Научный руководитель: А.С. Сигеев, СУНЦ МГУ
Химия невозможна без эксперимента. Работа в лаборатории дает как навыки практической работы, так и «чувство вещества» — комплекс визуальных впечатлений от вида вещества и происходящих в эксперименте процессов. Описание в учебнике в форме «белый студенистый осадок» дает не слишком определенное представление о его виде. Особенно актуальным это стало при заочном обучении, когда экспериментальная работа стала невозможной. Одной из самых пострадавших областей стал качественный анализ, где точный вид и процесс образования осадка могут стать важными признаками качественной реакции. Поэтому в нашей работе мы решили создать своеобразную визуальную таблицу растворимости, в которой можно было бы увидеть не только данные о качественной растворимости вещества, но и внешний вид осадка в процессе его образования.
Целью данной работы стало создание фрагмента визуальной таблицы растворимости
В рамках данной работы поставлены задачи:
- Проанализировать данные по растворимости солей и выбрать набор катионов и анионов, в котором образуется значительное количество осадков.
- Проанализировать условия осаждения нерастворимых солей.
- Провести реакции осаждения в оптимальных условиях и определить, как меняется вид осадка при отклонении от них.
- Создать фотоархив полученных осадков.
В качестве анионов в настоящей работе мы выбрали молибдаты и вольфраматы. Анализ литературы показал, что эти анионы дают нерастворимые соли с большинством двух и трехзарядных катионов. В качестве катионов мы использовали Сu2+, Co2+ и Ni2+.
Наиболее доступным источником молибдат-аниона является гептамолибдат аммония (NH4)6Mo7О24, однако по своей природе он представляет собой кислую соль 3(NH4)2MoO4•4MoO3. Молибдаты выбранных металлов, как оказалось, не осаждаются даже в слабокислой среде и поэтому мы добавляли аммиак для нейтрализации. Крайне неожиданным оказалось то, что в случае кобальта в зависимости от количества добавленного аммиака образуется либо розовый (при малом количестве аммиака), либо фиолетовый осадок.
При использовании в качестве осадителя молибдата натрия образовывался только фиолетовый осадок. Литературные данные относительно цвета молибдата кобальта были противоречивы – в ряде источников указывался черный цвет. Поэтому мы исследовали полученные образцы с помощью рентгенофазового анализа (РФА) и было обнаружено, что фиолетовый образец, полученный при осаждении молибдатом натрия, представляет собой CoMoO4, розовый образец – двойной молибдат кобальта аммония (NH4)2Co(MoO4)2, а фиолетовый осадок при осаждении молибдатом аммония — смесь (NH4)2Co(MoO4)2 и CoMoO4. Скорее всего, в случае молибдатов никеля и меди, ситуация аналогичная, но мы этого можем не замечать визуально потому, что с их случае цвета простых и двойных молибдатов близки.
Для получения вольфраматов данных катионов осадителем был выбран вольфрамат натрия Na2WO4. В этом случае, как и в случае молибдата натрия, выпадали нерастворимые осадки простых вольфраматов.
Таким образом, был создан фрагмент таблицы растворимости, содержащий фотоархив полученных осадков, были изучены условия осаждения выбранных солей и найдены оптимальные условия для получения простых молибдатов и вольфраматов. Обнаружено образование двойного молибдата для иона Co2+.