Номер 9, страница 96 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 20. Фосфорный ангидрид и фосфорные кислоты. Глава 1. Неметаллы - номер 9, страница 96.

Условие.

9. Фосфорный ангидрид используют в лаборатории как осушитель. На чём это основано? Какой из перечисленных газов — азот, водород, аммиак, углекислый газ — нельзя осушать таким способом?

Решение.

Решение 2.

На чём это основано?

Использование фосфорного ангидрида (оксида фосфора(V), с молекулярной формулой $P_4O_{10}$) в качестве осушителя основано на его чрезвычайно высокой гигроскопичности, то есть способности активно поглощать воду. Это не физическая адсорбция, а химическое взаимодействие. Фосфорный ангидрид является кислотным оксидом и очень энергично реагирует с водой с образованием ортофосфорной кислоты. Эта реакция необратима и протекает по следующему уравнению:

$P_4O_{10} + 6H_2O \rightarrow 4H_3PO_4$

Благодаря этой химической реакции фосфорный ангидрид эффективно удаляет молекулы воды из газовой смеси, являясь одним из самых мощных осушающих агентов.

Ответ: Использование фосфорного ангидрида в качестве осушителя основано на его способности необратимо химически связывать воду, вступая с ней в реакцию с образованием фосфорной кислоты.

Какой из перечисленных газов — азот, водород, аммиак, углекислый газ — нельзя осушать таким способом?

Основное требование к осушителю — он не должен химически взаимодействовать с осушаемым веществом. Необходимо проверить, как фосфорный ангидрид ($P_4O_{10}$), являющийся кислотным оксидом, будет реагировать с каждым из перечисленных газов.

• Азот ($N_2$) и водород ($H_2$) являются относительно инертными газами и в обычных условиях не вступают в реакцию с оксидом фосфора(V). Следовательно, их можно осушать этим способом.
• Углекислый газ ($CO_2$) также является кислотным оксидом. Два кислотных оксида не реагируют друг с другом в условиях осушки. Поэтому $CO_2$ можно осушать фосфорным ангидридом.
• Аммиак ($NH_3$) — это газ, проявляющий сильные основные свойства. Кислотный оксид ($P_4O_{10}$) будет реагировать с основным газом ($NH_3$) по типу кислотно-основного взаимодействия (нейтрализации) с образованием различных фосфатов аммония. Например, может протекать реакция: $P_4O_{10} + 12NH_3 + 6H_2O \rightarrow 4(NH_4)_3PO_4$ Поскольку аммиак реагирует с осушителем, его нельзя осушать фосфорным ангидридом.

Ответ: Таким способом нельзя осушать аммиак ($NH_3$), так как он является основанием и будет химически реагировать с кислотным фосфорным ангидридом.