Номер 13, страница 44, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

13. Как можно отделить поваренную соль от хлорида аммония?

Решение

Отделить поваренную соль (хлорид натрия, $NaCl$) от хлорида аммония (нашатыря, $NH_4Cl$) можно, используя различие в их физических свойствах, а именно в их поведении при нагревании. Наиболее эффективным методом разделения этой смеси является возгонка (или сублимация).

В основе этого метода лежат следующие различия между веществами:

• Хлорид натрия ($NaCl$) — это термически устойчивое, тугоплавкое вещество. Его температура плавления составляет 801o C. При температурах, используемых для возгонки хлорида аммония, он остается в твердом состоянии и не испаряется.
• Хлорид аммония ($NH_4Cl$), в отличие от хлорида натрия, является летучим соединением. При нагревании примерно до 338o C он не плавится, а сублимирует, то есть переходит непосредственно из твердого состояния в газообразное.

Процесс разделения с помощью возгонки проводится следующим образом:

1. Смесь поваренной соли и хлорида аммония помещают в термостойкую посуду, например, в фарфоровую чашку для выпаривания.
2. Чашку накрывают какой-либо охлаждаемой поверхностью. Это может быть часовое стекло, на которое сверху кладут кусочки льда, или холодная колба, поставленная на чашку.
3. Начинают медленно и осторожно нагревать дно чашки на плитке или над пламенем спиртовки.
4. При достижении температуры сублимации хлорид аммония начнет испаряться, образуя белый дым (газообразное вещество).
5. Пары хлорида аммония, поднимаясь, соприкасаются с холодной поверхностью, охлаждаются и снова кристаллизуются на ней в виде чистого белого налета. Этот обратный процесс перехода из газа в твердое тело называется десублимацией.
6. Поваренная соль, как нелетучее вещество при данной температуре, полностью останется на дне чашки.
7. После того как весь хлорид аммония испарится и осядет на холодной поверхности, нагревание прекращают. После остывания установки можно механически собрать чистый кристаллический хлорид аммония с охлаждающей поверхности и чистую поваренную соль, оставшуюся в чашке.

Стоит отметить, что процесс сублимации хлорида аммония на самом деле является обратимым процессом разложения на аммиак и хлороводород, которые при охлаждении вновь соединяются с образованием исходного вещества:

$NH_4Cl(тв.) \rightleftharpoons NH_3(газ) + HCl(газ)$

Альтернативным, но более сложным методом является фракционная кристаллизация, основанная на различной зависимости растворимости солей в воде от температуры. Однако метод возгонки является наиболее простым, быстрым и наглядным для разделения данной конкретной смеси.

Ответ: Поваренную соль можно отделить от хлорида аммония методом возгонки (сублимации). При нагревании смеси твердый хлорид аммония превращается в газ, минуя жидкую стадию, а нелетучая поваренная соль остается в исходном сосуде. Пары хлорида аммония затем осаждаются в виде кристаллов на холодной поверхности, что позволяет собрать оба вещества по отдельности.