Научный руководитель: Г.Ю. Алешин, СУНЦ МГУ
Целью работы был синтез кристаллического и аморфного сульфида кадмия, а также сравнение полученных продуктов. Актуальность и полезность заключаются в исследовании свойств полученных продуктов.
Первым этапом работы стало получение кристаллического сульфида кадмия. Сначала мы растворили 5 г (0.024 моль) сульфата кадмия в избытке раствора концентрированного аммиака (15 мл):
CdSO4 + 4NH3 = [Cd(NH3)4]SO4.
Затем добавили мочевину на холоду:
[Cd(NH3)4]SO4 + (NH2)2CS +H2O = CdS + (NH4)2SO4 + (NH2)2CO3 + 2NH3,
нагревали до кипения и кипятили в течение трех минут. После охладили до комнатной температуры с последующим фильтрованием полученного осадка CdS на воронке Бюхнера. Последним этапом стало осушение и взвешивание осадка. Его масса составила 1.50 г. Теоретическая масса продукта, согласно расчетам по уравнениям химических реакций, должна была составить 3.46 г. Таким образом, выход продукта равен 1.5/3.46 = 0.4335
Для получения аморфного сульфида кадмия мы осуществили реакции обмена между растворами сульфата кадмия и сульфида натрия, в количестве 0.1 моль
CdSO4 + Na2S = CdS +Na2SO4.
Далее мы провели фильтрование осадка на воронке Бюхнера, сушку и его взвешивание: его масса составила 12.24 г. Теоретически должно было образоваться 14.40 г осадка. Выход продукта равен 12.24/14.40 = 0.85.
В учебной литературе указано, что сульфид кадмия – ярко-желтый осадок, однако в ходе работы было выяснено, что CdS, полученный в реакции обмена, имеет бледно-оранжевую окраску, кристаллический же CdS окрашен в темно-желтый цвет. Химические свойства у обоих продуктов одинаковые: они растворяются в концентрированной азотной кислоте:
CdS + 10HNO3(к.)=Cd(NO3)2 + 8NO2 + H2SO4 + 4H2O
и не растворяются в соляной кислоте из-за низкого значения ПР = 7,2·10-27.