращаясь в смесь газов – аммиака ($NH_3$) и хлороводорода ($HCl$). Эти газы поднимаются вверх по пробирке. В более холодных верхних частях пробирки аммиак и хлороводород снова реагируют друг с другом, образуя твердый хлорид аммония в виде белого налета или дыма. Если продолжать нагревание, все вещество постепенно улетучится из открытой пробирки.

Ответ: При нагревании твердый хлорид аммония на дне пробирки исчезает, а на ее холодных стенках образуется белый налет того же вещества.

б) дихромата аммония

Нагревание дихромата аммония ($(NH_4)_2Cr_2O_7$) инициирует бурную экзотермическую реакцию необратимого разложения, известную как «химический вулкан». Это внутримолекулярная окислительно-восстановительная реакция. Атом азота в ионе аммония ($N^{-3}$) окисляется, а атом хрома в дихромат-ионе ($Cr^{+6}$) восстанавливается.

Уравнение реакции:
$(NH_4)_2Cr_2O_7(тв.) \xrightarrow{t} N_2(г.) + Cr_2O_3(тв.) + 4H_2O(г.)$

В ходе реакции оранжевые кристаллы дихромата аммония разлагаются с выделением большого количества тепла, искр и газа. Образуется большой объем рыхлого, легкого порошка оксида хрома(III) ($Cr_2O_3$) зеленого цвета. Также выделяются газообразный азот ($N_2$) и водяной пар ($H_2O$). Реакция самоподдерживается после начального нагревания.

Ответ: Оранжевые кристаллы бурно разлагаются с образованием большого объема рыхлого порошка зеленого цвета (оксида хрома(III)) и выделением газа (азота и паров воды).

в) гидрофосфата аммония

Гидрофосфат аммония (или диаммонийфосфат, $(NH_4)_2HPO_4$) при нагревании разлагается ступенчато. Это соль, образованная слабым основанием (аммиаком) и нелетучей кислотой средней силы (фосфорной кислотой).

Сначала при умеренном нагревании (около 155 °C) вещество теряет одну молекулу аммиака, превращаясь в дигидрофосфат аммония ($NH_4H_2PO_4$):
$(NH_4)_2HPO_4(тв.) \xrightarrow{t} NH_4H_2PO_4(тв.) + NH_3(г.)$

При дальнейшем нагревании дигидрофосфат аммония плавится (около 190 °C) и разлагается с выделением еще одной молекулы аммиака и воды. В результате образуются полимерные фосфорные кислоты, например, метафосфорная кислота ($HPO_3$):
$nNH_4H_2PO_4(тв.) \xrightarrow{t} (HPO_3)_n(ж./тв.) + nNH_3(г.) + nH_2O(г.)$

Таким образом, при нагревании гидрофосфата аммония наблюдается выделение газа с резким запахом аммиака. В пробирке остается вязкая жидкость, которая при охлаждении застывает в стекловидную массу (смесь полифосфорных кислот).

Ответ: При нагревании вещество плавится, выделяется газ с резким запахом аммиака, а в пробирке остается вязкий расплав, который при охлаждении образует прозрачную стекловидную массу.