Курсовая работа: Сульфат кальция, кристаллогидрат и безводная соль

· Расчёт исходных реагентов и определение условий проведения синтеза;

· Выбор приборов и оборудования для синтеза;

· Проведение качественных реакций.

Глава 1. Теоретическая часть

1.1 Нахождение в природе

В природе часто встречаются залежи минерала состава CaSO₄ 2H₂ O.Также содержится в природных водах и морской воде (1800 000 т/км³ ).

Содержание в воде CaSO₄ наряду с MgCl₂ ,MgSO₄ придаёт воде постоянную жёсткость. [1]

1.2 Физические свойства

Ангидрит (CaSO₄ ) – белый порошок, пл. 2,90 – 2,99 г/см³ . Жадно поглощает влагу из воздуха. На этом основано применение CaSO₄ в качестве осушителя.

М = 136,4 г/моль

С_р ˚ = 99,6 Дж/моль^-1 ∙ К^-1

S˚ = 106,7 Дж/моль^-1 ∙ К^-1

∆H˚ = -1432,7 кДж/моль^-1 ∙ К^-1

∆G = -1320,3 кДж/моль^-1 ∙ К^-1

Мало растворим в воде (0,2% безводной соли при 18˚С, ПР = 6,1*10^-5 при 0˚С). Хорошо растворим в кислотах, тиосульфате натрия, глицерине, солях NH₄ ⁺ .

Полугидрат CaSO₄ 0,5H₂ O (жжёный гипс, алебастр) – белый порошок, пл. 2.67 – 2,73 г/см³ .

М = 145,15 г/моль

С_р ˚ = 121 Дж/моль^-1 ∙ К^-1

S˚ = 134 Дж/моль^-1 ∙ К^-1

∆H˚ = -1573 кДж/моль^-1 ∙ К^-1

∆G = -1435 кДж/моль^-1 ∙ К^-1

Плохо растворяется в воде, растворим в кислотах, тиосульфате натрия, глицерине, солях NH₄ ⁺ . Переход CaSO₄ 0,5H₂ O в безводную соль происходит при 225±5˚С.

Дигидрат CaSO₄ 2H₂ O (гипс) – белый порошок, пл. 2,31 – 2.33 г/см³ .

М = 172,17 г/моль

С_р ˚ = 186,2 Дж/моль^-1 ∙ К^-1

S˚ = 193,97 Дж/моль^-1 ∙ К^-1

∆H˚ = -2021,1 кДж/моль^-1 ∙ К^-1

∆G = -1795,7 кДж/моль^-1 ∙ К^-1

Плохо растворяется в воде, растворим в кислотах, тиосульфате натрия, глицерине, солях NH₄ ⁺ . CaSO₄ 2H₂ O переходит в CaSO₄ 0,5H₂ O при 150 - 170˚С. [2]

1.3 Химические свойства

При плавлении разлагается (t_пл = 1450˚С). Растворимость CaSO₄ повышается в присутствии MgCl₂ , NaCl, HNO₃ , HCl. Реагирует с концентрированной серной кислотой, восстанавливается углеродом при спекании.

2CaSO₄ = 2CaO + 2SO₂ + H₂ Ot > 1450˚С

CaSO₄ + H₂ SO_{4 ( конц )} = Ca(HSO₄ )₂