Kyselina sírová (H2SO4) a metakřemičitan sodný (Na2SiO3). dvě chemické sloučeniny , které se různý průmyslové aplikace. Kyselina sírová je silná kyselina běžně používaná při výrobě hnojiv, barviv, detergentů a baterií. Používá se také v ropný průmysl pro rafinaci ropa. Metasilikát sodnýna druhé straně je alkalická sloučenina použitý v čistící prostředky, Jako inhibitor koroze, a jako pojivo v keramice. v tento článek, prozkoumáme vlastnosti, používá a potenciální nebezpečí spojené s H2SO4 a Na2SiO3, vrhající světlo jejich význam in různá průmyslová odvětví.
Key Takeaways
- H2SO4 je chemický vzorec pro kyselinu sírovou, silná a vysoce žíravá kyselina široce používaný v různá průmyslová odvětví.
- Na2Si3 je chemický vzorec for křemičitan sodný, sloučenina používá se v detergentech, lepidlech a podobně tmel.
- Kyselina sírová (H2SO4) a křemičitan sodný (Na2SiO3) mají různé vlastnosti a aplikace, ale obě hrají důležité role in různé průmyslové procesy.
Reakce mezi Na2SiO3 a H2SO4
Když metakřemičitan sodný (Na2SiO3) reaguje s kyselinou sírovou (H2SO4), zajímavá chemická reakce koná se. Pojďme prozkoumat detaily této reakce, včetně vzniklých produktů, vyváženou chemickou rovnici, a typ zúčastněné reakce.
Produkt reakce: kyselina metakřemičitá (H2SiO3) a síran sodný (Na2SO4)
Výsledkem reakce mezi Na2Si3 a H2SO4 formulářAtion of dva produkty: kyselina metakřemičitá (H2SiO3) a síran sodný (Na2SO4). Kyselina metakřemičitá is slabá kyselina který se tvoří, když jeden z vodíkové ionty v kyselině sírové nahrazuje silikátový iont z metakřemičitanu sodného. Síran sodnýna druhé straně je sůl který se tvoří, když zbývající sodíkový iont z metakřemičitanu sodného kombinuje s síranový iont z kyseliny sírové.
Vyvážená chemická rovnice: Na2SiO3 + H2SO4 → H2SiO3 + Na2SO4
Vyvážená chemická rovnice pro reakci mezi Na2SiO3 a H2SO4 je následující:
Na2Si3+ H2SO4 → H2SiO3 + Na2S4
In tato rovnicejedna molekula metakřemičitanu sodného reaguje s jednou molekulou kyseliny sírové za vzniku jedné molekuly kyseliny metakřemičité a jedné molekuly síranu sodného. Rovnice je vyvážený, což znamená, že počet atomů každého prvku je na obou stranách rovnice stejný.
Typ reakce: Reakce s dvojitým vytěsněním
Reakce mezi Na2SiO3 a H2SO4 je klasifikována jako reakce s dvojitým vytěsněním. Také známý jako metateze nebo precipitační reakce, tenhle typ reakce zahrnuje výměna iontů mezi dvě sloučeniny. V tomto případě, sodíkový iont z metakřemičitanu sodného kombinuje s síranový iont z kyseliny sírové za vzniku síranu sodného, zatímco silikátový iont z metakřemičitanu sodného se kombinuje s jedním z vodíkové ionty z kyseliny sírové za vzniku kyseliny metakřemičité.
Reakce s dvojitým přemístěním jsou charakterizovány formulářtvorba sraženiny nebo výroba benzín. V této reakci, žádný plyn se vyrábí, ale formulářAtion of nerozpustná kyselina metakřemičitá mohou být považovány srážková událost.
Abychom to shrnuli, výsledkem je reakce mezi Na2SiO3 a H2SO4 formulářace metakřemičité kyseliny a síranu sodného. Tato reakce is reakce s dvojitým vytěsněním, kde ionty z dvě sloučeniny vyměnit za formu nové sloučeniny. Vyvážená chemická rovnice pro tuto reakci je Na2SiO3 + H2SO4 → H2SiO3 + Na2S4.
Titrace a čisté iontové rovnice
In oblast chemických reakcí, titrace hraje zásadní roli v rozhodování koncentrace of konkrétní látka v řešení. Pokud však jde o kombinaci metakřemičitanu sodného (Na2SiO3) a kyseliny sírové (H2SO4), proces titrace není možná kvůli tendenci těchto sloučenin k polymeraci.
Titrace Na2SiO3 a H2SO4 není možná kvůli tendenci k polymeraci
Při pokusu o provedení titrace mezi Na2SiO3 a H2SO4 se setkáváme významnou překážkou – polymerační tendenci těchto sloučenin. Polymerizace označuje proces kombinování menší molekuly tvořit větší, složitější molekuly. V případě Na2SiO3 a H2SO4, tuto tendenci brání přesné měření reakce.
Přítomnost Polymerizace znamená, že reakce mezi Na2SiO3 a H2SO4 neprobíhá přímým způsobem. Místo toho vede k formulářAtion of složité struktury, takže je obtížné určit přesné množství of každá sloučenina předložit in řešení. V důsledku toho to brzdí schopnost pro přesné provedení titrace.
Žádná existence čisté iontové rovnice kvůli podobným iontům na obou stranách
V chemických reakcích představuje síťová iontová rovnice zjednodušený formulář of vyváženou chemickou rovnici. Zaměřuje se na druh které se přímo účastní reakce, s výjimkou divácké ionty které se neúčastní celkovou reakci. Pokud však jde o kombinaci Na2SiO3 a H2SO4, žádná čistá iontová rovnice lze založit kvůli přítomnost of podobné ionty na obou stranách.
Reakce mezi Na2Si3 a H2SO4 zahrnuje výměna iontů, což má za následek formulářAtion of nové sloučeniny. Nicméně, ionty přítomný dne oba reaktant a strany produktu jsou podobné, což znemožňuje jejich rozlišení a vytvoření čisté iontové rovnice. Tento nedostatek rozlišení mezi ionty brání formulářAtion of zjednodušená rovnice to představuje jádrovou reakci.
Vyvážení reakce
Pokud jde o chemické reakce, je nezbytné vyvážit rovnici, aby byla přesně reprezentována látky zúčastněných a množství Požadované. V případě reakce mezi metakřemičitanem sodným (Na2SiO3) a kyselinou sírovou (H2SO4) je pro pochopení rovnováhy klíčové stechiometrie reakce a předvídat vytvořené produkty.
Kroky pro vyvážení reakce
K vyvážení chemická rovnice pro reakci mezi Na2SiO3 a H2SO4 musíme následovat systematický přístup. Tady jsou kroky zapojeno:
Identifikovat reaktants a produkty: V tomto případě reaktants jsou Na2SiO3 a H2SO4, zatímco produkty jsou H2SiO3 a Na2SO4.
Určete počet atomů pro každý prvek na obou stranách rovnice: Spočítejte počet atomů každého prvku přítomného v reaktants a produkty. V této reakci máme:
Reaktanty:
– Sodík (Na): 2 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 3 atomy
– Vodík (H): 2 atomy
– Síra (S): 1 atom
Produkty:
– Vodík (H): 2 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 4 atomy
– Sodík (Na): 2 atomy
– Síra (S): 1 atom
- Vyrovnejte atomy: Upravte koeficienty před každá sloučenina k zajištění stejné číslo atomů pro každý prvek na obou stranách rovnice. V tomto případě můžeme začít vyvážením atomů vodíku, sodíku a síry:
Reaktanty:
– Sodík (Na): 2 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 3 atomy
– Vodík (H): 2 atomy
– Síra (S): 1 atom
Produkty:
– Vodík (H): 2 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 4 atomy
– Sodík (Na): 2 atomy
– Síra (S): 1 atom
Umístěním koeficient 2 před Na2SiO3 a Na2SO4, můžeme vyvážit atomy sodíku:
Reaktanty:
– Sodík (Na): 4 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 3 atomy
– Vodík (H): 2 atomy
– Síra (S): 1 atom
Produkty:
– Vodík (H): 2 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 4 atomy
– Sodík (Na): 4 atomy
– Síra (S): 1 atom
Nakonec umístěním koeficient 2 před H2SiO3, můžeme vyvážit atomy vodíku:
Reaktanty:
– Sodík (Na): 4 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 3 atomy
– Vodík (H): 4 atomy
– Síra (S): 1 atom
Produkty:
– Vodík (H): 4 atomy
– Křemík (Si): 1 atom
– Kyslík (O): 4 atomy
– Sodík (Na): 4 atomy
– Síra (S): 1 atom
Kompletní vyvážená chemická rovnice: Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3 + Na2SO4
Po následování kroky výše uvedené, dojdeme k kompletní vyváženou chemickou rovnici pro reakci mezi metakřemičitanem sodným (Na2SiO3) a kyselinou sírovou (H2SO4):
2Na2Si3+ H2SO4 = H2Si3 + Na2S4
Tato vyvážená rovnice zajišťuje, že počet atomů každého prvku je stejný na obou stranách rovnice, což splňuje zákon zachování hmoty.
Při této reakci metakřemičitan sodný reaguje s kyselinou sírovou za vzniku kyseliny křemičité (H2SiO3) a síranu sodného (Na2SO4). Vyvážená rovnice nám umožňuje určit stechiometrie reakce, význam molární poměry mezi reaktants a produkty.
Vyrovnáním rovnice můžeme také určit limitující reaktant, který je reaktant která je zcela spotřebována při reakci a přebytek reaktantu, který je reaktant to zůstane po limitující reaktant je zcela spotřebován.
Vyvažování chemické rovnice is základní dovednost v chemii a je nezbytný pro porozumění a předpovídání výsledky of různé chemické reakce. Umožňuje vědcům vypočítat množství potřebných reaktantů a částky vytvořených produktů, napomáhajících v Design a optimalizace chemické procesy in průmyslové aplikace a laboratorní použití.
Entalpie reakce
Entalpie z chemická reakce is opatření of teplo energie uvolňuje nebo absorbuje během reakce. Poskytuje cenné informace o energetické změny které se vyskytují, když se reaktanty přeměňují na produkty. V případě reakce mezi kyselinou sírovou (H2SO4) a metakřemičitanem sodným (Na2SiO3) je entalpie reakce -240.36 KJ/mol.
Entalpie reakce může být určena experimentálně měřením teplo uvolňuje nebo absorbuje pomocí kalorimetr, v tato konkrétní reakce, změna entalpie je negativní, což naznačuje, že reakce je exotermická, což znamená, že uvolňuje teplo okolí.
Záporná změna entalpie naznačuje, že reakce mezi kyselinou sírovou a metakřemičitanem sodným je velmi příznivá a uvolňuje se značné množství energie. Toto uvolnění energie je to kvůli formulářAtion of nové chemické vazby a rozbití of existující dluhopisy během reakce.
Entalpii reakce lze také vypočítat pomocí Hessův zákon, který uvádí, že celkovou změnu entalpie reakce je nezávislá na cesta přijato. To znamená, že pokud entalpie se mění of série reakcí je známa změna entalpie cílová reakce lze vypočítat aplikací algebraické operace.
V případě reakce mezi kyselinou sírovou a metakřemičitanem sodným lze změnu entalpie vypočítat uvažováním entalpie se mění of jednotlivé reakce zapojeno. Tento výpočet zahrnuje vyvážení chemická rovnice a určující stechiometrické koeficienty of reaktants a produkty.
Entalpie reakce je důležitý parametr v porozumění termodynamika chemických reakcí. Poskytuje vhled do energetické změny které se vyskytují během reakce a lze je použít k předpovědi proveditelnosti a spontánnost reakce. Kromě toho je rozhodující entalpie reakce průmyslové aplikace, laboratorní použití a chemická syntéza, kde znalost energetické změny je nezbytné pro optimalizace procesu a vývoj produktů.
Mezimolekulární síly a konjugované páry
Mezimolekulární síly Na2SiO3 a H2SO4
Když mluvíme o mezimolekulárních silách mezi Na2SiO3 (metakřemičitan sodný) a H2SO4 (kyselina sírová), v podstatě diskutujeme přitažlivé síly které existují mezi molekuly of tyto látky. Tyto síly hrát zásadní roli v rozhodování fyzikální a chemické vlastnosti of sloučeninas.
V případě Na2SiO3, sloučenina skládá se ze kationty sodíku (Na). a aniont SiO3. Mezimolekulární síly v Na2SiO3 jsou primárně iontové povahy. Kladně nabitý sodné ionty jsou přitahovány záporně nabité ionty Si3 přes elektrostatické síly. Tato iontová vazba poskytuje Na2Si3 jeho pevná krystalická struktura a vysoký bod tání.
Na druhé straně je H2SO4 silná kyselina, která se ve vodě zcela disociuje za vzniku H+ a SO4^2- ionty. Mezimolekulární síly v H2SO4 jsou kombinace of iontové a vodíkové vazby. Vodíkové vazby se vyskytuje mezi atomy vodíku jedné molekuly a atomy kyslíku of další molekula. Tato vodíková vazba přispívá k vysokým bodem varu a viskozitu kyseliny sírové.
Konjugované páry reakcí
Když Na2SiO3 reaguje s H2SO4, kyselina-zásaditá reakce koná se. Reakce může být reprezentována následující vyváženou chemickou rovnici:
2Na2Si3+ H2SO4 → Na2SO4 + H2SiO3
V této reakci působí Na2SiO3 jako základna, přijímající proton (H+) z H2SO4, který působí jako kyselina. Produkty reakce jsou Na2S4 (síran sodný) a H2Si3 (kyselina křemičitá).
Reakce mezi Na2SiO3 a H2SO4 je příklad of konjugovaný pár kyseliny a báze, v tento párNa2Si3 je základna, a její konjugovaná kyselina je H2SiO3. Podobně je na tom H2SO4 kyselina, a jeho konjugovaná báze je Na2S4.
Konjugované acidobazické páry jsou důležité pro pochopení acidobazické reakce. Kdy kyselina daruje proton, tvoří se jeho konjugovaná báze, A když základna přijímá proton, tvoří se její konjugovaná kyselina. Tyto páry spolu souvisí tím zisk nebo ztráta protonu.
In kontext of reakce Na2Si3 a H2SO4, konjugované acidobazické páry jsou zásadní pro pochopení rovnováha reakce. Reakce může pokračovat oběma směrys formulářproduktů a regenerace reaktantů. Rovnováha mohou být posunuty směrem k produktům nebo reaktantům v závislosti na různé faktory jako je koncentrace, teplota a úroveň pH.
Pochopení mezimolekulárních sil a párový konjugát v reakci mezi Na2SiO3 a H2SO4 poskytuje pohled na základní chemii a pomáhá při předpovídání chování of sloučeninas in různé scénáře. Tyto pojmy jsou v mnoha zásadních průmyslové aplikace, laboratorní použití a chemická syntéza procesy. Navíc znalosti mezimolekulárních sil a párový konjugát pomáhá v porozumění chemické vlastnosti a bezpečnostní aspekty spojené s těmito sloučeninami chemický průmysl.
Další vlastnosti a charakteristiky
Srážecí reakce: Nejedná se o srážkovou reakci
Pokud jde o chemickou reakci mezi H2SO4 a Na2SiO3, je důležité poznamenat, že nevede ke srážecí reakci. Při srážecí reakci, dvě vodný roztoks reagovat za vzniku nerozpustné pevné látky, známé jako sraženina. Nicméně v případě H2SO4 a Na2SiO3, žádná sraženina je vytvořen.
Reverzibilita reakce: Reverzibilní reakce
Reakce mezi H2SO4 a Na2Si3 je vratná reakce. To znamená, že produkty reakce mohou vzájemně reagovat za vzniku původní reaktanty. V tomto případě jsou produkty reakce síran sodný (Na2SO4) a kyselina křemičitá (H4SiO4). Tyto produkty mohou vzájemně reagovat za vzniku kyseliny sírové (H2SO4) a metakřemičitanu sodného (Na2SiO3).
Redoxní reakce: Není redoxní reakce
Reakce mezi H2SO4 a Na2Si3 není redoxní reakce. V redoxní reakci existuje převod elektronů mezi reaktants, což má za následek změna in oxidační stavy of elementy zapojený. V případě H2SO4 a Na2SiO3 však existuje žádný převod elektronů.
Buffer Solution: Nejedná se o pufrovací roztok
Tlumivý roztok je roztok, který odolává změnám pH při malé částky kyseliny nebo zásady. Reakce mezi H2SO4 a Na2Si3 však nevede k tlumivý roztok. Zatímco kyselina sírová (H2SO4) je silná kyselina a může se měnit pH z roztoku je metakřemičitan sodný (Na2SiO3). slabá základna a nemá schopnost odolávat změnám pH.
Exotermická nebo endotermická reakce: Exotermická reakce
Reakce mezi H2SO4 a Na2Si3 je exotermická reakce. To znamená, že se uvolňuje tepelná energie během reakce. Když ty dvě látky reagovat, dluhopisy mezi atomy jsou rozbité a nové dluhopisy se tvoří, což má za následek vydání energie v formulář tepla.
Čistota H2SO4
ta čistota H2SO4 je důležitá úvaha při použití v různé aplikace. Průmyslová kyselina sírová obvykle má úroveň čistoty of kolem 98-99%. Nicméně, pro určité aplikace které vyžadují vyšší čistota, například v farmaceutický nebo potravinářský průmysl, je vyšší čistota je vyžadována hladina kyseliny sírové.
Použití Na2SiO3 a H2SO4
Oba metakřemičitan sodný (Na2SiO3) a kyselina sírová (H2SO4) mají široký rozsah použití v různá průmyslová odvětví a laboratorní nastavení. Tady jsou některé běžné aplikace:
- Metasilikát sodný (Na2SiO3):
- Používá se jako čisticí prostředek v pracích prostředcích a mýdlech kvůli jeho schopnost k rozbití mastnoty a odstranění skvrn.
- Používá se jako inhibitor koroze in vod , aby se zabránilo formulářusazování vodního kamene a rzi.
- Používá se při výrobě silikonový gel, který se používá jako vysoušedlo absorbovat vlhkost.
Používá se při výrobě keramiky a skla.
Kyselina sírová (H2SO4):
- Hojně se používá při výrobě hnojiv, jako např síran amonný a superfosfát.
- Použito v ropný průmysl for rafinace of ropa.
- Používá se při výrobě různé chemikálievčetně barviv, detergentů a léčiv.
- Používá se při výrobě baterií, např olověné baterie.
Často kladené otázky
Otázka: Jaký je chemický vzorec kyseliny sírové?
A: Chemický vzorec pro kyselinu sírovou je H2SO4.
Otázka: Jak připravím 10% roztok H2SO4?
A: Připravit se 10% roztok H2SO4, musíte míchat Části 10 kyseliny sírové s Části 90 vody podle objemu.
Otázka: Co je zásobní roztok H2SO4?
A: Zásobní roztok H2SO4 označuje koncentrovaný roztok kyseliny sírové, která se používá jako zdroj pro přípravu zředěnější roztoky.
Otázka: Co se stane, když Na2SiO3 reaguje s H2SO4?
A: Když Na2SiO3 reaguje s H2SO4, vytvoří se sraženina.
Otázka: Proč je H2SO4 silnější než HSO4?
Odpověď: H2SO4 je silnější než HSO4, protože může darovat dva protony (H+) in kyselina-zásaditá reakce, zatímco HSO4 může pouze darovat jeden proton.
Otázka: Je Na2SO4 kyselina, báze, sůl nebo iont?
A: Na2SO4 je sůl, konkrétně sodná sůl kyseliny sírové.
Otázka: Jaké jsou ionty, když je Na2SO4 rozpuštěn ve vodě?
A: Když je Na2SO4 rozpuštěn ve vodě, disociuje se na sodné ionty (Na +) a síranové ionty (SO4^2-).
Otázka: Jaký je chemický vzorec metakřemičitanu sodného?
A: Chemický vzorec pro metakřemičitan sodný je Na2SiO3.
Otázka: Jaká je čistá iontová rovnice, když je H2SO4 neutralizována KOH ve vodném roztoku?
A: Síťová iontová rovnice for neutralizaci H2SO4 pomocí KOH in vodný roztok je 2H+ + 2OH- -> 2H2.
Otázka: Jaké jsou průmyslové aplikace kyseliny sírové?
A: Kyselina sírová je široce používána v chemický průmysl for různé účely, včetně výroby hnojiv, barviv, detergentů a výbušnin.
Otázka: Je kyselina sírová žíravá látka?
Odpověď: Ano, kyselina sírová ano vysoce žíravá látka to může způsobit těžké popáleniny a poškození materiálů při kontaktu.
Ahoj… já jsem Soumak Mahato. V roce 2022 jsem dokončil magisterský titul v oboru chemie na Banaras Hindu University se specializací na anorganickou chemii. Připojil jsem se k Lambdageeks jako malý a střední podnik v oboru chemie. Snaží se vysvětlit chemii jednoduchým způsobem. Mezi mé koníčky patří sport a hudba.
Pojďme se připojit přes LinkedIn
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!