Номер 258, страница 219 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

7.258. Средний ортофосфат кальция в лаборатории получают действием на водный раствор хлорида кальция раствором гидрофосфата натрия с добавлением в него раствора аммиака. Запишите уравнение реакции. Объясните, почему средняя соль не может быть получена по реакции хлорида кальция со средним фосфатом натрия.

Уравнение реакции

При взаимодействии водного раствора хлорида кальция с раствором гидрофосфата натрия в присутствии аммиака образуется осадок среднего ортофосфата кальция. Аммиак, являясь слабым основанием, связывает ионы водорода, которые образуются при диссоциации гидрофосфат-иона ($HPO_4^{2-}$). Это смещает равновесие в сторону образования фосфат-ионов ($PO_4^{3-}$), что и приводит к выпадению осадка $Ca_3(PO_4)_2$.

Молекулярное уравнение реакции:

$3CaCl_2 + 2Na_2HPO_4 + 2NH_3 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 4NaCl + 2NH_4Cl$

Сокращенное ионное уравнение, показывающее суть процесса:

$3Ca^{2+} + 2HPO_4^{2-} + 2NH_3 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 2NH_4^+$

Ответ: $3CaCl_2 + 2Na_2HPO_4 + 2NH_3 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2\downarrow + 4NaCl + 2NH_4Cl$

Объяснение, почему средняя соль не может быть получена по реакции хлорида кальция со средним фосфатом натрия

Средняя соль (ортофосфат кальция) не может быть получена в чистом виде при реакции хлорида кальция со средним фосфатом натрия ($Na_3PO_4$) по причине сильного гидролиза фосфат-иона.

1. Фосфат натрия — соль сильного основания ($NaOH$) и слабой кислоты ($H_3PO_4$). Поэтому в водном растворе фосфат-ион ($PO_4^{3-}$) в значительной степени подвергается гидролизу:

$PO_4^{3-} + H_2O \rightleftharpoons HPO_4^{2-} + OH^-$

2. Из-за этой реакции в растворе создается сильнощелочная среда (высокий pH), так как накапливаются гидроксид-ионы ($OH^-$).

3. При добавлении в такой раствор хлорида кальция ионы $Ca^{2+}$ будут реагировать не только с фосфат-ионами, но и с гидроксид-ионами. В результате будет осаждаться не только ортофосфат кальция $Ca_3(PO_4)_2$, но и основные соли (гидроксофосфаты кальция, например $Ca_5(PO_4)_3OH$) и/или малорастворимый гидроксид кальция $Ca(OH)_2$.

Следовательно, конечный продукт будет представлять собой смесь веществ, а не чистый ортофосфат кальция.

Ответ: Прямое смешивание растворов хлорида кальция и фосфата натрия не позволяет получить чистый ортофосфат кальция, так как из-за гидролиза фосфат-иона $PO_4^{3-}$ создается щелочная среда, в которой помимо $Ca_3(PO_4)_2$ осаждаются также основные соли кальция, загрязняющие продукт.