15 Feiten over H2SO4 + Fe2(CO3)3: wat, hoe balanceren en veelgestelde vragen

Zwavelzuur (H₂SO₄), bekend als "olie van vitriool", is een sterk anorganisch zuur en Fe₂(CO₃)₃ (IJzercarbonaat) is een onoplosbaar zout. Laten we hun reactie in detail onderzoeken.

Een neutralisatiereactie treedt op wanneer Fe₂(CO₃)₃ reageert met H₂SO₄. Zwavelzuur is zeer hygroscopisch, absorbeert vochtigheid, en is van nature corrosief. IJzer is aanwezig in de oxidatietoestand +3 in ijzercarbonaat.

Dit artikel legt het reactietype, de balanceermethode, de moleculaire krachten en andere eigenschappen van de reactie tussen zwavelzuur en carbonaatzout uit.

Wat is het product van H₂SO₄ en Fe₂(CO₃)₃

Fe₂(ZO₄)₃ (IJzersulfaat) en kooldioxidegas, samen met watermoleculen, worden geproduceerd wanneer Fe₂(CO₃)₃ gecombineerd met zwavelzuur.

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ → Fe₂(ZO₄)₃ + H₂O+CO₂

Wat voor soort reactie is H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃

• Fe₂(CO₃)₃ + H₂SO₄ is een neutralisatie-reactie als het carbonaat en het zuur combineren om een ​​zout te geven.
• De reactie H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ begint met een dubbele verplaatsingsreactie gevolgd door a ontledingsreactie.

Hoe H te balanceren₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃

De vergelijking H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ kan worden afgewogen in volgende stappen,

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ → Fe₂(ZO₄)₃ + H₂O+CO₂

• In de eerste stap worden het aantal en het type elementen geteld in zowel de reactanten als de producten.  
• Verder worden de stoichiometrische coëfficiënten vóór de substituenten gebruikt om de elementen en ladingen in evenwicht te brengen. Voor H wordt een coëfficiënt van 3 toegevoegd₂SO_4, H₂O, en CO₂ respectievelijk.
• Dus de evenwichtige vergelijking is
•  Fe₂(CO₃)₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(ZO₄)₃ + 3H₂O+3CO₂

H₂SO₄+ Fe₂(CO₃)₃ titratie

Fe₂(CO₃)₃ is een onoplosbaar carbonaat, dus terug titratie wordt uitgevoerd zoals hieronder vermeld. Bij deze titratie wordt een overmaat standaardoplossing toegevoegd en getitreerd, wat erg handig is voor niet-oplosbare vaste stoffen.

Apparaat

Maatkolf, beker, trechter, buret, erlenmeyer, pipet

Indicator

Fenolftaleïne wordt gebruikt als een indicator hier.

Procedure

• Een bekende hoeveelheid Fe₂(CO₃)₃ wordt gewogen. Hieraan wordt zwavelzuur toegevoegd en grondig gemengd om een ​​homogene oplossing te maken en vervolgens wordt de oplossing overgebracht naar een maatkolf. Met gedestilleerd water wordt de oplossing tot de maatstreep aangevuld.
• 15 ml van de bereide oplossing wordt met behulp van een pipet in de kolf genomen en er worden twee tot drie druppels van de indicator aan toegevoegd.
• De resulterende oplossing wordt getitreerd tegen een standaard NaOH-oplossing, die in de buret wordt genomen.
• De kleurverandering wordt waargenomen en het eindpunt wordt bereikt bij de lichtroze kleur van de oplossing.
• De overeenstemmende metingen worden genomen die worden gebruikt bij het berekenen van de concentratie van het carbonaat.

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ netto ionische vergelijking

De netto ionische vergelijking is

Fe₂(CO₃)₃(s) + 6H⁺(aq) → 2Fe³⁺(aq) + 3H₂O(l) + 3CO₂(G)

Deze bovenstaande vergelijking kan worden afgeleid door de volgende stappen,

• De gebalanceerde vergelijking wordt geschreven in de eerste stap. Uit onze vorige berekening is de gebalanceerde vergelijking
• Fe₂(CO₃)₃ + 3H₂SO₄ → Fe₂(ZO₄)₃ + 3H₂O+3CO₂
• In de volgende stap worden de fasen van alle componenten van de reactie weergegeven. Dus nu wordt de vergelijking
• Fe₂(CO₃)₃(s) + 3H₂SO₄(aq) → Fe₂(ZO₄)₃(s) + 3H₂O(l) + 3CO₂(G)
• De sterke elektrolyten worden verder gesplitst in hun overeenkomstige ionen. H₂O is een zwakke elektrolyt, dus het zal niet splitsen.
• Fe₂(CO₃)₃(s) + 6H⁺ + 3 ZO₄^2-(aq) → 2Fe³⁺(aq) +3SO₄^2-(aq) + 3H₂O(l) + 3CO₂(G)
• De gemeenschappelijke ionen zijn doorgestreept en de resulterende netto ionische vergelijking van deze reactie.

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ paar conjugaat

H₂SO₄-Vertrouwen₂(CO₃)₃ kan een geconjugeerd zuur-basepaar.

• H₂SO₄ vormen ZO₄^2- ion als zijn geconjugeerde base.

• Het carbonaat-ion (CO₃^2-) fungeert als een basis, het accepteert H⁺ en vormt zijn geconjugeerde zuur (H₂CO₃).

H₂SO₄ en Fe₂(CO₃)₃ intermoleculaire krachten

• Fe₂(CO₃)₃ heeft een elektrostatische aantrekkingskracht omdat de moleculen ionisch van aard zijn.
• waterstofbinding, dipool-dipool interacties en dispersiekrachten zijn aanwezig in H₂SO₄ waar interacties met waterstofbruggen het sterkst zijn.

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ reactie-enthalpie

De enthalpie van deze reactie blijkt -591.19 KJ/mol te zijn. Uit de vermelde waarden kunnen we de enthalpie berekenen.

• ∆H_f^°(reactie) = ∆H_f^°(producten) – ∆H_f^°(reactanten)
• Daarom is ∆H_f^°(reactie) = -4801.3 – (- 4210.11) KJ/mol
• Dus ∆H_f^°(reactie) = -591.19 KJ/mol

is H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ een bufferoplossing

De combinatie Fe₂(CO₃)₃+H₂SO₄ vormt geen a buffer oplossing door de aanwezigheid van een sterk zuur (H₂SO₄).

is H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ een volledige reactie

De reactie Fe₂(CO₃)₃ + H₂SO₄ is een volledige reactie omdat volledig ontbonden producten worden gevormd, die niet meer reageert.

is H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ een exotherme of endotherme reactie

Fe₂(CO₃)₃ + H₂SO₄ is een exotherme reactie omdat de enthalpie negatief is voor de reactie. Ook zijn de producten vrij stabiel, er komt dus veel warmte vrij tijdens de reactie.

is H₂SO₄+ Fe₂(CO₃)₃ een redoxreactie

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ geen redoxreactie omdat de oxidatietoestanden van de elementen niet worden veranderd.

is H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ een neerslagreactie

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ is geen precipitatiereactie aangezien het bij de reactie geproduceerde ijzersulfaat oplosbaar is, daarom wordt er geen neerslag verkregen.

is H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ omkeerbare of onomkeerbare reactie

Fe₂(CO₃)₃ + H₂SO₄ reactie is een onomkeerbare reactie omdat er een toename is in entropie voor de voorwaartse reactie als gevolg van de vorming van CO₂ gas. Ook omdat de gevormde producten niet zullen reageren om de reactanten terug te geven.

is H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ verplaatsingsreactie:

De eerste stap van de reactie Fe₂(CO₃)₃+H₂SO₄ is een dubbele verplaatsingsreactie. Omdat Fe reactiever is, verdringt het waterstof uit zijn zout en vormt het ijzersulfaat, en de H⁺ combineert met carbonaationen om koolzuur te vormen.

H₂SO₄ + Fe₂(CO₃)₃ = Fe₂(ZO₄)₃ + H₂CO₃

Conclusie

Zwavelzuur wordt veel gebruikt als dehydratatiemiddel in de synthetische organische chemie. Kooldioxide dat bij de reactie wordt verkregen, is een kleurloos zuur gas, 50% dichter dan lucht, en een infrarood-actief molecuul. CO₂ is een broeikasgas en de hoge concentratie ervan leidt tot opwarming van de aarde.