Федеральное агентство по образованию

государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Поморский государственный университет им. М.В.Ломоносова

Естественно-географический факультет

Кафедра химии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Курсовая  работа по неорганической и аналитической химии

Синтез  и идентификация  сульфата магния

MgSO₄ 
 
 
 
 
 
 

                                           Выполнила студентка 3 курса

                                           11 группы отделения  химии

                                           Васюк Кристина

                                           Станиславовна 

                                           Научные руководители

                                           к.х.н., доцент Попова Людмила

                                           Фёдоровна

                                           к.п.н., доцент Швакова Элла

                                           Валерьевна 
 
 
 

Архангельск

2009 

    ОГЛАВЛЕНИЕ

Приложение 1………………………………………………………………………………… 61

Приложение 2 ……………………...…………………………………………………….……61

Схема …………………………………………………………………………………………..62

Введение.

    Курсовая  работа является важным способом контроля и этапом в изучении любой дисциплины. Здесь в полной мере проявляются профессиональные знания и качества, которыми обладает студент.

    Данная  курсовая работа посвящена синтезу  и анализу сульфата магния.

        Сульфат магния широко применяется  в различных отраслях промышленности [11]:

1. В  химической промышленности он применяется в технологических процессах получения H₂SO₄ и MgO; при производстве синтетических моющих средств.

2.  В  сельском хозяйстве сульфат магния  используется в качестве удобрения  почвы под сельскохозяйственные  культуры.

3. В  текстильной промышленности сульфат магния применяют в технологических процессах обработки тканей; для приготовления огнестойких составов для пропитки различных материалов; используется как наполнитель материалов, утяжелитель шелка и хлопка, протрава для покраски тканей и как отбеливающий компонент.

4. В  медицине в качестве успокаивающего  и спазмолитического средства; применение  сульфата магния в комплексной  терапии больных дискулярной  энцефалопии позволяет уменьшить  последствия ишемического повреждения  головного мозга и купировать общемозговые нарушения.

5. В  фармацевтической промышленности  сульфат магния применяется в  процессах изготовления антибиотиков.

6. Строительная  индустрия: 

1). Сульфат  магния применяется как добавка  для устройства дорожных и  аэродромных оснований и покрытий;

2). Входит  в состав магнезиального цемента  ( это композиция из каустического  магнезита (продукт обжига MgСО₃ при температурах до 700 ⁰С в форме MgО) и солей магния, главным образом MgСl₂ и MgSO₄. Водные растворы последних часто называют «затвердителями». Без затвердителей каустический магнезит, смешанный с водой, твердеет медленно. 

7. В  целлюлозно-бумажной промышленности сульфат магния используется как наполнитель, а также как компонент позволяющий сохранить и улучшить физико-механические показатели бумаги при использовании отбеливателей (особенно хлорсодержащих) и для получения огнестойких изделий из бумаги.

Цели  исследования в данной работе:

1. Синтезировать  и идентифицировать соединение;

2. подтвердить  его чистоту

3. провести  количественный и качественный  анализ.

Задачи  исследования:

    По  литературным источникам:

    - составить характеристику исследуемого  вещества

    - осуществить подбор и обработку  методик синтеза и анализа;

    - составить схему качественного  анализа 

    - описать способы приготовления  растворов, их стандартизацию.

В ходе эксперимента:

    - синтезировать вещество;

    - определить выход препарата;

- определить качественный и количественный состав синтезируемого соединения.

 

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Характеристика и химические свойства сульфата магния

     Сульфат магния (магний сернокислый, горькая соль), MgSO₄ - это белый кристаллический порошок с плотностью 2,66 г/см³. При 1127°С разлагается с выделением SO₂. Хорошо растворяется в воде (слабый гидролиз по катиону). Образует кристаллогидраты: MgSO₄*H₂O (бесцветные кристаллы с моноклинной решеткой с плотностью 2,6 г/см³), MgSO₄*6H₂O (кристаллы с моноклинной решеткой с плотностью 1,70 г/см³) и MgSO₄*7H₂O (бесцветные кристаллы с ромбической решеткой с плотностью 1,68 г/см³).

     Сульфат магния используют как сырье для получения MgO, в производстве магнезиальных цементов, в качестве утяжелителей  хлопка и шелка, протравы при крашении тканей, как наполнитель бумаги, спазмолитическое, слабительное и желчегонное лекарственное средство [11].

Химические  свойства:

1. Сульфат магния хорошо растворяется в воде, гидролизуется по катиону:

MgSO₄ (разб.) + 4H₂O → [Mg(H₂O)₄]²⁺ + SO₄^2- ,

[Mg(H₂O)₄]²⁺ + H₂O → [Mg(H₂O)₃(OH)]⁺ + H₃O⁺;

2. Вступает в реакции обмена:

MgSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + MgCl₂

3. Может взаимодействовать с концентрированной серной кислотой:

MgSO₄ + H₂SO₄ → Mg(HSO₄)₂

4. Реагирует с щелочами:

MgSO₄ + NaOH_разб → Mg(OH)₂↓ + Na₂SO₄

5. Взаимодействует с концентрированным аммиаком:

MgSO₄ +2 NH₄OH_конц → Mg(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

1.2. Способы получения сульфата магния.

     По  Ключникову Н. Г. [6]

     По  данной методе, сульфат магния можно  получить, растворяя оксид магния в горячей серной кислоте.

    MgO + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂O

     По  методике, описанной в практикуме Корякина и Ангелова [1], MgSO₄       можно получить, растворяя карбонат магния в серной кислоте:

    MgCO₃ + H₂SO₄ → MgSO₄ + CO₂↑+ H₂O

      В горячую 30%-ную серную кислоту вносят при энергичном перемешивании MgCO₃ (технический) до прекращения вспенивания жидкости. Отфильтрованная проба жидкости не должна давать красного окрашивания с NH₄SCN, в противном случае прибавляют еще MgCO₃. Раствор фильтруют и фильтрат оставляют кристаллизоваться на холоду. На следующий день, выпавшие кристаллы отсасывают  на воронке Бюхнера, промывают небольшими количеством ледяной воды и перекристаллизовывают из воды (на 100 г соли берут 40 мл воды). 
 
 
 

1.3. Техника безопасности при работе в химической лаборатории

1. Основные правила работы в лаборатории общей химии

1. К работе в лаборатории могут быть допущены лица, прошедшие инструктаж по технике  безопасности.
2. Все опыты, реакции и все связанные с ними операции следует делать аккуратно, точно придерживаясь указаний, имеющихся в учебниках, руководствах или сообщённых преподавателем.
3. Лабораторный рабочий стол следует содержать в порядке и чистоте, потому что загрязнения со стола могут попасть в анализируемый раствор и испортить анализ.
4. Лабораторный стол нельзя загромождать посудой и приборами, т.к. все это мешает работе. На столе должно быть только то, что необходимо в данное время для выполнения опыта.
5. Многие работы в химической лаборатории связаны с возможностью загрязнения, а также порчи одежды при попадании на неё кислот и других реактивов, поэтому каждый работающий в химической лаборатории должен надевать халат.
6. Химическая посуда в большинстве случаев тонкостенная и хрупкая, поэтому при небрежном отношении к ней можно её разбить и порезаться. Посуду и приборы следует держать в руках осторожно, не сжимая сильно пальцами. Химическую посуду нельзя резко ставить на стол, особенно, если он покрыт керамикой.
7. Нюхать вещества нужно, не наклоняясь над сосудом и не вдыхая полной грудью, а только направляя к себе пары движением руки.
8. Категорически запрещается пробовать что-либо на язык. Запрещается набирать ртом при помощи пипетки пли трубки ядовитые или едкие жидкости; для этого следует пользоваться грушей.
9. Во избежание случайных отравлений запрещается пользоваться для питья какой-либо химической посудой.
10. Строго запрещается принимать в лаборатории пищу.
11. Все опыты с ядовитыми, вредными для здоровья и дурно пахнущими веществами следует проводить обязательно под тягой.
12. При приготовлении растворов кислот, надо вливать кислоту в воду, а не наоборот, и пользоваться при этом толстостенной или фарфоровой посудой.
13. Производя химические опыты, приборы следует располагать таким образом, чтобы реагирующие вещества в случае разбрызгивания не могли попасть на самого экспериментатора или находящихся вблизи других лиц.
14. Взвешивать твёрдую щелочь нужно обязательно в какой-нибудь стеклянной или фарфоровой посуде.
15. Химические реактивы брать только шпателем, пинцетом или ложечкой (не руками!).
16. Неизрасходованные реактивы не высыпать и не выливать обратно в те сосуды, откуда они были взяты.
17. Жидкости переливать через химические воронки. Склянку, из которой переливают жидкость, необходимо держать этикеткой к руке во избежание её порчи.
18. При нагревании растворов и веществ в пробирке необходимо использовать держатель. Отверстие пробирки должно быть направлено в сторону от себя и других работающих.
19. При неосторожной работе возможны ожоги нагретой стеклянной посудой, тиглями и т.п., поэтому нельзя брать горячую посуду незащищёнными руками.
20. Если на сосуде нет этикетки или надписи и не известно, какой реактив содержится в нём, то пользоваться этим реактивом нельзя.
21. После работы в лаборатории нужно тщательно вымыть руки, так как значительная часть веществ, с которыми приходится соприкасаться в лаборатории, ядовита.

2. О пожарах в  лаборатории и  способах их устранения

1. Если загорелись деревянные предметы, пожар можно  тушить водой, песком и с помощью  огнетушителя.
2. Если горит нерастворимое в воде вещество (например, бензин, скипидар, масло и др.), то нельзя применять для тушения воду, потому что пожар не только не будет ликвидирован, но даже может усилиться. Многие огнеопасные органические вещества легче воды и при соприкосновении с нею образуют горящую плёнку.
3. Нерастворимые в воде органические вещества следует тушить песком или накрыванием шерстяным одеялом. Нужно именно накрывать очаг пожара, а не набрасывать, чтобы горящие брызги не разлетались в стороны.
4. В легко доступном месте лаборатории должен висеть проверенный огнетушитель, а также должен быть ящик с песком или листовым асбестом. Работающим в лаборатории необходимо ознакомиться с инструкцией по обращению с огнетушителем, обычно написанной на каждом из них.
5. В случае загорания проводов и электроприборов, находящихся под током, необходимо немедленно выключить ток и тушить огонь сухим углекислотным огнетушителем, сухим песком, покрывалом из асбеста.
6. Если загорелась одежда, следует сначала погасить пламя, накинув на пострадавшего шерстяное одеяло.

3. Медицинская помощь  в лаборатории

1. В случае пореза стеклом нужно вначале  осмотреть ранку и извлечь  из нее осколки стекла, если они  есть, а затем обмыть пораненное место, смазать йодом и завязать бинтом или залепить лейкопластырем.
2. При тепловом ожоге надо смочить обожжённое место раствором перманганата калия, затем смазать мазью от ожогов, и перевязать бинтом.
3. При ожоге кислотами поражённый участок кожи быстро промыть большим количеством воды, затем обмыть 2%-ным раствором соды NaНСО₃, смазать обожженное место вазелином и перевязать бинтом.
4. При ожогах щёлочью: смыть водой, а затем 2%-ным раствором уксусной или борной кислоты, после этого смазать борным вазелином или 5%-ным раствором марганцевокислого калия и перевязать бинтом. При ожогах глаз промыть 1%-ным раствором борной кислоты и закапать 1 -2 капли касторового масла.
5. При поражении электричеством выключить ток пли устранить контакт при помощи резиновых перчаток или сухой деревянной палки. [9, 10]