15 γεγονότα για το H2SO4 + KClO3: Τι, πώς να ισορροπήσετε και συχνές ερωτήσεις

KClO3 είναι ένα άλας ισχυρής βάσης που ονομάζεται υδροξείδιο του καλίου, έτσι μπορεί εύκολα να αντιδράσει με ένα ισχυρό οξύ όπως το H2SO4. Ας δούμε τις λεπτομέρειες της αντίδρασης μεταξύ KClO3 και Η2SO4.

Στις θερμική αποσύνθεση του χλωρικού καλίου, παίρνουμε αέριο οξυγόνο. Είναι λοιπόν ένα εμπορικό αντιδραστήριο για την παρασκευή του Ο2. Η κατάσταση οξείδωσης του καλίου σε KClO3 είναι +1, επομένως είναι πολύ δυνατό μέσο οξείδωσης όπου η κατάσταση οξείδωσης του Cl είναι +5. Το θειικό οξύ είναι επίσης ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας.

Με την αντίδραση μεταξύ του H2SO4 και KClO3, μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα του καλίου. Ας συζητήσουμε τον μηχανισμό της αντίδρασης μεταξύ θειικού οξέος και χλωρικού καλίου, την ενθαλπία της αντίδρασης, τον τύπο της αντίδρασης, τον σχηματισμό προϊόντος κ.λπ. στο επόμενο μέρος του άρθρου.

1. Ποιο είναι το γινόμενο του Η2SO4 και KClO3?

Το όξινο θειικό κάλιο και το υπερχλωρικό οξύ σχηματίζονται ως κύρια προϊόντα όταν το H2SO4 και KClO3 αντιδρούν μαζί. Υπάρχει επίσης κάποιο διοξείδιο του χλωρίου που σχηματίζεται ως υποπροϊόν μαζί με μόρια νερού.

Στιγμιότυπο οθόνης 2022 11 24 155146
Προϊόν της αντίδρασης μεταξύ
H2SO4 και KClO3

2. Τι είδους αντίδραση είναι το H2SO4 + KClO3?

H2SO4 + KClO3 αντίδραση είναι ένα παράδειγμα αντίδρασης σχηματισμού οξέος και αντίδρασης διπλής μετατόπισης μαζί με οξειδοαναγωγ και αντιδράσεις καθίζησης. Εδώ, σχηματίζονται όξινες ενώσεις στην πορεία της αντίδρασης μαζί με νερό.

3. Πώς να ισορροπήσετε το H2SO4 + KClO3?

H2SO4 + KClO= KHSO4 + HClO4 +ClO2 + Η2Η αντίδραση O δεν είναι ακόμα ισορροπημένη, πρέπει να εξισορροπήσουμε την εξίσωση με τον ακόλουθο τρόπο-

  • Αρχικά, επισημαίνουμε όλα τα αντιδρώντα και τα προϊόντα με τα A, B, C, D, E και F καθώς υπάρχουν έξι διαφορετικά μόρια που λαμβάνονται για αυτήν την αντίδραση και η αντίδραση μοιάζει με αυτό: ΑΧ2SO4 +B KClO= C KHSO4 + D HClO4 + E ClO2 + FH2O
  • Εξισώστε τους συντελεστές για τον ίδιο τύπο στοιχείων αναδιατάσσοντάς τους.
  • Μετά την αναδιάταξη των συντελεστών των ίδιων στοιχείων κατά τη στοιχειομετρική τους αναλογία, παίρνουμε: H = 2A = C = D = 2F, S = A = C, O = 4A = 3B = 4C = 4D = 2E = F, K = B= C, Cl = B = D = E,
  • Χρησιμοποιώντας την Gaussian εξάλειψη και εξισώνοντας όλες τις εξισώσεις παίρνουμε, A = 3, B = 3, C = 3, D = 1, E = 2 και F = 1,
  • Η συνολική ισορροπημένη εξίσωση θα είναι:
    • Η 32SO4 +3 KClO= 3 KHSO4 + HClO4 + 2 ClO2 + Η2O

4. Η2SO4 + KClO3 ογκομετρική ανάλυση

Για να υπολογίσουμε την ποσότητα του καλίου ή του χλωρίου μπορούμε να κάνουμε τιτλοδότηση μεταξύ KClO3 και Χ2SO4.

Συσκευή που χρησιμοποιείται

Χρειαζόμαστε προχοΐδα, κωνική φιάλη, υποδοχή προχοΐδας, ογκομετρική φιάλη και ποτήρια ζέσεως για αυτήν την ογκομέτρηση.

Τίτλος και τιτλοδοτητής

H2SO4 δρα ως τιτλοδοτητής που λαμβάνεται στην προχοΐδα και το προς ανάλυση μόριο είναι το KClO3 που λαμβάνεται σε κωνική φιάλη.

Δείκτης

Ολόκληρη η τιτλοδότηση γίνεται σε όξινο μέσο ή όξινο pH άρα το καταλληλότερο δείκτης θα είναι φαινολοφθαλεΐνη που δίνει τέλεια αποτελέσματα για αυτή την τιτλοδότηση σε δεδομένο pH.

Διαδικασία

Η προχοΐδα είναι γεμάτη με τυποποιημένο H2SO4. KClO3 λαμβάνεται σε κωνική φιάλη μαζί με αντίστοιχους δείκτες. H2SO4 προστίθεται στάγδην στην κωνική φιάλη και η φιάλη ανακινείται συνεχώς. Μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, όταν φτάσει το τελικό σημείο, ο δείκτης αλλάζει χρώμα και η αντίδραση ολοκληρώνεται.

Επαναλαμβάνουμε την ογκομέτρηση αρκετές φορές για καλύτερα αποτελέσματα και μετά υπολογίζουμε την ποσότητα του καλίου καθώς και του χλωρίου με τον τύπο V1S= V2S2.

5. Η2SO4+ KClO3 καθαρή ιοντική εξίσωση

Η καθαρή ιοντική εξίσωση μεταξύ H2SO4 + KClO3 είναι όπως ακολουθεί,

2H+ + Ω42- + Κ+ +ClO3- = Κ+ + HSO4- + Η+ +ClO4- +ClO2 + Η+ + ΟΗ-

Για να εξαχθεί η καθαρή ιοντική εξίσωση, απαιτούνται τα ακόλουθα βήματα:

  • H2SO4 θα ιονιστεί σε ιόντα πρωτονίων και θειικών καθώς είναι ισχυρός ηλεκτρολύτης
  • Μετά από αυτό KClO3 διασπάται επίσης σε Κ+ ιόν και ClO4– ιόν καθώς είναι και ισχυρός ηλεκτρολύτης
  • Στο κομμάτι του προϊόντος, το αλάτι KHSO4 διαχωρίζεται επίσης σε Κ+ και HSO4-και το όξινο θειικό μπορεί επίσης να διαχωριστεί σε Η+ και θειικά ιόντα.
  • Το υπερχλωρικό οξύ ιονίζεται επίσης ως Η+ και ClO4-.
  • Και τέλος, το νερό διασπάται σε ιόντα πρωτονίου και υδροξειδίου.

6. Η2SO4+ KClO3 ζεύγος συζυγές

Στην αντίδραση, ο Χ2SO4 + KClO3 συζευγμένα ζεύγη θα είναι η αντίστοιχη αποπρωτονιωμένη και πρωτονιωμένη μορφή αυτού του συγκεκριμένου είδους που παρατίθενται παρακάτω-

  • Συζυγές ζεύγος Η2SO4 = ΟΧΙ42-
  • Συζυγές ζεύγος ΟΗ- = Η2O
  • Συζυγές ζεύγος ClO4- = HClO4
  • Συζυγές ζεύγος KHSO4 = KSO4-

7. Η2SO4 και KClO3 διαμοριακές δυνάμεις

Η διαμοριακή δύναμη που υπάρχει στο H2SO4 είναι η ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ πρωτονίων και θειικών ιόντων. Σε KClO3, υπάρχουν ηλεκτρονικές αλληλεπιδράσεις και κουλουμβική δύναμη.

Μόριοενεργώντας
δύναμης
H2SO4Ηλεκτροστατικό,
van der Waal's
δίπολο
αλληλεπίδραση
KClO3Ισχυρό ηλεκτροστατικό
δύναμη και
ιοντική αλληλεπίδραση,
Κουλουμβική δύναμη
KHSO4Ηλεκτροστατική δύναμη,
ιοντική αλληλεπίδραση,
ΗΟΟΟ4Ομοιοπολική,
H-δεσμός,
van der Waal's
αλληλεπίδραση
ClO2Η αλληλεπίδραση του Van der Waal,
και ομοιοπολική δύναμη
H2OH-δεσμός,
ιοντική αλληλεπίδραση
Διαμοριακές δυνάμεις

8. Η2SO4 + KClO3 ενθαλπία αντίδρασης

H2SO4 + KClO3 ενθαλπία αντίδρασης είναι +273.8 KJ/mol που μπορεί να ληφθεί με τον τύπο: ενθαλπία προϊόντων – ενθαλπία αντιδρώντων. Εδώ η αλλαγή στην ενθαλπία είναι θετική.

ΜόριοΕνθαλπία
(KJ/mol)
KClO3-391.2
H2SO4-814
KHSO4-1163.3
H2O-68
ΗΟΟΟ413.5
ClO2101.3
Ενθαλπία Αντιδρώντων
και Προϊόντα

9. Είναι ο H2SO4 + KClO3 ρυθμιστικό διάλυμα;

Η αντίδραση μεταξύ του H2SO4 + KClO3 δίνει ένα ρυθμιστικό διάλυμα KHSO4 και HClO4 γιατί μπορούν να ελέγξουν το pH της αντίδρασης καθώς το πρώτο είναι βασικό άλας και το δεύτερο οξύ.

10. Είναι ο H2SO4 + KClO3 πλήρης αντίδραση;

Η αντίδραση μεταξύ του H2SO4 + KClO3 είναι πλήρης γιατί δίνει δύο κύρια και δύο παράπλευρα προϊόντα.

11. Είναι ο Χ2SO4 + KClO3 εξώθερμη ή ενδόθερμη αντίδραση;

Η αντίδραση του H2SO4 + KClO3 είναι ενδόθερμος ως προς τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής. Αυτή η αντίδραση απορροφά περισσότερη ενέργεια και θερμοκρασία από το περιβάλλον που βοηθά στην ολοκλήρωση της αντίδρασης, όπου το δΗ είναι πάντα θετικό.

12. Είναι ο H2SO4 + KClO3 αντίδραση οξειδοαναγωγής;

H2SO4 + KClO3 Η αντίδραση είναι μια αντίδραση οξειδοαναγωγής επειδή σε αυτήν την αντίδραση πολλά στοιχεία ανάγεται και οξειδώνονται καθώς το K μειώνεται και το S και το Cl οξειδώνονται εδώ.

Στιγμιότυπο οθόνης 2022 11 24 155200
Οξειδοαναγωγικό Σχήμα του
H2SO4 και KClO3  Αντίδραση

13. Είναι ο H2SO4 + KClO3 μια αντίδραση καθίζησης;

Η αντίδραση μεταξύ του H2SO4 + KClO3 είναι μια αντίδραση καθίζησης επειδή το KHSO4 καθιζάνει στο διάλυμα και δεν είναι διαλυτό στο μίγμα της αντίδρασης.

14. Είναι ο H2SO4 + KClO3 αναστρέψιμη ή μη αναστρέψιμη αντίδραση;

Η αντίδραση μεταξύ του H2SO4+ Το KClO3 είναι μη αναστρέψιμο γιατί παράγει αλάτι, οξύ και ένα αέριο μόριο ClO2 που μπορεί να αυξήσει την εντροπία της αντίδρασης και να μετατοπίσει την ισορροπία προς τη δεξιά πλευρά μόνο προς τα εμπρός.

15. Είναι ο H2SO4 + KClO3 αντίδραση μετατόπισης;

Η αντίδραση μεταξύ του H2SO4+ KClO3 είναι ένα παράδειγμα αντίδρασης διπλής μετατόπισης επειδή στην παραπάνω αντίδραση το Η+ εκτόπισε το Κ+ από KClO3 και πάλι ο Κ+ εκτοπισμένος Χ+ από το Χ2SO4.

Στιγμιότυπο οθόνης 2022 11 24 155226
Αντίδραση διπλής μετατόπισης

Συμπέρασμα

Η αντίδραση μεταξύ του H2SO4 και KClO3 μας δίνει ένα ηλεκτρολυτικό άλας όξινο θειικό κάλιο μαζί με υπερχλωρικό οξύ, όπου μπορούμε να υπολογίσουμε την ποσότητα του χλωρίου. Αυτή η αντίδραση είναι μια οξεοβασική και μη αναστρέψιμη αντίδραση. Αυτή η αντίδραση χρησιμοποιείται για την παραγωγή υπερχλωρικού οξέος.