Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015

Опубликуйте свой материал в официальном Печатном сборнике методических разработок проекта «Инфоурок»

(с присвоением ISBN)

Выберите любой материал на Вашем учительском сайте или загрузите новый

Оформите заявку на публикацию в сборник(займет не более 3 минут)

+

Получите свой экземпляр сборника и свидетельство о публикации в нем

Инфоурок / Химия / Другие методич. материалы / Методическое руководство для практических и лабораторных работ по профессии 19.01.17 «Повар; кондитер» разработанные на основе требований ФГОС среднего общего образования
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Химия

Методическое руководство для практических и лабораторных работ по профессии 19.01.17 «Повар; кондитер» разработанные на основе требований ФГОС среднего общего образования

библиотека
материалов

hello_html_m4fbb30d1.gifhello_html_7a42ff17.gifhello_html_4637f1c1.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m2a7690f7.gifСМОЛЕНСКОЕ ОБЛАСТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ВЯЗЕМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ»










Утверждаю

Зам. директора по УМР

______________________

Вараксина М.С

«____» ____________20___г.








Методическое руководство:


  1. для практических работ № 1-12

  2. для лабораторных работ № 1-26







Дисциплина: Химия


Специальность: 19.01.17 «Повар; кондитер»


Форма обучения: очная


Разработала преподаватель: Никитина Вера Витальевна





Рассмотрен на заседании ПЦК «Общеобразовательных дисциплин»

Протокол

Председатель ПЦК_____________М. А. Плужникова

СОДЕРЖАНИЕ

НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМЫ

Страница

Правила техники безопасности при проведении практических работ

5

Первая помощь при несчастных случаях

6

Знаки, обозначающие правила техники безопасности

при выполнении химических опытов, их расшифровка

7

Практическая работа №1

«Изготовление моделей молекул некоторых органических и неорганических веществ. Очистка веществ фильтрованием и дистилляцией. Очистка веществ перекристаллизацией»

9

Практическая работа № 2

«Получение хлороводорода и соляной кислоты, их свойства. Получение аммиака, его свойства»

14

Практическая работа № 3

«Получение гидроксидов алюминия и цинка; исследование их свойств. Получение и исследование свойств оксидов серы, углерода, фосфора»

16

Практическая работа № 4

«Ознакомление с коллекцией удобрений и пестицидов. Ознакомление с образцами средств бытовой химии и лекарственных препаратов»

21

Практическая работа № 5

«Обнаружение углерода и водорода в органическом соединении. Обнаружение галогенов (проба Бейльштейна)»

24

Практическая работа № 6

«Получение метана и изучение его свойств: горения, отношения к бромной воде и раствору перманганата калия»

26

Практическая работа № 7

«Получение этилена дегидратацией этилового спирта. Взаимодействие этилена с бромной водой, раствором перманганата калия. Сравнение пламени этилена с пламенем предельных углеводородов (метана, пропан-бутановой смеси)»

27

Практическая работа № 8

«Изучение растворимости спиртов в воде. Окисление спиртов различного строения хромовой смесью. Получение диэтилового эфира. Получение глицерата меди»

28

Практическая работа № 9

«Изучение восстановительных свойств альдегидов: реакция «серебряного зеркала», восстановление гидроксида меди (II). Взаимодействие формальдегида с гидросульфитом натрия»

30

Практическая работа № 10

«Растворимость различных карбоновых кислот в воде. Взаимодействие уксусной кислоты с металлами. Получение изоамилового эфира уксусной кислоты. Сравнение степени ненасыщенности твердого и жидкого жиров. Омыление жира. Получение мыла и изучение его свойств: пенообразования, реакций ионного обмена, гидролиза, выделения свободных жирных кислот»

32

Практическая работа № 11

«Реакция «серебряного зеркала» глюкозы. Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II) при различных температурах. Действие аммиачного раствора оксида серебра на сахарозу. Обнаружение лактозы в молоке. Действие йода на крахмал»

37

Практическая работа № 12

«Образование солей анилина. Бромирование анилина. Образование солей глицина. Получение медной соли глицина. Денатурация белка. Цветные реакции белков»

41

Лабораторная работа № 1

«Наблюдение спектров испускания и поглощения соединений химических элементов с помощью спектроскопа»

45

Лабораторная работа № 2

«Сравнение свойств простых веществ, оксидов и гидроксидов элементов III периода»

47

Лабораторная работа № 3

Взаимодействие многоатомных спиртов с фелинговой жидкостью.

Качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+.

52

Лабораторная работа № 4

«Ознакомление с образцами пластмасс, волокон, каучуков, минералов и горных пород. Проверка пластмасс на электрическую проводимость, горючесть, отношение к растворам кислот, щелочей и окислителей. Сравнение свойств термореактивных и термопластичных пластмасс. Получение нитей из капроновой или лавсановой смолы. Обнаружение хлора в поливинилхлориде.»

56

Лабораторная работа № 5

«Получение суспензии серы и канифоли. Получение эмульсии растительного масла и бензола.

Получение золя крахмала. Получение золя серы из тиосульфата натрия»

58

Лабораторная работа № 6

«Получение кислорода разложением пероксида водорода

и (или) перманганата калия»

63

Лабораторная работа № 7

«Реакции, идущие с образованием осадка,

газа или воды для органических и неорганических кислот»

66

Лабораторная работа №8

«Характер диссоциации различных гидроксидов»

67

Лабораторная работа № 9

«Приготовление растворов различных видов концентрации»

70

Лабораторная работа № 10

«Взаимодействие металлов с неметаллами, а также с растворами солей и растворами кислот. Взаимодействие серной и азотной кислот с медью. Окислительные свойства перманганата калия в различных средах»

72

Лабораторная работа № 11

«Ознакомление с образцами представителей классов неорганических веществ.

Ознакомление с образцами представителей классов органических веществ.

Ознакомление с коллекцией руд»

77

Лабораторная работа № 12

«Получение кислорода и его свойства. Получение водорода и его свойства.

Получение пластической серы, химические свойства серы»

79

Лабораторная работа №13

«Взаимодействие металлов с растворами кислот и солей. Свойства угля: адсорбционные, восстановительные. Взаимодействие цинка или алюминия с растворами кислот и щелочей. Окрашивание пламени катионами щелочных и щелочноземельных металлов»

81

Лабораторная работа № 14

Получение и свойства углекислого газа. Свойства соляной, серной (разбавленной) и уксусной кислот. Взаимодействие гидроксида натрия с солями (сульфатом меди (II) и хлоридом аммония). Разложение гидроксида меди. Получение и амфотерные свойства гидроксида алюминия.

86

Лабораторная работа № 15

«Получение жесткой воды и изучение ее свойств. Устранение временной и постоянной жесткости»

90

Лабораторная работа № 16

«Изучение свойств простых веществ и соединений s-элементов; р-элементов; d-элементов»


94

Лабораторная работа № 17

«Изготовление моделей молекул - представителей различных классов органических соединений Изготовление моделей молекул алканов и галогеналканов. Изготовление парафинированной бумаги, испытание ее свойств: отношения к воде и жирам. Обнаружение воды, сажи, углекислого газа в продуктах горения свечи»

100

Лабораторная работа № 18

«Ознакомление со свойствами твердых парафинов: плавлением, растворимостью в воде и органических растворителях, химической инертностью (отсутствием взаимодействия с бромной водой, растворами перманганата калия, гидроксида натрия и серной кислоты)»

104

Лабораторная работа № 19

«Обнаружение непредельных соединений в керосине, скипидаре. Ознакомление с образцами полиэтилена и полипропилена. Распознавание образцов алканов и алкенов»

109

Лабораторная работа № 20

Изготовление моделей молекул алкинов, их изомеров.

112

Лабораторная работа № 21

«Определение наличия непредельных углеводородов в бензине и керосине.

Растворимость различных нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива, вазелина, парафина) друг в друге»

113

Лабораторная работа № 22

Ректификация смеси этанол — вода.

Обнаружение воды в азеотропной смеси воды и этилового спирта.

118

Лабораторная работа № 23

«Окисление этанола в этаналь раскаленной медной проволокой. Получение фенолоформальдегидного полимера. Распознавание раствора ацетона и формалина»

129

Лабораторная работа № 24

«Ознакомление с физическими свойствами глюкозы (аптечная упаковка, таблетки). Кислотный гидролиз сахарозы. Знакомство с образцами полисахаридов. Обнаружение крахмала с помощью качественной реакции в меде, хлебе, йогурте, маргарине, макаронных изделиях, крупах»

133

Лабораторная работа № 25

«Изготовление шаростержневых и объемных моделей изомерных аминов. Растворение белков в воде и их коагуляция. Обнаружение белка в курином яйце и молоке»

139

Лабораторная работа №26

«Изготовление объемных и шаростержневых моделей азотистых гетероциклов»

141


ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ



При работе в химической лаборатории существуют общие правила, которые необходимо строго соблюдать.

1. Перед каждой лабораторной работой следует изучить по учебнику относящийся к ней теоретический материал. Тогда лабораторные занятия будут полезными и продуктивными.

2. Начинать опыты, только внимательно прочитав полное описание работы и уяснив технику ее выполнения.

3. Все лабораторные работы выполнять индивидуально или парами по указанию преподавателя.

4. Приступать к выполнению задания только после разрешения преподавателя.

5. Внимательно прочесть надпись на этикетке, прежде чем взять вещество.

6. Не брать реактивы в большем количестве, чем требуется для опыта.

7. Опыт производить всегда в чистой посуде.

8. Нельзя выливать избыток реактива из пробирки обратно в реактивную склянку.

9. Не следует путать пробки от разных склянок, а также пипетки для взятия реактивов. Чтобы внутренняя сторона пробки оставалась чистой, пробку кладут на стол внешней поверхностью.

10. Не уносить реактивы общего пользования на свое рабочее место. Принять за правило: каждый предмет или реактив возвращать на место немедленно после использования.

11. Все работы с вредными веществами проводить только под тягой. Под тягой наливать концентрированные кислоты и щелочи и не переносить их на рабочее место.

12. Все опыты, сопровождающиеся выделением ядовитых летучих и дурно пахнущих веществ, проводить только в вытяжном шкафу.

13. Нагревая пробирки, не держать их отверстием к себе или в сторону находящихся рядом товарищей.

14. Нюхать выделяющиеся газы издали, помахивая рукой от сосуда к себе.

15. Реактивы не пробовать на вкус.

16. При работе с газоотводной трубкой убирать спиртовку из-под пробирки с реакционной смесью нужно лишь тогда, когда конец газоотводной трубки, опущенный в жидкость, удален из нее. В противном случае жидкость засосет в реакционную пробирку, и может произойти растрескивание пробирки.

17. Осторожно пользоваться спиртовками. Спиртовку нельзя зажигать, наклоняя ее к другой горящей спиртовке. Чтобы погасить спиртовку следует накрыть ее сверху колпачком.

18. Реактивы не брать руками. После окончания эксперимента руки тщательно вымыть.

19. Не загромождать свое рабочее место лишними предметами, содержать рабочее место в чистоте.



ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ


В лаборатории бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи, – порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами. В особо серьезных случаях необходимо немедленно обратиться к врачу.

Для оказания первой помощи в лаборатории имеется аптечка.

Основные правила первой помощи сводятся к следующему:

1. При ранении стеклом удалите осколки из раны, смажьте рану раствором иода и перевяжите бинтом.

2. При ожоге рук или лица реактивом смойте реактив большим количеством воды, затем либо раствором соды (в случае ожога кислотой), либо разбавленной уксусной кислотой (в случае ожога щелочью), а затем опять водой.

3. При ожоге горячей жидкостью или горячим предметом обожженное место обработайте свежеприготовленным раствором перманганата калия, смажьте обожженное место мазью от ожога или вазелином. Можно присыпать ожог питьевой содой и забинтовать.

4. При попадании кислоты или щелочи в глаза необходимо промыть их большим количеством воды, а затем промыть разбавленным раствором питьевой соды (при попадании кислоты) или 1 % раствором борной кислоты (при попадании щелочи).



После ознакомления с правилами техники безопасности при работе в химической лаборатории каждый учащийся должен расписаться в журнале по технике безопасности.



Знаки, обозначающие правила техники безопасности

при выполнении химических опытов, их расшифровка



hello_html_mad8993d.png




Запрещается брать вещество руками

hello_html_m1f86e2ca.png



Запрещается оставлять вещества открытыми

hello_html_m44c5dde4.png


Едкое вещество-кислота! Разрушает и раздражает кожу, слизистые оболочки.

hello_html_18702441.png


Едкое вещество-щелочь! Разрушает и раздражает кожу, слизистые оболочки.


hello_html_mba2b4c0.png



Токсичное и физиологически опасное вещество.



hello_html_m457e10aa.png


Токсичное и физиологически опасное вещество.


hello_html_7426d330.png


Токсичное и физиологически опасное вещество.


hello_html_4da41b5d.png



Токсичное и физиологически опасное вещество.


hello_html_62e8562a.png

Попавшие на кожу капли раствора кислоты немедленно смойте сильной струей воды, а затем обработайте поврежденную поверхность 2%-м раствором питьевой соды (NaHCO3).


hello_html_m7f6aa6f2.png

Попавшие на кожу капли раствора щелочи немедленно смойте сильной струей холодной воды, а затем обработайте поврежденную поверхность 2%-м раствором уксусной кислоты.


hello_html_2b57f50a.png

Определяя вещество по запаху, не наклоняйтесь к сосуду, а направляйте к себе газ рукой, не делайте глубокого вдоха

hello_html_m2db52a08.png

Пробирку закрепляйте в пробиркодержателе у отверстия.

hello_html_60dce829.png

Зажигайте спиртовку спичкой. Гасите спиртовку, накрывая пламя колпачком

hello_html_67fbf525.png

Нагревайте сначала всю пробирку или стеклянную пластину, затем, не вынимая ее из пламени, ту часть, где находится вещество.


hello_html_m5723edcc.png

Нагревайте вещества в верхней части пламени, так как она самая горячая.


hello_html_m48a877df.png

Используйте для удерживания нагреваемых предметов (фарфоровой чашки, металлической, стеклянной и фарфоровой пластинок) тигельные щипцы.


hello_html_m1400ba41.png

Используйте шпатель для твердых веществ

hello_html_3bfbd7bf.png

Перемешивание растворов в пробирке проводите быстрым энергичным встряхиванием или постукиванием.


hello_html_m1199c94f.png

Для перемешивания веществ в химическом стакане используйте стеклянную палочку, на которую надет небольшой отрезок резиновой трубки, совершая ею круговые движения, чтобы не разбить дно сосуда.






Практическая работа №1

«Изготовление моделей молекул некоторых органических и неорганических веществ. Очистка веществ фильтрованием и дистилляцией. Очистка веществ перекристаллизацией»

РАБОТА № 1

Цель: Развитие навыков пространственного изображения молекул кислорода, воды, углекислого газа ,метана, этана, этена, этина, бензола.

Задача: Закрепление знаний по теме Способы существования химических элементов «».

Оборудование: шаростержневые модели, транспортир. Учебное пособие Габриелян О.С. «Химия»


Теоретические основы


В предельных углеводородах (алканы) все углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp3, и образуют одинарные σ – связи. Угол связи составляет 109,28о. Форма молекул правильный тетраэдр.

В молекулах алкенов углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp2 , и образуют двойные связи σ и π – связи. Угол связи σ составляет 120о, а π – связь распологается перпендикулярно связи σ. Форма молекул правильный треугольник.

В молекулах алкинов углеродные атомы находятся в состоянии гибридизации sp , и образуют тройные связи одну σ и две π – связи. Угол связи σ составляет 180о, а две π – связи распологаются перпендикулярно друг друга. Форма молекул линейная (плоская).

В молекуле бензола C6H6 шесть атомов углерода связаны σ – связью. Угол связи составляет 120о. Состояние гибридизации sp2. В молекуле образуется

6 π – связь, которая принадлежит шести атомам углерода.

Для пространственного изображения молекул органических веществ важно знать, к какому классу веществ относится соединение, угол связи, форму молекул.

Например: Метан (СH4) относится к классу алканов. Атомы находятся в состоянии гибридизации sp3, значит угол связи 109,28о, форма молекулы тетраэдр, между атомами одинарная σ – связь. Для построения молекулы шаростержневым способом нужно заготовить 4 шара из пластилина. Один шар (атом углерода) большего размера и черного цвета, а три атома (водорода) одинакового размера красного цвета. Соединить шары металическими стержнями под углом 109,28о.

Полусферическая модель атома изготавливается также только шары соединяются методом вдавливания в друг друга.


Выполнение работы


1. Изготовление моделей молекул органических веществ СH4, C2H6, C2H4, C2H2, C6H6.


1.1.Изготовление шаростержневых моделей молекул.

Шаростержневые модели изготавливаются из пластилина и металлических стержней. При изготовлении молекул необходимо знать угол связи и ее кратность.

Атом химического элемента представляется в виде шара. Атом углерода в виде шара изготавливается большего размера, чем атомы водорода и из другого цвета пластилина. Химическая связь изображается металлическими стержнями. Угол химической связи измеряется траспортиром.


1.2.Изготовление полусферических моделей

Полусферические модели изготавливаются из пластилина. Сначала заготавливаются шары для атомов углерода и водорода, затем под определенным углом атомы в виде шаров соединяются друг с другом методом вдавливания. Получаются полусферы атомов.


1.3. Заполните таблицу. Зарисуйте молекулы органических веществ.

Название молекулы, структурная формула, тип связи, угол связи, тип гибридизации, пространственная форма молекулы.


Шаростержневая модель молекулы



Полусферическая модель молекулы





Контрольные вопросы

1. Какие бывают органические соединения по строению углеводородного скелета?

2. Какие бывают органические соединения по наличию функциональных групп?

3. Какие вещества называются гомологами?

4. Какие бывают пространственные формы молекул органических веществ?

5. Какой процесс называется гибридизацией?

7. Дайте понятие σ и π связи?


РАБОТА № 2


Теоретическая часть

Методы очистки и разделения веществ основаны на использовании их различий в химических и физических свойствах. Примерами подобных способов разделения являются перекристаллизация, возгонка и поглощение.

Перекристаллизация - метод очистки, основанный на использовании зависимости растворимости веществ от температуры. Обычно перекристаллизация сводится к растворению вещества в подходящем растворителе при одной температуре и последующем выделении кристаллического осадка при другой температуре, когда раствор становится пересыщенным. Пересыщение водного раствора солей можно достигнуть также путем добавления различных добавок, например, спирта.

Возгонка или сублимация - непосредственное превращение твердого вещества в пар (обычно - при нагревании) минуя жидкое состояние. В дальнейшем пар может быть сконденсирован в кристаллы на охлаждаемой поверхности. Возгонка всегда происходит при температуре ниже температуры плавления вещества.

Способностью к возгонке обычно обладают твердые вещества с молекулярной структурой (йод, нафталин, нашатырь, бензойная кислота). Очистка методом возгонки становится возможной в том случае, когда примеси не возгоняются.

Перегонка или дистилляция - метод очистки, основанный на превращении жидкости в пар с последующей конденсацией пара в жидкость. Метод обычно используют для отделения жидкости от растворенных в ней твердых веществ или других нелетучих примесей. Этим методом невозможно разделить компоненты с близкими способностями к парообразованию. Вода, полученная в результате перегонки, называется дистиллированной.

Очистка газов методом поглощения основана на способности примесей вступать во взаимодействие с веществом-поглотителем. При этом очень важно, чтобы непосредственное взаимодействие между поглотителем и самим очищаемым газом отсутствовало. При получении в аппарате Киппа углекислого газа за счет реакции взаимодействия соляной кислоты и карбоната кальция в качестве основных примесей к CO2 могут выступать газообразный хло- роводород и пары воды. Для очистки газ пропускают последовательно через промывные склянки, наполненные водой (поглощение HCl) и концентрированной серной кислотой (поглощение паров H2O).

Экспериментальная часть

Опыт 2.1. Очистка медного купороса перекристаллизацией

Предварительный расчет:

Сульфат меди обладает выраженной зависимостью растворимости в воде от температуры. В соответствии с данными Таблицы 2.1 при 20оС в 100 г насыщенного раствора содержится 17,2 г безводной соли, а при 80оС - 34,9 г CuSO4. Таким образом, при охлаждении 100 г насыщенного раствора от 80 до 20°С должен выпасть осадок, содержащий 17,7 г C11SO4. Поскольку в осадок выпадает кристаллический C11SO4X5H2O, то масса осадка в этом случае должна составить 27,7 г.

Ход эксперимента:hello_html_67b45687.png

  1. С использованием технохимических весов взяли навеску медного купороса массой 16,4 г и поместили соль в термостойкий химический стакан емкостью 50 мл.

  2. Отмерили 14,6 мл дистиллированной воды с использованием мерной пробирки и перелили воду в стакан с навеской солью.

  3. Смесь в стакане при перемешивании нагрели до кипения и добились полного растворения медного купороса.

  4. Провели пробу на хлорид-ионы. Для этого поместили в пробирку 3 капли раствора, добавили 1 каплю раствора нитрата серебра 2 капли азотной кислоты. Наблюдали появление белой темнеющей на свету мути (осадка) за счет протекания химической реакции:

5. Определили практический выход соли при очистке по формуле


Аg+(вод.) + СГ(вод.) -» AgCl(TB.)

C:\Users\9418~1\AppData\Local\Temp\FineReader11\media\image2.png



Выход





Провели пробы маточного раствора и раствора очищенной соли на присутствие хлорид-ионов. Было показано присутствие хлорид-ионов в маточном растворе и их отсутствие в растворе очищенной соли.

Вывод:

Провели очистку медного купороса методом перекристаллизации. Экспериментально показано отсутствие хлорид-ионов в очищенной соли. Практический выход очищенного продукта составил 88%.


Опыт 2.2. Очистка йода возгонкой

  1. На технохимических весах взвесили 0,3 г кристаллического йода и 0,1 г йодида калия, поместили их в термостойкий стакан для возгонки.

  2. Стакан накрыли круглодонной колбой с холодной водой.

  3. Стакан осторожно нагревали на электроплите под тягой. Наблюдали возникновение фиолетовых паров и оседание йода на стенках круглодонной колбы.

  4. После завершения возгонки нагрев прекратили, кристаллы йода осторожно перенесли на предварительно взвешенную бумагу.

  5. Определили массу йода, полученного при возгонке. Она оказалась равной 0,23 г.


Вывод:

Провели очистку йода методом возгонки. Практический выход очищенного йода составил 77%.

Опыт 2.3. Плавление йода

  1. В пробирку поместили несколько кристаллов йода и закрыли пробирку пробкой с капилляром.

  2. Нагревали пробирку на открытом огне.

  3. Наблюдали образование фиолетовых паров и жидкого йода в пробирке.

Вывод:

Экспериментально показали, что переход йода в жидкое состояние при нагревании возможен при достаточно высоком давлении его паров над конденсированной фазой.

Опыт 2.4. Очистка воды перегонкойimage3

Собрали установку для перегонки воды, схема которой приведена на рисунке

Прибор для перегонки. Цифрами обозначены:

  1. - колба Вюрца с очищаемой водой;

  2. - термометр;

  3. - холодильник Либиха;

  4. - приемник для перегнанной жидкости;

  5. - холодная вода из водопровода;

  6. - слив охлаждающей воды




  1. Нагревали воду в колбе Вюрца до кипения.

  2. Отбросили первые порции дистиллированной воды.

  3. Собрали 20 мл дистиллированной воды в коническую колбу.

  4. Провели выпаривание на стекле дистиллированной воды и обычной водопроводной воды. Обнаружили, что при выпаривании водопроводной воды остается сухой остаток (белый налет), указывающий на наличие примесей в ней. При выпаривании дистиллированной воды никакого остатка не образуется.

Вывод:

Провели очистку воды методом дистилляции. Обнаружили, что в дистиллированной воде отсутствуют примеси нелетучих веществ.


Опыт 2.5. Очистка углекислого газа

Для получения углекислого газа использовали аппарат Киппа, снаряженный кусками мрамора и 20%-ной соляной кислотой. Образование СОг происходит по реакции:

СаСОз(тв.) + 2НС1(вод.) —> СаС1г(вод.) + СОг(газ) + Н20

В качестве примесей к основному продукту могут выступать пары воды и хлороводо-

род.

  1. Получаемый в аппарате Киппа газ пропускали через воду в пробирке в течение 2 минут.

  2. Проверили наличие хлорид-ионы в полученном растворе с использованием раствора азотнокислого серебра. Наблюдали возникновение помутнения, указывающее на образование AgCl. Данный результат подтверждает присутствие HCl в газообразных продуктах реакции.

Получаемый в аппарате газ пропускали через хлоркальциевую трубку, заполненную безводным сульфатом меди (II). Наблюдали возникновение синего окрашивания твердого вещества, указывающего на наличие паров воды в газообразных продуктах реакции.

Собрали установку по получению чистого углекислого газа согласно схеме, приведенной на рисунке

  1. Экспериментально подтвердили отсутствие примесей HCl и H2O в получаемом углекислом газе.image4

Рисунок 2: Установка для получения очищенного углекислого газа.

Цифрами на рисунке обозначены: 1 - верхний резервуар; 2 - резервуар для твердого вещества; 3 - резервуар для жидкости; 4 - перетяжка; 5 - тубус; 6 - кран; 7 - кольцо; 8 - пробка для сливания жидкости; 9 - предохранительная склянка;

10 - промывная склянка с водой; 11 - промывная склянка с концентрированной серной кислотой




  1. Промыли осадок на фильтре дистиллированной водой.

  2. Определили массу полученного осадка с помощью технохимических весов. Она оказалась равной 7,3 г.


Вывод:

Провели очистку получаемого в аппарате Киппа углекислого газа методом поглощения. Экспериментально подтвердили отсутствие примесей в газообразном CO2.


Практическая работа № 2

«Получение хлороводорода и соляной кислоты, их свойства. Получение аммиака, его свойства»


Цель: Получить аммиак и ознакомиться со свойствами водного раствора аммиака.

Оборудование: лабораторный штатив, сухие пробирки, пробка с газоотводной трубкой, ступка, ложки для сыпучих веществ, спиртовка, спички, стакан с водой.

Реактивы: кристаллический гидроксид кальция, кристаллический хлорид аммония, раствор соляной кислоты, раствор ф – ф.

ТБ:

Ход работы


Что делали

Что наблюдали

Уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде

Выводы.


1.Получение аммиака и исследование его физических свойств.


Получаем аммиак нагреванием смеси гидроксида кальция и хлорида аммония в пробирке 

http://him.1september.ru/2003/38/stativ.gif


Собираем аммиак в пробирку дном ...



Разрыхление реакционной массы.
Образование тумана.
Индикаторная бумага окрасилась в ...



О выделении какого газа свидетельствуют наблюдения ?

Написать уравнение реакции:

Ca(OH)2 + NH4Cl   =   ... + NH3↑ + ...





Физические свойства аммиака: ......... Аммиак ... воздуха, поэтому сухая пробирка – приемник находится дном... .


Mr(NH3) = ...


hello_html_410c4c6d.gif= ...

2. Исследование химических свойств аммиака

1. Растворение аммиака в воде.

.Изучение кислотно-основных свойств водного раствора аммиака.



3. Взаимодействие с кислотами:




Сняв с газоотводной трубки прибора пробирку,  помещаем её в химический стакан с водой.

Убираем из стакана пробирку и в образовавшийся раствор добавляем фенолфталеин .





В стакан с водным раствором аммиака в присутствии фенолфталеина вливают 1мл раствора серной кислоты




Пробирка наполняется водой.



Раствор приобретает ...




Написать уравнение реакции, назвать образующееся вещество:

NH3 + H2O     









NH4OH + ...  = ...  + ...

NH4OH + H+ + ...  =  NH4+ + ... + ...

NH4OH + H+ = NH4+ + H2O




Аммиак ... растворим в воде . Продукт взаимодействия аммиака с водой называется ... . Относится к классу ... . Механизм образования химической связи в катионе ... . Тип реакции ... .





Почему исчезла первоначальная окраска раствора?

Название продукта взаимодействия гидроксида аммония с соляной кислотой ... . К какому классу относится продукт реакции? ...

Тип реакции ...

4. Окислительно-восстановительные свойства аммиака



На основе электронного баланса написать уравнение реакции, определить окислитель и восстановитель:


а) Горение аммиак без катализатора


б) Горение аммиак в присутствии катализатора


Какие вещества образуются в процессе горения аммиака а) без катализатора; б) в присутствии катализатора?

Вывод:


Задания.

1) Какая масса хлорида аммония получится при взаимодействии 3 моль аммиака с соляной кислотой?

2) Какой объем кислорода потребуется для сжигания 34 г аммиака?

3) Закончите уравнения химических реакций, дайте названия продуктам реакций:

а) NH3 + HNO3 =...

 

б) NH3 + H2SO4 = ...

в) NH3 + H2SO4 = ...

избыток

г) NH3 + H3PO4= ...



Практическая работа № 3

«Получение гидроксидов алюминия и цинка; исследование их свойств. Получение и исследование свойств оксидов серы, углерода, фосфора»


«Получение Zn(OH)2 и изучение его свойств»

Цель работы: получить гидроксид цинка и провести опыты, подтверждающие его свойства

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, гидроксид натрия, хлорид цинка, серная кислота.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Неорганических соединений известно около 300 тысяч, их можно разделить на три важнейших класса – оксиды, гидроксиды и соли.

Оксиды – продукты соединения элементов с кислородом. Различают солеобразующие и несолеобразующие оксиды, а также пероксиды, которые по свойствам относятся к солям пероксида водорода H2O2. Пероксиды образуют щелочные (Li, Na, K, Rb, Cs ) и щелочноземельные (Ca, Sr, Ba) металлы, в них атомы кислорода связаны между собой ковалентной связью (например, K2O2: KOOK) и легко разлагаются с отщеплением атомарного кислорода, поэтому пероксиды являются сильными окислителями. Несолеобразующих оксидов немного (например, CO, NO, N2O), они не образуют солей ни с кислотами, ни с основаниями. Солеобразующие оксиды подразделяют на основные, кислотные и амфотерные.

Основные оксиды образуют металлы с низшими степенями окисления +1, +2 , их гидратами являются основания. Хорошо растворимые в воде основания щелочных металлов называются щелочами. Основания щелочно-земельных металлов (Ca, Sr, Ba) также образуются при растворении в воде соответствующих оксидов, но их растворимость меньше, к щелочам приближается только гидроксид бария Ba(OH)2. Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами и кислотами, образуя соли:

CaO + CO2 = CaCO3; CuO + 2 HCl = CuCl2 + H2O.

Кислотные оксиды образуют неметаллы (B, C, N, P, S, Cl и др.), а также металлы, расположенные в побочных подгруппах больших периодов, образующие соединения высших степеней окисления +5, +6, +7 (V, Cr, Mn и др.). Гидратами кислотных оксидов являются кислоты. Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами и основаниями:

SO2 + Na2O = Na2SO3; N2O5 + 2 NaOH = 2 NaNO3 + H2O.

Амфотерные оксиды образуют металлы главных и побочных подгрупп средних степеней окисления +3, +4 (Al, Cr, Mn, Sn и др.), иногда +2 ( Sn, Pb) , их гидраты проявляют как основные, так и кислотные свойства. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами, так и с основаниями:

Cr2O3 + 6 HCl = 2 CrCl3 + 3 H2O; Cr2O3 + 2 NaOH = 2 NaCrO2 + H2O

Оксиды можно получить реакцией соединения элемента с кислородом:

2Mg + O2 = MgO, 4P + 5O2 = 2 P2O5

или реакцией разложения сложного вещества: CaCO3 = CaO + CO2,

2 Zn(NO3)2 = 2 ZnO + 4 NO2 + O2.


Гидроксиды – продукты соединения вные (основания), кислотные (кислоты) и

оксидов с водой, различают осно амфотерные (амфолиты) гидроксиды.

Основания при диссоциации в растворе в качестве анионов образуют только гидроксид – ионы: NaOHNa + + OH .

Кислотность основания определяется числом ионов OH . Многокислотные основания диссоциируют ступенчато: Ca(OH)2 ↔ (CaOH)+ + OH , (CaOH)+Ca2+ + OH .

Водные растворы хорошо растворимых оснований (щелочей) изменяют окраску индикаторов: в щелочных растворах фиолетовый лакмус синеет, бесцветный фенолфталеин становится малиновым, метиловый оранжевый – желтым.

Основания реагируют с кислотами, образуя соли и воду: NaOH + HCl = NaCl + H2O.

Если основание и кислота взяты в эквимолярных отношениях, то среда становится нейтральной, а такая реакция называется реакцией нейтрализации.

Многие нерастворимые в воде основания при нагревании разлагаются:

Cu(OH)2 = CuO + H2O.

Щелочи получают растворением оксидов в воде: Na2O + H2O = 2 NaOH.

Нерастворимые в воде основания обычно получают действием щелочей на растворимые соли металлов: CuSO4 + 2 NaOH = Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4.


Ход работы:

  1. Получение. В две пробирки налейте по 1 мл хлорида цинка и прилейте несколько капель гидроксида натрия. Пробирки встряхните. Что наблюдаете?

  2. К одной пробирке с гидроксидом цинка прилейте несколько капель раствора кислоты, к другой – несколько капель раствора щелочи. Пробирки встряхните. Что наблюдаете?

  3. Результаты проведенных опытов запишите в таблицу, сделайте вывод.


Образец выполнения работы


Что делали?

Что наблюдали?

Выводы

В 2 пробирки с хлоридом цинка прилили гидроксид натрия

образование студенистого осадка

ZnCl2 + 2NaOH=Zn(OH)2↓+ 2NaCl

В пробирку с гидроксидом цинка прилили серную кислоту

осадок растворился

Zn(OH)2 + H2SO4=ZnSO4 + 2H2O

В пробирку с гидроксидом цинка прилили щелочь

осадок растворился

Zn(OH)2 + 2NaOH=Na2ZnO2 + 2H2O


Вывод: получили гидроксид цинка и изучили его свойства. Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства.

«Получение Аl(OH)3 и изучение его свойств»

Цель работы: получить гидроксид алюминия и исследовать его характерные химические свойства.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, растворы сульфата алюминия, гидроксида натрия и соляной кислоты.

Ход работы:.

  1. В две пробирки налейте по 1 мл раствора сульфата алюминия и по каплям прилейте раствор щелочи до образования студенистого осадка.

  2. В одну пробирку добавьте раствор кислоты, в другую – раствор щелочи. Встряхните пробирки. Что наблюдаете?

По итогам проведенных опытов заполните таблицу, сделайте вывод.


Образец выполнения работы


Порядок выполнения работы

Химизм процесса

1. В две пробирки с сульфатом алюминия по каплям прилили раствор гидроксида натрия. Наблюдаю образование студенистого осадка

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 3Na2SO4 + 2Al(OH)3

2. В пробирку с гидроксидом алюминия прилили соляную кислоту. Осадок растворился

Al(OH)3↓ +3 HCl = AlCl3 +3 H2O

3. В пробирку с гидроксидом алюминия прилили раствор щелочи. Осадок растворился

Al(OH)3↓ + 3NaOH = Na3AlO3 + 3H2O


Вывод: получили гидроксид алюминия и провели опыты, подтверждающие амфотерные свойства гидроксида алюминия.


«Получение оксида углерода (IV) и изучение его свойств»


Цель: Получить оксида углерода (IV) и изучение его свойства.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, прибор для получения газов, мел, известковая вода (р-р гидроксида кальция), раствор соляной кислоты, индикатор, лучина

ТБ:

Ход работы

и цель опыта

Ход опыта

Наблюдения.

Уравнения реакций. Выводы.


1.Получить оксид углерода (IV) и изучить его физических свойств.


hello_html_m1f656e78.jpg













Наблюдения :

Написать уравнение реакции:

CaСO3 + HCl   =   ... + СO2↑ + ...

Физические свойства углекислого газа: ..........

hello_html_5820e5e8.gif= ...

Оксид углерода (IV) ... воздуха, поэтому собираем методом вытеснения....; приемник находится дном... .


Горящая лучина в атмосфере углекислого газа ..., следовательно, оксид углерода (IV) - газ, который не поддерживает ...

2. Исследование химических свойств оксид углерода (IV). 2.1. Изучение кислотно-основных свойств водного раствора оксида углерода (IV).



2.2. Взаимодействие известковой водой






В стакан с водным раствором СО2 добавляем лакмус





Конец газоотводной трубки помещаем в пробирку с известковой водой и пропускаем через нее углекислый газ

Изображение 009


Продолжаам пропускать углекислый газ через мутную смесь до полного осветления раствора





Лакмус окрасился в ... цвет.

СО2 + H2O     


Вывод: оксида углерода (IV) - ... оксид, при взаимодействии с водой образует ... кислоту.


Наблюдения:

Ca(OH)2  + CO2(недост.)  = ... ↓ + ....




Нерастворимый карбонат превращается в растворимый гидрокарбонат при пропускании через раствор избытка углекислого газа.

CaCO3 + CO2 + H2O ↔ Ca(HCO3)2

Вывод: качественной реакцией на углекислый газ является его взаимодействие с ... ... .

4. Окислительно-восстановительные свойства .

В стакан с углекислым газом вносим горящий магний

Наблюдения:

CO2 + Mg =

Вывод: при взаимодействии с активными металлами оксид углерода (IV) является ...

Вывод: 1.Какая реакция лежит в основе получения оксид углерода (IV)? 2.Перечислите физические свойства углекислого газа, которые наблюдались  во время его получения.3. Поясните, какое свойство углекислого газа лежит в основе его определения с помощью зажженной лучины. 4. Объясните, в чем заключается качественная реакция на углекислый газ?

См.: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/7e9f098a-ef45-7042-0034-655dd3a53f6f/index.htm

Проверь себя: http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/7e9f098a-ef45-7042-0034-655dd3a53f6f/index.htm



«Получение и исследование свойств оксидов фосфора»


Опыт 2. Получение и свойства оксидов фосфора.

В металлическую ложечку с длинной ручкой поместить около 0,5 г красного фосфора. Осторожно поджечь фосфор в пламени спиртовки. Ложечку с горящим фосфором быстро поместить в колбу с водой, которую прикрыть стеклянной воронкой. При взбалтывании колбы наблюдать растворение белого оксида фосфора в воде. Затем:

  • охарактеризовать внешний вид красного фосфора;

  • отметить, как протекает реакция;

  • охарактеризовать внешний вид продуктов реакции;

  • составить уравнения реакций горения фосфора,

P+O2(недост.)→…;

Р+О2(изб.)→… .


Опыт 3. Взаимодействие оксидов фосфора с водой. Получение раствора ортофосфорной кислоты.

Обмыть стеклянную воронку и стенки стакана (опыт 2) дистиллированной водой. Добавить индикатор – метиловый оранжевый:

  • охарактеризовать растворимость оксидов фосфора;

  • составить уравнения реакции оксидов фосфора с водой:

P2O5+H2O→…;

P2O3+H2O→…;

  • объяснить изменение окраски раствора и какая среда (кислая, нейтральная или щелочная) в полученном растворе;

  • составить уравнения электролитической диссоциации ортофосфорной кислоты:

1 ст. – H3PO4↔…;

2 ст. – H2PO4-↔…;

  • ст. – HPO42-↔…;

  • составить выражения для констант диссоциации (К1; К2; К3), привести значения констант (таблица);

  • в каком направлении смещены равновесия диссоциации первой, второй и третьей стадии;

  • какая стадия диссоциации осуществляется лучше;

  • назвать все полученные соединения и ионы, содержащие фосфор;

  • охарактеризовать кислотно-основные свойства оксидов фосфора и ортофосфорной кислоты.



«Получение оксида серы и изучение его свойств»


Из соединений серы со степенью окисления +4 наибольшее значение имеет оксид серы (IV). SO2 (сернистый газ) – бесцветный газ с характерным запахом, ядовит, химически активен. SO2 хорошо растворим в воде, при этом частично происходит реакция с водой и образуется сернистая кислота. Н2SO3 неустойчива, в свободном состоянии не выделена, относится к кислотам средней силы. Сернистая кислота и ее соли (сульфиты) обладают окислительными и восстановительными свойствами, причем последние выражены сильнее.


Решите задачи:


  1. Какой объем диоксида серы SO2 при нормальных условиях можно получить при сжигании серы массой 500 г? (Ответ: 350 л).

  2. Привести примеры уравнений реакций (не менее двух на каждый случай) получения SO2, которые:

а) сопровождаются изменением степени окисления серы;

б) не сопровождаются изменением степени окисления серы.

  1. Написать уравнение реакции получения сернистого газа (SO2) из железного колчедана (FeS2). Рассчитать объем SO2 (условия нормальные), который получится при окислении 1,5 кг железного колчедана. (Ответ: 560 л).






Практическая работа № 4

«Ознакомление с коллекцией удобрений и пестицидов. Ознакомление с образцами средств бытовой химии и лекарственных препаратов»


Цели:

  1. Ознакомление с химическим составом и инструкциями по применению важнейших лекарственных препаратов и материалов;

  2. Ознакомление с составом и применением некоторых химических средств санитарии и гигиены;

  3. Научиться по простейшим реакциям определять вид минеральных удобрений, описывать внешний удобрения.


Теоретический минимум

Минеральные удобрения имеют самое большое количество наименований среди прочих видов. Такое разнообразие объясняется их специализацией. В разный период роста растений им требуются различные виды питательных элементов. Например, в период роста растений им требуется больше азота, а в период цветения и плодоношения – фосфор и калий. То есть при помощи минеральных удобрений мы можем дать растению именно то, что ему необходимо и в нужный период. В зависимости от того, какой элемент преобладает в данном минеральном удобрении, они делятся на азотные, калийные, фосфорные и комплексные. Минеральные удобрения могут применяться как в виде раствора (его следует готовить непосредственно перед использованием), так и в твердом виде ( вносится прямо в почву).

Азотные удобрения

К азотным удобрениям относятся: 
- аммиачная селитра (другие названия – нитрат аммония или азотнокислый аммоний) 
- сульфат аммония (сернокислый аммоний) 
- мочевина (карбамид) 
- натриевая соль (нитрат натрия или азотнокислый натрий) 
- кальциевая селитра (азотнокислый кальций или нитрат кальция) 
- сульфонитрат аммония (монтан-селитра или лейна-селитра) 
- хлористый аммоний 
- цианамид кальция и др. 

Каждый из них по-своему влияют на почву и растения и дают свои побочные эффекты, что крайне важно учитывать при их применении. 
Аммиачная селитра, сульфат аммония, сульфонитрат аммония и хлористый аммоний делают почву более кислой. 
Натриевая соль, кальциевая селитра и цианамид кальция увеличивают щелочность почвы. Цианамид кальция к тому же довольно ядовит и не годится для подкормки, в почву его нужно вносить с осени.

Фосфорные удобрения

К фосфорным удобрениям относятся простой и двойной суперфосфат, термофосфат, фосфоритная и костная мука, томасшлак, преципитат. 
Фосфорные удобрения применяются в качестве как основных, так и для подкормки.

Калийные удобрения.

К калийным удобрениям относятся калийная соль, хлористый калий, хлорид калия, сульфат калия, калийная соль, сульфат калия-магния (калимагнезия), поташ (калий углекислый), сильвинит, каинит. 
Калийные удобрения хорошо растворяются в воде и могут применяться на любых почвах. Так как во многих калийных удобрения присутствует хлор, то для засоленных почв и чувствительных к хлору растений лучше применять сернокислый калий.

Комплексные удобрения

Комплексными называются минеральные удобрения, в которых содержатся два или три элемента NPK. К ним относятся нитрофоска, аммофосы, нитроаммофоска, калийная селитра и древесная зола. 


Ход работы

  1. Ознакомиться с составом и правилами пользования домашней аптечкой, признаками пригодности ее составляющих к использованию. Получить представление о составе, свойствах и применении.

Работа выполняется на сайте виртуальной химической лаборатории: http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=267:2009-11-14-22-37-18&catid=57:2009-11-14-21-25-00&Itemid=108

  1. Ознакомиться с составом, свойствами и применением стиральных порошков, моющих и чистящих средств.

Работа выполняется на сайте виртуальной химической лаборатории:

http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=269:2009-11-14-22-37-18&catid=57:2009-11-14-21-25-00&Itemid=108

  1. Ознакомиться с внешним видом, составом и свойствами минеральных удобрений:


Задание № 1. Определение удобрений по внешнему виду.

  1. По внешнем признакам удобрений (цвет, консистенция, слеживаемость) опишите предложенные вам удобрения.

  2. Заполните таблицу.


пробирки с удобрениями

цвет

консистенция

слеживаемость

1




2




3





Задание № 2. Растворимость удобрений в воде.

  1. По 1 г предложенных вам удобрений насыпьте в пробирку, добавьте в пробирку 5 мл воды. Хорошо перемешайте. В воде хорошо растворяются азотные и калийные удобрения.

  2. С теме образцами, которые хорошо растворяются в воде необходимо проделать следующие опыты.

    1. К 2 г удобрения добавьте 10 мл воды., хорошо перемешайте. (исходная проба)

    2. Проба на аммиак:

- к 2 мл исходного раствора добавьте 1-2 мл щелочи и подогрейте. Запах аммиака указывает на принадлежность к азотным удобрениям.

- к 2-3 мл исходного раствора добавьте AgNO3, если выпадет творожный белый осадок, то это калийные хлорсодержащие удобрения, а если появился желтый цвет, то это аммофос.

hello_html_6215f81.gif


Сделайте вывод.



Практическая работа № 5

«Обнаружение углерода и водорода в органическом соединении. Обнаружение галогенов (проба Бейльштейна)»

Цель:

    • научить определять углерод, водород, хлор в органических соединениях;

    • познакомить с качественными реакциями непредельных углеводородов.

Реактивы: мпарафин, оксид меди (II), сульфат меди (II), известковая или баритовая вода, медная проволока, хлороформ, гексан, гексен-1, 5%-й спиртовой раствор фенилацетилена, толуол, раствор перманганата калия, карбонат натрия, бромная вода, аммиачный раствор хлорида меди (I).

Посуда и оборудование: лабораторный штатив, штатив для пробирок, пробирки, пробка с газоотводной трубкой, спиртовка, спички.


Обнаружение углерода и водорода


Присутствие углерода в органических соединениях в большинстве случаев можно обнаружить по обугливанию вещества при осторожном его прокаливании.


Наиболее точным методом открытия углерода и одновременно с ним водорода является сожжение органического вещества в смеси с мелким порошком
 оксида меди. Углерод образует с кислородом оксида меди(П) углекислый газ, а водород — воду. Оксид меди восстанавливается до металлической меди, например:


С13Н28 + 40СuО —> 13С02 + 14Н20 + 40Сu


Ход работы


Опыт № 1 Определение углерода и водорода в органическом соединении (парафин)


Соберите прибор, как показано на рисунке 44. Смесь 1—2 г оксида меди(II) и -0,2 г парафина хорошо перемешайте и поместите на дно пробирки. Сверху насыпьте еще немного оксида меди(II). В верхнюю часть пробирки введите в виде пробки небольшой кусочек ваты и насыпьте на нее тонкий слой белого порошка безводного сульфата меди(II). Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. При этом конец трубки должен почти упираться в комочек ваты с сульфатом меди(II). Нижний конец газоотводной трубки должен быть погружен в пробирку с баритовой водой (раствор гидроксида бария) или известковой водой (раствор гидроксида кальция). Нагрейте пробирку в пламени горелки. Если пробка плотно закрывает пробирку, то через несколько секунд из газоотводной трубки начнут выходить пузырьки газа. Как только баритовая вода помутнеет, пробирку с ней следует удалить и продолжать нагревание, пока пары воды не достигнут белого порошка сульфата меди(ІІ) и не вызовут его посинения.


После изменения окраски сульфата меди(ІІ) следует прекратить нагревание.


  1. Почему помутнел раствор баритовой воды? Напишите уравнение реакции.

  2. Почему белый порошок сульфата меди(ІІ) стал голубым? Напишите уравнение реакции.



Качественный анализ органических соединений




Опыт № 2 Обнаружение галогенов (проба Бейльштейна)


Галогены можно обнаружить при помощи реакции окрашивания пламени, предложенную русским химиком Ф. Ф. Бейльштейном.

Для проведения опыта требуется медная проволока длиной около 10 см, загнутая на конце петлей и вставленная другим концом в небольшую пробку (рис. 45).


Держа за пробку, прокалите петлю проволоки до исчезновения посторонней окраски пламени. Остывшую петлю, покрывшуюся черным налетом оксида меди(ІІ), опустите в пробирку с хлороформом, затем смоченную веществом петлю вновь внесите в пламя горелки. Немедленно появляется характерная зеленовато-голубая окраска пламени, так как образующиеся при сгорании летучие галогениды меди окрашивают пламя горелки.


Выводы:

обнаружив образовавшиеся в результате реакции углекислый газ и воду, вы установили в исследованном веществе наличие углерода и водорода. Так как эти элементы не содержались в добавленном оксиде меди(ІІ), то они могли находиться только во взятом для анализа органическом веществе.



Практическая работа № 6

«Получение метана и изучение его свойств: горения, отношения к бромной воде и раствору перманганата калия»

Зафиксируйте в тетради каждый опыт по алгоритму:

  • записать название опыта;

  • открыть по ссылке электронный ресурс;

  • ознакомиться с описанием опыта, кратко записать ход опыта и уравнение реакции;

  • просмотреть видеоролик, записать признаки реакции;

  • сделать вывод о реакционной способности вещества или о способах получения.


Опыт 1. Получение метана

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ceac7808-399a-9ac6-db56-7ed204f861fa/index.htm


Опыт 2. Горение метана

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/5e8f612a-b762-9f6b-de63-c5dc1d3e64c5/index.htm

Опыт 3. Отношение метана к раствору перманганата калия и бромной воде http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/73ccda2d-12a7-ccd3-233c-1ec5450c05f0/index.htm

Сделайте вывод о химической активности алканов - предельных углеводородов.

Ответьте на вопросы:


Какие реакции являются качественными реакциями на непредельные углеводороды.




Практическая работа № 7

«Получение этилена дегидратацией этилового спирта. Взаимодействие этилена с бромной водой, раствором перманганата калия. Сравнение пламени этилена с пламенем предельных углеводородов (метана, пропан-бутановой смеси)»


Цель работы: научиться получать этилен в лаборатории и проводить качественные реакции на непредельные углеводороды этиленового ряда.


Запишите в тетради тему практической работы. Затем последовательно зафиксируйте в тетради каждый опыт по алгоритму:

  • записать название опыта;

  • открыть по ссылке электронный ресурс;

  • ознакомиться с описанием опыта, кратко записать ход опыта и уравнение реакции;

  • просмотреть видеоролик, записать признаки реакции;

  • сделать вывод о реакционной способности вещества или о способах получения.


Опыт 1. Поучение этилена из этилового спирта

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/e659f378-5a0f-07e2-5491-fe1ca9d05442/index.htm

Опыт 2. Горение этилена

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/80d12abd-df02-dd41-7770-f1cd1f794ccf/index.htm

Опыт 3. Взаимодействие этилена с бромной водой

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/e920f54f-3088-7973-829d-909ad427fbc8/index.htm

Опыт 4. Взаимодействие этилена с раствором перманганата калия

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/a2fde3eb-37b0-b327-af25-099e3fa00573/index.htm

Сделайте вывод о реакционной способности алкенов.

Вывод:

  1. При взаимодействии этилена с бромной водой, красно-бурый раствор бромной воды обесцвечивается. Эта реакция является качественной на двойную связь.

  2. При окислении этилена водным раствором перманганата калия образуется этиленгликоль. Заметно, что фиолетовая окраска раствора исчезает. Реакция является качественной на двойную связь.

  3. В отличие от метана этилен горит светящимся пламенем, что обусловливается повышенным содержанием углерода.


Ответьте на вопросы:

  1. Что общее и в чем отличие химических свойств метана (алкан) и этилена (алкен)?

  2. Задание:

Смесь этана и этилена объёмом 0,8 л (н.у.) обесцветила 200 г бромной воды с массовой долей 1,6%. Определите объёмную долю каждого газа в смеси.




Практическая работа № 8

«Изучение растворимости спиртов в воде. Окисление спиртов различного строения хромовой смесью. Получение диэтилового эфира. Получение глицерата меди»


Цель: Изучить растворимость спиртов в воде. Провести реакции окисления спиртов различного строения хромовой смесью, получить диэтиловый эфир и глицерат меди.

Ход работы


Опыт № 1 Растворимость спиртов в воде


В отдельные пробирки прилейте по 1—2 мл этилового и изоамилового (изопентилового) спиртов. Добавьте к ним по 2—3 мл воды и взболтайте. Отметьте, что этиловый спирт полностью растворился в воде, а изоамиловый спирт отделяется при отстаивании в виде маслянистого слоя над водой.

Вопросы к опыту:


1.    В чем причина различного «поведения» спиртов в воде?
2.    Почему изоамиловый спирт отслаивается над водой, а не наоборот?
3.    Какие органические жидкие вещества при смешивании с водой будут отслаиваться над водой?

Опыт № 2 Получение глицерата меди


В пробирку налейте около 1 мл 10% -ного раствора сульфата меди(II) и добавьте немного 10% -ного раствора гидроксида натрия до образования голубого осадка гидроксида меди(II).

К полученному осадку добавьте по каплям глицерин. Взболтайте смесь. Отметьте превращение голубого осадка в раствор темно-синего цвета.


Вопросы к опыту:


1.    Какая реакция лежит в основе получения гидроксида меди(II)? Напишите уравнение этой реакции.
2.    Почему при добавлении глицерина к осадку гидроксида меди(II) осадок растворяется? С чем связано интенсивное окрашивание раствора? Напишите уравнение реакции взаимодействия глицерина с гидроксидом меди(II).
3.    Будут ли этиловый и изоамиловый спирты реагировать с гидроксидом меди(II)?

Опыт № 3 Окисление этилового спирта хромовой смесью


В пробирке смешайте 2 мл 5% -ного раствора дихромата калия, 1 мл 20%-ного раствора серной кислоты и 0,5 мл этилового спирта. Отметьте цвет раствора. Осторожно нагрейте смесь на пламени горелки до начала изменения цвета. При этом ощущается характерный запах уксусного альдегида, образующегося в результате реакции.

Вопросы к опыту:


1.    Почему цвет раствора меняется с оранжевого до синевато-зеленого? Напишите уравнение реакции окисления этилового спирта.
2.    Можно ли заменить серную
 кислоту в данной реакции на соляную?




Практическая работа № 9

«Изучение восстановительных свойств альдегидов: реакция «серебряного зеркала», восстановление гидроксида меди (II). Взаимодействие формальдегида с гидросульфитом натрия»


Цель работы: закрепить знания о свойствах альдегидов и с помощью качественных реакций распознавать альдегиды среди органических соединений.

Оборудование и реактивы приведены после условия каждого этапа  работы.

Правила техники безопасности

Осторожно обращайтесь с химическим оборудованием!

http://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m3a0b4c34.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m7264afc1.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m4719bc4a.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m698b97bb.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m6fded2d0.png

http://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m709cb3d3.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_6591188e.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m64198fde.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m7dd8f030.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m13c26589.pnghttp://oo1f.mail.yandex.net/static/38e3ef4c1e214318a697de1b6359d5ab/tmpFwGNxl_html_m6c3cd6c6.png


Ход работы:


Опыт №1. Реакция «серебряного зеркала».


Оборудование: штатив с пробирками, спиртовка, спички.

Реактивы:  10%-ный раствор NaOH , CuSO4, NH4OH AgNO3,формалин.



В пробирку налейте 2 мл раствора формалина и добавьте несколько капель аммиачного раствора нитрата серебра.

Пробирку нагрейте до появления серебра на стенках пробирки.

Запишите уравнение реакции.


Опыт № 2.Взаимодействие этаналя с гидроксидом меди (II).


Оборудование: штатив с пробирками, спиртовка, спички.

Реактивы:  10%-ный раствор NaOH , CuSO4, этаналь.


1.Налейте в пробирку 1 мл раствора этаналя и столько же раствора гидроксида натрия.

2. Затем добавьте несколько капель раствора сульфата меди (II). Пробирку с полученным раствором нагрейте. Что наблюдаете?

3.Напишите уравнение реакции между сульфатом меди (II) и гидроксидом натрия. Напишите уравнение реакции взаимодействия этаналя с полученным раствором гидроксидом меди (II).

Вывод: Как обнаружить альдегиды?


Опыт №3. Окисление бензальдегида кислородом воздуха.


Оборудование: часовое или предметное стекло.

Реактивы:  10%-ный раствор бензойного альдегида.


1.На предметное стекло поместите 2 капли бензальдегида и оставьте на 30 минут. Наблюдайте образование белых кристаллов по краям капли. Происходит реакция окисления альдегида и образуется бензойная кислота. Запишите уравнение реакции.


Вывод: До каких продуктов окисляются альдегиды?


Опыт № 4. Получение ацетона из ацетата натрия.


Оборудование: штатив с пробирками, спиртовка, спички.

Реактивы: крист.ацетат натрия- СН3СООNa, конц. раствор HCI, Н2О.


1.В пробирку поместите порошок ацетата натрия и укрепите в лабораторном штативе. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в пробирку с водой.

2.Пробирку с ацетатом натрия нагрейте на спиртовке и наблюдайте выделение газа в пробирке с водой. Чувствуется своеобразный запах ацетона.

3.После нагревания в пробирку, где был ацетат натрия, прилейте две – три капли конц. раствора HCI. Наблюдайте выделение газообразного вещества. Определите этот газ. Запишите уравнения реакций.


Вывод: Как можно в лаборатории получить ацетон?



Запишите общий вывод по работе.






Практическая работа № 10

«Растворимость различных карбоновых кислот в воде. Взаимодействие уксусной кислоты с металлами. Получение изоамилового эфира уксусной кислоты. Сравнение степени ненасыщенности твердого и жидкого жиров. Омыление жира. Получение мыла и изучение его свойств: пенообразования, реакций ионного обмена, гидролиза, выделения свободных жирных кислот»


Цель работы:

  1. Получить уксусную кислоту и изучить её свойства; закрепить знания о карбоновых кислотах, сложных эфирах и жирах.

  2. Изучить некоторые физические и химические свойства жиров.

  3. Получить сложные жиры карбоновых кислот и исследовать их физические свойства.

  4. Сравнить свойства мыла и синтетических моющих средств.

  5. Получить этиловый эфир уксусной кислоты, исследовать его физические свойства.

Реактивы и оборудование: 

  1. ацетат натрия, серная кислота (конц.), уксусная кислота, магний (порошок), цинк, гидроксид натрия, карбонат натрия, фенолфталеин, универсальная индикаторная бумага, прибор для получения  и собирания кислоты, спиртовка, пробирку, вата, спички. 

  2. спиртовка, водяная баня, колба с обратным холодильником, стеклянная палочка, химические стаканы; твердый жир, 15 % спиртовой раствор щелочи, этиловый спирт, концентрированная уксусная кислота, концентрированная серная кислота, раствор растительного масла (2 капли масла на 1 мл гексана или очищенного керосина), бромная вода, насыщенный раствор поваренной соли, 5 % раствор соды, раствор мыла, раствор белка, бензин, толуол, 5 % раствор КОН, 5 % раствор Na2CO3.

  3. конические колбы с пробками, мерные цилиндры, навески мыла и синтетического моющего средства, пробирки, разбавленные растворы соляной или серной кислот, раствор гидроксида натрия или калия, раствор ацетата свинца, сульфат меди (II), фенолфталеин, жесткая вода.

  4. металлический штатив, спиртовка, газоотводная трубка с пробкой, пробирки, химический стакан, ватный тампон, тертый кирпич; смесь этилового спирта, уксусной кислоты и серной кислоты (на один объем спирта один объем концентрированной серной кислоты и один объем концентрированной уксусной кислоты), насыщенный раствор хлорида натрия, кусочки льда.


Ход работы

    1. Напишите возможные изомеры для соединений с формулой С5Н10О2

    2. С какими из перечисленных веществ будет реагировать уксусная кислота: оксид магния, гидроксид алюминия, сульфат бария, карбонат калия, формиат натрия, цинк? Запишите уравнения возможных реакций.

    3. Как осуществить превращения: этан – этилен – ацетилен – ацетальдегид – уксусная кислота – метиловый эфир уксусной кислоты.

    4. Олеиновая кислота + Бромная вода =?

    5. Запишите уравнение этерификации пропанола и масляной кислоты.

    6. Напишите уравнение получения триглицерида, если в его состав входят остатки пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот.

    7. Что такое мыло и какая реакция лежит в основе его производства? Напишите уравнение реакции.


Внимание!!! Работа с кислотами!! Соблюдайте ТБ! 


Опыт 1. Получение уксусной кислоты.

В пробирку с ацетатом натрия прибавить 1- 2 мл концентрированной серной кислоты. Закрыть пробирку  пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в другую пробирку вход в пробирку прикрыть ваткой, смотрите рисунок:

Смесь в пробирке осторожно нагревайте до тех пор, пока в приёмнике – пробирке не собёрётся 1 -2 мл жидкости. Прекратите нагревание, закройте спиртовку.https://sites.google.com/site/himulacom/_/rsrc/1315460516404/zvonok-na-urok/10-klass---tretij-god-obucenia/urok-no40-prakticeskaa-rabota-no-3-polucenie-i-svojstva-karbonovyh-kislot/1.jpg

Опустите в пробирку с образовавшейся жидкости универсальную индикаторную бумагу. Как изменился цвет индикатора? Почему? Запишите уравнение диссоциации уксусной кислоты.

Опишите запах, образовавшейся жидкости? Соблюдайте осторожность при определении запаха! Составьте  уравнение данной химической реакции. 


Опыт 2. Взаимодействие уксусной кислоты с металлами. 

Посмотрите видео-опыт  «Взаимодействие уксусной кислоты с металлами» 

В  одну пробирку положите гранулу цинка, в другую порошок магния. В обе пробирки прилейте 1 мл уксусной кислоты. Что наблюдаете? Сравните скорость этих реакций? Запишите соответствующие уравнения химических реакций, назовите продукты, укажите тип реакции.


Опыт 3. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями. 

Посмотрите видео-опыт  «Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями» 

В пробирку налейте 1 мл гидроксида натрия и добавьте 1 каплю фенолфталеина. Что наблюдаете? Почему?

Затем добавьте к содержимому пробирки  уксусную кислоту. Почему происходит обесцвечивание? Запишите УХР, назовите продукты. 


Опыт 4. Взаимодействие уксусной кислоты с солями слабых неорганических кислот. 

Посмотрите видео-опыт  «Взаимодействие уксусной кислоты с карбонатом натрия» 

В пробирку налейте 1 мл карбоната натрия и по каплям добавьте уксусную кислоту. Что наблюдаете? Почему?

Запишите УХР, назовите продукты.


Опыт 5. Получение сложных жиров карбоновых кислот.

В пробирку налейте 1 мл этилового спирта, 1 мл концентрированной уксусной кислоты и 0,5-1 мл концентрированной серной кислоты. Смесь в пробирке осторожно перемешайте и нагрейте на водяной бане, не доводя до кипения. Окончание реакции определите по появлению запаха сложного эфира, отличного от запаха карбоновой кислоты и спирта, взятых для синтеза. Дайте жидкости остыть и вылейте ее в стаканчик с насыщенным раствором поваренной соли. Какой ощущается запах? Где собирается эфир? Какова его растворимость? Какую консистенцию он имеет? Для чего используется кислота в процессе синтеза сложного эфира?

Задания:

1. Составьте в структурном виде уравнение реакции получения сложного эфира, укажите условия ее протекания.

2. Опишите физические свойства полученного эфира, ответьте на вопросы, поставленные в тексте эксперимента.


Опыт 6. Омыление жиров в водно-спиртовом растворе.








Рис. 9.

Соберите прибор, как показано на рис. 9. В круглодонную колбу вместимостью 20 мл поместите 3-4 г измельченного твердого жира и налейте 8 мл 15 % спиртового раствора NaOH.

Перемешайте смесь стеклянной палочкой, колбу со смесью закройте обратным холодильником, опустите в водяную баню, закрепив в лапке штатива, нагрейте в течение 15-20 минут. Омыление жира следует проводить до тех пор, пока содержимое колбы не станет однородным. Оно обычно заканчивается образованием плотной твердой пленки на дне колбы. Затем колбу извлеките из водяной бани, дайте ей остыть, и добавьте в нее воды, хорошо взболтайте. Сравните растворимость полученного вещества с растворимостью жира, из которого оно было получено.

Задания:

1. Составьте уравнение реакции щелочного омыления твердого тристеарина, укажите условия ее протекания и наблюдения.

2. Как доказать, что продуктом данной реакции является мыло?


Опыт 7. Физические свойства жиров.

а) Растворимость жиров в различных растворителях.

В 4 пробирки поместите 1-2 капли растительного масла. Прилейте в первую пробирку 1 мл этилового спирта, во вторую – 1 мл бензина, в третью – 1 мл воды, в четвертую – 1 мл толуола.

Взболтайте содержимое пробирок и дайте постоять. В каждой ли пробирке растворился жир? Какие вещества являются хорошими растворителями жиров, а какие – плохими? Почему?

Задания:

1. Результаты эксперимента оформите в виде таблицы.

2. Сделайте вывод о растворимости жиров на основании опыта.

б) Эмульгирование жиров.

Если жиры хорошо взболтать с водой, то они образуют эмульсию, т.е. систему, в которой мелкие капельки жира взвешены в воде. Эмульсия масла в воде быстро разрушается, т.к. капельки жира, сталкиваясь друг с другом, образуют крупные капли, создающие слой жира на поверхности воды. Есть вещества, которые, адсорбируясь на поверхности капель, не дают соединиться каплям жира в более крупные, т.е. повышают устойчивость эмульсии – эмульгаторы.

В 5 пробирок налейте по 3-4 капли растительного масла. Добавьте в первую пробирку 5 мл воды, во вторую – 5 мл 5 % раствора КОН, в третью – 5 мл 5 % раствора соды, в четвертую – 5 мл раствора мыла, в пятую – 5 мл раствора белка. Сильно встряхните содержимое каждой пробирки и наблюдайте образование эмульсии.

Задания:

1. Результаты эксперимента оформите в виде таблицы.

2. Сделайте вывод об эмульгирующих свойствах различных веществ.


Опыт 8. Выделение жирных кислот.

а) Рассчитайте необходимый объем дистиллированной воды для приготовления 1 % растворов из выданных навесок мыла и синтетического моющего средства (СМС). Приготовьте растворы.

б) Налейте в пробирку 1 мл приготовленного раствора мыла и прибавьте разбавленной соляной или серной кислоты до образования хлопьев. Что собой представляет этот осадок? Проверьте, растворяется ли осадок в растворе щелочи. Объясните это явление.

Задания:

1. Составьте уравнения соответствующих реакций, запишите наблюдения.

2. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте эксперимента.


Опыт 9. Получение нерастворимых солей жирных кислот.

В две пробирки налейте по 1 мл мыльного раствора, добавьте в них соответственно растворы ацетата свинца Pb(CH3COO)2 и сульфата меди (II) CuSO4.

Задание: Объясните изменения, происходящие в каждой пробирке, запишите уравнения соответствующих реакций и наблюдения.


Опыт 10. Сравнение свойств мыла и синтетических моющих средств.

а) Влейте по 2-3 мл растворов мыла и СМС в пробирки, добавьте к ним 23 капли раствора фенолфталеина. Каков цвет раствора? Почему?

Задания:

1. Напишите уравнение реакции гидролиза мыла, запишите наблюдения.

2. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте эксперимента.

б) В 2 пробирки влейте по 4-5 мл жесткой воды, содержащей ионы Са2+ и Mg2+. В первую пробирку при встряхивании добавьте раствор мыла, во вторую – раствор синтетического моющего средства. В каком случае приходится прибавлять больше раствора до образования устойчивой пены? Какой препарат не утрачивает моющего действия в жесткой воде? Почему?

Задания:

1. Напишите уравнение реакции, происходящей в растворе мыла.

2. Запишите наблюдения явлений, происходящих в обеих пробирках, объясните их причину.

На основании проделанных опытов сделайте вывод о преимуществах и недостатках мыла и СМС.


Опыт 11. Получение этилового эфира уксусной кислоты, исследование его физических свойств.





А

Б






Рис. 10.

Соберите прибор, как показано на рис. 10. В пробирку А налейте 2 мл смеси этилового спирта, уксусной и серной кислот и для равномерного кипения жидкости добавьте немного тертого кирпича. Пробирку А с помощью пробки с газоотводной трубкой присоедините к пробирке Б. В пробирку Б налейте 23 мл насыщенного раствора хлорида натрия. Пробирку Б поместите в химический стакан с холодной водой и кусочками льда. Отверстие пробирки закройте ватным тампоном.

Реакционную смесь нагревайте в пробирке на слабом пламени спиртовки. При этом можно заметить, что в пробирке Б образуется тонкий слой эфира на поверхности раствора. Закончив нагревание, выньте ватный тампон. Ощущается ли запах эфира?

Задания: 1. Зарисуйте прибор, указав содержимое пробирок А и Б.

2. Напишите уравнение протекающей реакции, отметьте наблюдения.

3. Какова роль серной кислоты в реакции этерификации?


Все ответы на задания и результаты опытов записать в тетрадь.


Практическая работа № 11

«Реакция «серебряного зеркала» глюкозы. Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II) при различных температурах. Действие аммиачного раствора оксида серебра на сахарозу. Обнаружение лактозы в молоке. Действие йода на крахмал»


Цель работы: Исследовать химические свойства углеводов и объяснить причины, обуславливающие эти свойства.


Оборудование и реактивы: металлический штатив, спиртовка, пробирки, стеклянная палочка, химический стакан вместимостью 50 мл, электроплитка, водяная баня; 1 % раствор глюкозы, 1 % растворы сахарозы, лактозы, фруктозы; крахмал, спиртовой раствор иода, раствор сульфата меди (II), раствор гидроксида натрия (10-12 %), раствор серной кислоты (1:5), аммиачный раствор оксида серебра (I).


Ход работы:

ОПЫТ 1. Свойства глюкозы.

Внесите в пробирку 3 капли раствора глюкозы, одну каплю раствора соли меди и прибавьте при взбалтывании несколько капель гидроксида натрия до образования светло-синего раствора (щелочь должна быть в избытке). Что доказывает появление такой окраски раствора? Вспомните реакцию образования глицерата меди.

Полученный раствор нагрейте. Что наблюдается? Наличие какой функциональной группы в молекуле глюкозы подтверждает этот опыт?


Задания:

1. Напишите уравнение реакции взаимодействия глюкозы с гидроксидом меди (II) при комнатной температуре. Укажите наблюдения. На наличие каких функциональных групп указывает эта реакция?

2. Напишите уравнение реакции взаимодействия глюкозы с гидроксидом меди (II) при нагревании. Что наблюдается? Наличие какой функциональной группы в молекуле глюкозы подтверждает этот опыт?


ОПЫТ 2. Взаимодействие сахаров с гидроксидом меди (II).

Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров.

К 2 мл раствора сахара добавьте 1 мл разбавленного раствора щелочи и 34 капли раствора сульфата меди (II). Встряхните пробирку и перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой до растворения осадка. Жидкость при этом окрашивается в интенсивно-синий цвет.

Затем поместите все пробирки в нагретую водяную баню. Если сахар окисляется, то, вынув пробирку через 2-3 минуты, вы увидите изменения окраски и появление красного или коричневого осадка.


Задание: Заполните следующие таблицы:


Результаты опыта, проведенного при нормальных условиях


Углевод

Что наблюдается?

Как объясняется?





Результаты опыта, проведенного при нагревании


Углевод

Что наблюдается?

Как объясняется?






ОПЫТ 3. Взаимодействие сахаров с аммиачным раствором оксида серебра (I).

Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров.

Налейте в тщательно вымытые и высушенные пробирки по 1 мл аммиачного раствора оксида серебра (I) и по 1 мл раствора сахара. Пробирки поместите на несколько минут в горячую водяную баню.


Задание: Заполните следующую таблицу:


Результаты опыта, проведенного при нагревании


Углевод

Что наблюдается?

Как объясняется?




Запишите уравнение соответствующей реакции для глюкозы.


ОПЫТ 4. Гидролиз сахарозы.

В пробирку с 5 каплями раствора сахарозы добавьте 1 каплю разбавленного раствора серной кислоты (1:5) и смесь нагрейте на пламени спиртовки. После этого прибавьте 1 каплю раствора сульфата меди (II) и избыток раствора гидроксида натрия. Зачем нужно добавлять именно избыток щелочи? Что наблюдается? Что произошло с сахарозой?


Задания: 1. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте опыта.

2. Составьте уравнение реакции гидролиза сахарозы.

3. Опишите все наблюдаемые явления.

4. Напишите все уравнения протекающих реакций.


ОПЫТ 5. Отношение крахмала к воде.

В пробирку с 1 мл воды поместите на кончике шпателя сухого крахмала. Содержимое пробирки взболтайте. Растворяется ли крахмал в воде при комнатной температуре?

Содержимое пробирки порциями залейте при перемешивании в стакан с 5 мл горячей воды. При этом образуется крахмальный клейстер.


Задание: Отметьте наблюдения, происходящие в данном опыте. Сделайте вывод о растворимости крахмала в холодной и горячей воде.




ОПЫТ 6. Взаимодействие крахмала с йодом.

В пробирку внесите 5-6 капель крахмального клейстера и одну каплю спиртового раствора иода. Что при этом наблюдается?


Задание: Отметьте наблюдения, происходящие в данном опыте. Объясните происходящие явления.


ОПЫТ 7. Отношение крахмала к гидроксидам металлов.

В пробирку внесите 5 капель крахмального клейстера, одну каплю сульфата меди (II) и 5 капель раствора гидроксида натрия. Смесь нагрейте на пламени спиртовки, не доводя до кипения. Что при этом наблюдается?


Задания:

1. Отметьте наблюдаемые явления, происходящие в этом опыте.

2. Какой можно сделать при этом вывод?

3. Происходит ли окисление крахмала гидроксидом меди (II)?


ОПЫТ 8. Кислотный гидролиз крахмала.

Налейте в химический стакан 3-5 мл крахмального клейстера и 0,5-1 мл раствора серной кислоты. Стакан поставьте на электроплитку и кипятите 4-5 минут. Следите за тем, чтобы не произошло обугливание. Для определения, прошел ли гидролиз, отберите пипеткой 3-4 капли раствора (гидролизата) в пробирку и прибавьте каплю раствора иода. Если получился раствор желтоватого цвета, гидролиз крахмала закончен.

Теперь необходимо определить конечный продукт гидролиза – глюкозу.

В пробирку внесите 5 капель гидролизата, 2 капли раствора сульфата меди (II) и несколько капель раствора щелочи до появления синей окраски раствора. Смесь слегка нагрейте на пламени спиртовки. Что наблюдается?


Задания:

1. Отметьте наблюдаемые явления, происходящие в этом опыте.

2. Напишите схему гидролиза крахмала.

3. Объясните все происходящие явления.

4. Напишите уравнение реакции качественного определения глюкозы.


ОПЫТ 9. Ферментативный гидролиз крахмала.

Под действием фермента слюны амилазы (птиамина) происходит гидролиз крахмала.

Разжуйте хорошо маленький кусочек черного хлеба и поместите его в пробирку. Внесите в нее 1 каплю раствора сульфата меди (II) и несколько капель раствора гидроксида натрия до образования раствора слабо-голубого цвета. Пробирку с содержимым нагрейте на пламени спиртовки. Что наблюдается?


Задания:

1. Опишите наблюдения, происходящие в опыте.

2. Запишите уравнения протекающих реакций.

3. Сравните условия ферментативного и кислотного гидролиза крахмала.


ОПЫТ 10. Качественная реакция на крахмал (йодная проба).

К 1-1,5 мл раствора крахмала добавьте 1 каплю йодной воды. Что наблюдается? Полученную жидкость нагрейте на пламени спиртовки. Какие происходят изменения? Затем охладите содержимое пробирки под струей холодной воды. Что наблюдается?


Задание: Запишите все происходящие наблюдения. Оформите наблюдения в виде схемы.

ОПЫТ № 11: Обнаружение лактозы в молоке.


В молоке дисахарид лактозу обнаруживают реакцией Фелинга, содержащего комплексно связанные с виннокислой кислотой ионы Cu2+. В результате реакции образуется оксид меди (I), выделяющийся в виде красного осадка Cu2O.

Предварительно осаждают белки молока добавлением трихлоруксусной кислоты (ТХУ) и фильтруют. К 10 каплям фильтрата добавляют 10 капель дистиллированной воды, 10 капель NaOH и 6 капель реактива Фелинга. Смесь нагревают. Отмечают характер появляющегося окрашивания.

Задание: Запишите все происходящие наблюдения. Оформите наблюдения в виде схемы.



Все ответы на задания и результаты опытов записать в тетрадь.




Практическая работа № 12

«Образование солей анилина. Бромирование анилина. Образование солей глицина. Получение медной соли глицина. Денатурация белка. Цветные реакции белков»

Цель работы:

1. Изучить химические свойства белков.

2. Выполнить и запомнить качественные реакции на белки.



Оборудование и реактивы: спиртовка, держатель для пробирок, пробирки, раствор гидроксида натрия (10-12 %), раствор сульфата меди (II) (0,5 моль/л), водный раствор яичного белка (готовится из расчета 1 мл белка на 5 мл насыщенного раствора поваренной соли), насыщенный раствор ацетата свинца, насыщенный раствор сульфата меди (II), концентрированная азотная кислота, концентрированная соляная кислота, концентрированная серная кислота, насыщенный раствор сульфата аммония, этиловый спирт, концентрированный раствор гидроксида натрия, концентрированный раствор аммиака, раствор ацетата свинца (0,5 моль/л).

ХОД РАБОТЫ


ОПЫТ 1. Свертывание белков при нагревании.

2-3 мл раствора белка налейте в пробирку и нагрейте в пламени спиртовки до кипения. Что при этом наблюдается? Чем можно объяснить это явление? Содержимое пробирки разбавьте водой. Растворяется ли осадок, если нет, то почему?


Задания:

1. Запишите в виде схемы ход эксперимента и соответствующие наблюдения.

2. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте.


ОПЫТ 2. Осаждение белков солями тяжелых металлов.

В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора белка и медленно, по каплям, при встряхивании прилейте в одну из них насыщенный раствор сульфата меди (II), а в другую – насыщенный раствор ацетата свинца. Что наблюдается? Затем содержимое пробирок разбавьте большим количеством воды. Что наблюдается при этом?


Задания:

1. Запишите в виде схемы ход эксперимента и соответствующие наблюдения.

2. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте. Сделайте вывод о действии солей тяжелых металлов на белок.


ОПЫТ 3. Осаждение белков минеральными кислотами.

Налейте в одну пробирку 1 мл концентрированной азотной кислоты, в другую – 1 мл концентрированной соляной кислоты, в третью – 1 мл концентрированной серной кислоты. Каждую пробирку наклоните и осторожно влейте в нее по стенке 1-1,5 мл раствора белка так, чтобы он не смешивался с более тяжелым слоем кислоты, затем пробирку поставьте в штатив. Что наблюдается на границе раздела двух жидкостей?

Затем пробирки встряхните. Какие изменения происходят при этом в пробирках?

Задания:

1. Запишите в виде схемы ход эксперимента и соответствующие наблюдения.

2. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте. Сделайте вывод об отношении белка к концентрированным кислотам.


ОПЫТ 4. Высаливание белков сульфатом аммония.

В пробирку налейте 1-1,5 мл раствора белка, прилейте равный объем насыщенного раствора сульфата аммония. Смесь слегка встряхните. Что наблюдается? Что происходит с белком?

Смесь разбавьте большим количеством воды. Что происходит с осадком? Какой вид свертывания белка наблюдается?


Задания:

1. Запишите в виде схемы ход эксперимента и соответствующие наблюдения.

2. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте.


ОПЫТ 5. Осаждение белков этиловым спиртом.

В пробирку налейте 1-1,5 мл раствора белка, прилейте 2-3 мл этанола. Что наблюдается? Проверьте, растворяется ли осадок в воде. Какой вид свертывания белка наблюдается?


Задания:

1. Запишите в виде схемы ход эксперимента и соответствующие наблюдения.

2. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте.


ОПЫТ 6. Цветные реакции на белки.

а) Ксантопротеиновая реакция.

К 1 мл раствора белка добавьте 5-6 капель концентрированной азотной кислоты до появления белого осадка или мути от свертывания белка. Реакционную смесь нагрейте до окрашивания осадка в желтый цвет. В процессе гидролиза, происходящем при этом, осадок может частично растворяться. Смесь охладите и добавьте к ней осторожно, по каплям, избыток концентрированного раствора аммиака. Окраска при этом переходит в оранжевую. Данная реакция является качественной на белки.


Задания:

1. Запишите соответствующие наблюдения.

2. Ответьте на вопрос: какие группы атомов, остатки молекул каких органических веществ позволяют обнаружить эта реакция?


б) Биуретовая реакция.

В пробирку налейте 1-2 мл раствора белка, равный объем концентрированного раствора щелочи и 2-3 капли разбавленного раствора сульфата меди (II). Содержимое пробирки тщательно перемешайте. Жидкость при этом окрашивается в ярко-фиолетовый цвет. Эта реакция также является качественной на белки.


Задания:

1. Запишите соответствующие наблюдения.

2. Ответьте на вопрос: какие группы атомов, остатки молекул каких органических веществ позволяют обнаружить эта реакция?


в) Сульфгидрильная реакция.

В пробирку налейте 0,5 мл раствора ацетата свинца и 2 мл раствора гидроксида натрия до растворения образовавшегося осадка гидроксида свинца (II). В результате получается плюмбит натрия Na2PbO2. В другую пробирку налейте 2 мл белка и прилейте из первой пробирки столько же плюмбита натрия.

Смесь нагрейте до кипения. При нагревании белок гидролизуется, и образуется сероводород, который вступает во взаимодействие с раствором Na2PbO2 с образованием черного или черно-коричневого осадка сульфида свинца PbS.


Задания:

1. Запишите все соответствующие наблюдения.

2. Напишите уравнения реакций образования гидроксида свинца (II) и плюмбита натрия.

3. Что позволяет обнаружить данная реакция в белке?


ОПЫТ 7. Образование солей анилина

В пробирку налейте 0,5 мл анилина и 3 мл дистиллированной воды. Взболтайте. Что наблюдаете? В пробирку добавьте соляной кислоты до полного растворения анилина в воде. Добавьте в пробирку 1—2 мл раствора щёлочи. Что наблюдаете?


Вопросы

1. Почему при добавлении соляной кислоты происходит растворение анилина? Напишите соответствующее уравнение реакции.

2. Почему при добавлении щёлочи анилин выделяется из водного раствора? Напишите уравнение реакции.


ОПЫТ 8. Бромирование анилина

В пробирку налейте 0,5 мл анилина и 0,5 мл дистиллированной воды. Прибавьте по каплям бромной воды до появления осадка.


Задания:

1. Почему обесцвечивается бромная вода?

2. Каково строение образующегося осадка? Напишите уравнение реакции.


ОПЫТ 9. Амфотерные свойства аминокислот

В пробирку налейте 2—3 мл раствора карбоната натрия и всыпьте щепотку глицина. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции.

Поместите в пробирку немного кристалликов глицина, смочите их несколькими каплями соляной кислоты и нагрейте. Что наблюдаете? Вылейте несколько капель образовавшегося раствора на часовое стекло. Наблюдайте образование при охлаждении кристаллов соли глицина. Напишите уравнение реакции.


Задания:

1. Какие свойства глицина проявляются в каждой из этих реакций?

2. Сравните форму кристаллов глицина и гидрохлорида глицина. Чем они отличаются?


ОПЫТ 10. Получение медной соли глицина

В пробирку, содержащую 2 мл раствора глицина, добавьте 1 г порошка оксида меди (II) и нагрейте до кипения.


Задания:

1. Чем обусловлено появление голубой окраски раствора?

2. Каково строение образующейся соли?



Все ответы на задания и результаты опытов записать в тетрадь.



Лабораторная работа № 1

«Наблюдение спектров испускания и поглощения соединений химических элементов с помощью спектроскопа»лабораторная работа по физике




лабораторная работа по физике

Лабораторная работа № 2

«Сравнение свойств простых веществ, оксидов и гидроксидов элементов III периода»

Цель: Изучить свойства оксидов и гидроксидов элементов III периода.

Задачи: установление закономерности в изменении свойств оксидов и гидроксидов элементов III периода, сформировать понятие об амфотерности.

Оборудование и Химреактивы: таблицы «Периодическая система химических элементов Д.И Менделеева», «Растворимость кислот и оснований в воде», «Относительная электроотрицательность элементов. Демонстрационный штатив с пробирками, капельница; Гидроксиды элементов III периода, индикаторы, соляная кислота, раствор хлорида алюминия.


Теоретические основы Закономерности изменения свойств атомов




Ход работы

  1. Составить формулы оксидов элементов III периода и определить вид химической связи в каждом случае:

    Na2O

        

    MgO

        

    Al2O3

        

    SiO2

        

    P2O5

        

    SO3

        

    Cl2O7

  2. Используя опорный конспект (приложение 1), предлагаю учащимся охарактеризовать свойства основных и кислотных оксидов, выполнив упражнение:

    1) MgO + HCl →

           

    2) SO3 + NaOH→

    3) Na2O + H2O→

     

    4) P2O5+H2O→

  3. Под формулами оксидов элементов III периода записать формулы их гидроксидов.

    Na2O

     

    MgO

     

    Al2O3

     

    SiO2

     

    P2O5

     

    SO3

     

    Cl2O7

    NaOH

     

    Mg(OH)2

     

    Al(OH)3

     

    H2SiO3

     

    H3PO4

     

    H2SO4

     

    HClO4

  4. С помощью каких веществ можно доказать принадлежность гидроксида к основаниям или кислотам?

  5. Испытать раствором лакмуса каждый из предложенных гидроксидов. Какой вывод следует?

NaOH

 

Mg(OH)2

 

H3PO4

 

H2SO4

Вывод: в растворах гидроксидов металлов фиолетовый лакмус изменяет окраску в синий цвет, а в растворах кислот – в красный. 

  1. Составить уравнение электролитической диссоциации щелочи и кислоты:

NaOH ↔ Na++OH- (образуется гидроксид –ион, изменяющий окраску лакмуса в синий цвет)
H
2SO4+H2O↔H3O++HSO4- (образуется ион оксония, т.е. гидратированный протон Н+(Н2О), изменяющий окраску лакмуса в красный цвет).


  1. Укажите характер гидроксидов, их растворимость в воде.

    Na2O

     

    MgO

     

    Al2O3

     

    SiO2

     

    P2O5

     

    SO3

     

    Cl2O7

    NaOH

     

    Mg(OH)2

     

    Al(OH)3

     

    H2SiO3

     

    H3PO4

     

    H2SO4

     

    HClO4

    Щелочь

     

    Малораств.
    основание

     

    Нерастворимые вещества

     

    растворимые кислоты

  2. Установить закономерность изменения свойств гидроксидов:

  • Какое основание сильнее NaOH или Mg(OH)2

  • Сравните силу кислот как электролитов. Назовите самую слабую из них и самую сильную.

  1. Отметьте на схеме, как изменяются основные и кислотные свойства гидроксидов с увеличением порядковых элементов III периода

    Na2O

     

    MgO

     

    Al2O3

     

    SiO2

     

    P2O5

     

    SO3

     

    Cl2O7

    NaOH

     

    Mg(OH)2

     

    Al(OH)3

     

    H2SiO3

     

    H3PO4

     

    H2SO4

     

    HClO4

    Щелочь

     

    Малораств.
    основание

     

    Нерастворимые вещества

     

    растворимые кислоты

    Основные свойства ослабевают —>

     

    кислотные свойства усиливаются —> 

  2. Разобраться почему основные свойства гидроксидов элементов III периода ослабевают, а кислотные – усиливаются, почему гидроксид натрия обладает большим основным характером, чем гидроксид магния? На эти задания помогут ответить наводящие вопросы:

  • Из каких частиц состоят эти вещества? (Из катионов металла и гидроксид-анионов)

  • Какая связь образуется между ионами? (ионная).

  • Составьте уравнение реакции диссоциации гидроксида натрия.

  • Почему химическая связь разрывается между натрием и кислородом?
    Кислород – сильноэлектроотрицательный элемент, он оттягивает электронную плотность связи с натрием на себя, атом натрия превращается в ион. Кроме того, ион натрия имеет большой размер, следовательно, длина связи натрия с кислородом большая, поэтому связь слабая. Этим объясняется хорошая растворимость гидроксида натрия и распад электролита на ионы с освобождение гидроксид-аниона.

  • Сравните размеры ионов натрия и магния, а также величины из зарядов.
    размер иона натрия больше, а величина заряда иона натрия меньше, чем у иона магния.

  • Подумайте, в каком случае будет прочнее связь: между катионом натрия и гидроксид-анионом, или между катионом магния и гидроксид-анионом? Почему?
    между катионом магния и гидроксид-анионом связь более прочная, т.к. заряд катиона магния больше, а размер меньше. Поэтому способность катиона магния удерживать гидроксид-анион больше, т.е. процесс распада его как электролита затруднен по сравнению с гидроксидом натрия. Гидроксид магния более слабое и мене растворимое основание, чем гидроксид натрия.

  • Что же тогда можно сказать о свойстве гидроксида алюминия? (По причине увеличения заряда катиона алюминия Al3+ и уменьшения его размера отрыв гидроксид-аниона еще более затруднен. Гидроксид алюминия нерастворимое и малодиссоциирующее в воде вещество).


Получение гидроксида алюминия и исследование его свойств.


Получить гидроксид алюминия. Подбираем вещества для реакции ионного обмена, проводим опыт, составляем уравнение реакций:

http://festival.1september.ru/articles/550512/1.gif
Al3++3OH- =Al (OH)3↓ (это нерастворимое в воде основание)


Исследовать свойства гидроксида алюминия:

1) В одну пробирку со свежеосажденным гидроксидом алюминия добавляем раствор соляной кислоты – наблюдаем растворение осадка. Составляем уравнения реакций:

Al(OH)3+3HCl= AlCl3+3H2O
Al(OH)
3+3H+=Al3++3H2O

Делаем вывод, что гидроксид алюминия проявил себя, как основание.


2) В другую пробирку с гидроксидом алюминия добавляем раствор щелочи – наблюдаем растворение осадка. В этом случае гидроксид алюминия проявил свойства кислоты.

Подумайте, как это можно объяснить? Сопоставьте размеры ионов магния и алюминия, величины их зарядов, а также относительные электроотрицательности элементов. К чему это приводит?

размер катиона алюминия меньше размера катиона магния, а величина заряда и электроотрицательность – больше, чем у магния.

  К уменьшению заряда на атоме кислорода гидроксогруппы, и, следовательно, к облегчению отщепления катиона водорода. Вот почему гидроксид алюминия проявляет свойства кислоты.

Существует кислотная форма гидроксида алюминия HAlO2 – металюминиевая кислота. Это очень слабая кислота, но она взаимодействует со щелочью с образованием соли и воды:

http://festival.1september.ru/articles/550512/2.gif

Таким образом, гидроксид алюминия проявляет как свойства основания, так и свойства кислоты, т. е. является амфолитом или амфотерным соединением (вносим эту информацию в схему).

Na2O

 

MgO

 

Al2O3

 

SiO2

 

P2O5

 

SO3

 

Cl2O7

NaOH

 

Mg(OH)2

 

Al(OH)3

 

H2SiO3

 

H3PO4

 

H2SO4

 

HClO4

Щелочь

 

Малораств.
основание

 

Нерастворимые вещества

 

растворимые кислоты

амфотерный
гидроксид

 

 

 

Основные свойства ослабевают —>

 

кислотные свойства усиливаются —> 


  1. Теперь ответим на вопрос, почему кислотные свойства гидроксидов элементов III периода усиливаются? На эти задания помогут ответить наводящие вопросы:

  • Как вы считаете, в молекулах кислот связи ковалентные или ионные? (ковалентные полярные).

  • Почему они полярные? (Соединяются элементы с различной электроотрицательностью).

  • Сравните значение относительных электроотрицательностей элементов Si, P, S, Cl. Как они изменяются? (увеличиваются). Обратите внимание на значение относительной электроотрицательности элемента кислорода (оно больше, чем у Si, P, S, Cl) Связь считается боле полярной, если разность значений электротрицательностей соединяющихся элементов больше.

  • Определите, в какой из кислот степень полярности ковалентной связи атома неметалла с атомом кислорода больше: в кремниевой или в фосфорной?
    (связь атомов кремния и кислорода более полярная) Электронная плотность связи кремния с кислородом сильно смещена к атому кислорода, поэтому он приобретает большой отрицательный заряд. По этой причине атом водорода сильно притягивается к атому кислорода, что делает связь О-Н более прочной. Это препятствует процессу диссоциации. Кремниевая кислота практически не диссоциирует на ионы и в воде нерастворима.

  • Как изменяется полярность связи Р-О в молекуле фосфорной кислоты?
    она уменьшается, т. е. электронная плотность на атоме кислорода становится меньше, прочность связи атомов кислорода и водорода ослабевает.

  • Как это влияет на свойства фосфорной кислоты?
    что фосфорная кислота электролит средней силы и в воде растворяется.
    Н
    3РО42О ↔ Н3О+2РО4-


  • Почему серная и хлорная кислоты являются сильными электролитами. Покажите смещение электронной плотности связей на электронных формулах и объясните, почему серная кислота сильнее фосфорной.


Такая же закономерность в изменении свойств характерна и для оксидов

Na2O

 

MgO

 

Al2O3

 

SiO2

 

P2O5

 

SO3

 

Cl2O7

Основные оксиды

 

амфотерный
гидроксид

 

кислотные оксиды


Вывод:

Обсужденные закономерности наблюдаются во всех периодах периодической системы химических элементов. При переходе от элемента к элементу слева направо по периоду свойства их оксидов и гидроксидов закономерно меняются от основных через амфотерные к кислотным.


Лабораторная работа № 3

Взаимодействие многоатомных спиртов с фелинговой жидкостью.

Качественные реакции на ионы Fe2+ и Fe3+.


Цели:

Обучающие – научить определять опытным путем катионы железа и прописывать химические реакции в молекулярном, ионном виде;

Развивающие логическое мышление у учащихся, способность самостоятельно мыслить и делать выводы,

формулировать гипотезы и проводить их опытную проверку, опираясь на знания химии; совершенствовать умения работать с лабораторным оборудованием и реактивами; формировать способности к адекватному само- и взаимоконтролю;

Воспитательные – продолжить формирование научного мировоззрения учащихся; воспитывать культуру общения через работу в парах ученик- ученик, ученик- учитель;

воспитывать наблюдательность, пытливость, инициатива, стремление к самостоятельному поиску.

Методы и методические приемы – фронтальный опрос. Выполнение лабораторной работы в парах, работа со средствами наглядности (ПСМ, таблица растворимости, карточки.)

Оборудование и реактивы:

  1. Коллекция "Минералы и горные породы".

  2. Пробирки, пластмассовые штативы.

  3. Растворы: FeCl2, FeCl3, NaOH, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6], KSCN.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ


Кровяные соли


Красная Желтая

K3[Fe(CN)6] K4[Fe(CN)6]

гексацианоферрат (III) калия гексацианоферрат (II) калия



Fe3[Fe(CN)6)]2 Fe4[Fe(CN)6]3

гексацианоферрат (III) железа (II) гексацианоферрат (II) железа (III)

турнбулева синь берлинская лазурь


Берлинская лазурь была получена случайно в начале 18 века в Берлине красильных дел мастером Дисбахом. Дисбах купил у торговца необычный поташ (карбонат калия): раствор этого поташа при добавлении солей железа получался синим. При проверке поташа оказалось, что он был прокален с бычьей кровью. Краска оказалась подходящей для тканей: яркой, устойчивой и недорогой. Вскоре стал известен и рецепт получения краски: поташ сплавляли с высушенной кровью животных и железными опилками. Выщелачиванием такого сплава получали желтую кровяную соль. Сейчас берлинскую лазурь используют для получения печатной краски и подкрашивания полимеров.

Турнбулева синь: название "турнбулева синь" происходит от названия шотланской фирмы "Артур и турнбуль", которая в конце восемнадцатого века производила краски. В их синтезе к "красной кровяной соли" добавляли соль железа (II), при этом получалось соединение очень похожее на "берлинскую лазурь", такого же синего цвета.

Желтая кровяная соль: Сообщение о синтезе желтой кровяной соли было опубликовано в одном из научных журналов английским врачом Джоном Вудвортом в 1725 г. Ученый сообщал, что это соединение было известно задолго до него химикам-ремесленникам, которые получали соль из отходов, скапливающихся на бойнях (кровь, шкуры животных), нагревая их с поташом и металлическим железом. Для выделения желтой кровяной соли реакционную смесь обрабатывали водой и путем кристаллизации выделяли из раствора кристаллогидрат состава К4[Fе(СN)6]•Н2О, который имел желтый цвет. Способ получения и цвет кристаллов определили название соли.

Красная кровяная соль впервые была получена в 1822 г. немецким химиком-аналитиком Леопольдом Гмелиным. Он синтезировал эту соль из желтой кровяной соли путем окисления сильным окислителем. Красная кровяная соль представляет собой темно-красные кристаллы, которые при растворении в воде образуют желтоватый раствор. Комплексный ион этой соли менее устойчив, чем у желтой кровяной соли, и распадается с выделением ионов CN. По этой причине красная кровяная соль представляет собой сильное ядовитое вещество

Содержание железа в организме человека составляет 0,001%. Железо незаменимо в процессах кроветворения и внутриклеточного обмена. Примерно 55% входит в состав гемоглобина эритроцитов, около 24% участвует в формировании красящего вещества мышц (миоглобина), 21% откладывается «про запас» в печени и селезёнке. Суточная потребность взрослого человека в железе составляет 10-20 мг и восполняется сбалансированным питанием. В случае большого недостатка железа в организме возникает заболевание – железодефицитная анемия (малокровие).

Гемоглобин – это продукт присоединения гема к особому белку – глобину. Впервые железо в крови человека было обнаружено в XIX в. Это открытие стало настоящей сенсацией. Известен печальный факт, когда влюбленный студент-химик решил подарить избраннице своего сердца кольцо, сделанное из железа собственной крови. Периодически выпуская кровь, юноша получал соединение, из которого затем химическим путем выделял железо. Бедняга погиб от малокровия, так и не набрав железа, нужного для изготовления кольца. Почему? Дело в том, что содержание железа в крови человека составляет около 4–7 г, т.е. весьма мало.


Продукты, которые необходимо включать в рацион, чтобы восполнять недостаток железа?


Содержание железа в основных продуктах питания

Продукты

Содержание Fe,
мг/100 г


Продукты

Содержание Fe,
мг/100 г

Молоко

0,07

Яблоко

2,2

Апельсиновый сок

0,3

Груша

2,3

Яблочный сок

0,3

Яйцо

2,5

Творог

0,5

Говядина

3,0

Гранатовый сок

1,0

Хлебные изделия

3,0

Редис

1,0

Шоколад

3,5

Сельдь

1,0

Гречиха

8,3

Сок шиповника

1,4

Kакао-порошок

14,8

Мясо курицы

1,6

Соя

15,0


Ход работы


Определение солей железа (II) и (III)

Даны две соли: хлориды железа (II) и (III).


Рассмотрите выданные вам сухие соли, опишите их физические свойства (цвет, агрегатное состояние, растворимость в воде):

Fe2+ _______________________________________________________________


Fe3+ _______________________________________________________________


Определите известной вам качественной реакцией, в какой из пробирок находятся

ионы Fe2+ и Fe3+


Напишите уравнения проведенных реакций в молекулярном и ионном видах (полном и сокращенном), отметьте признаки реакций.

Fe2+ _________


Fe3+ _________



Изучение новых качественных реакций на ионы железа


Проведите качественную реакцию на Fe2+, определите цвет осадка, назовите вещества.

Расставьте коэффициенты в данном уравнении, напишите уравнение в ионном виде (полном и сокращенном) с учетом диссоциации вещества:

K3[Fe(CN)6] à 3 K+ + [Fe(CN)6]3-


FeCI2 + K3[Fe(CN)6] à Fe3[Fe(CN)6]2 ↓+ КСI


Проведите качественную реакцию на Fe3+ , определите цвет осадка, назовите вещества.

Расставьте коэффициенты в данном уравнении, напишите уравнение в ионном виде (полном и сокращенном) с учетом диссоциации вещества:

K4[(Fe(CN)6)] à 4K+ + [Fe(CN)6]4-


FeCl3 + K4[Fe(CN)6] à Fe4[Fe(CN)6)]3↓ + KCl


Провести качественную реакцию на Fe3+ , определите цвет раствора:


FeCl3 + KCNS à Fe(CNS)3↓ + KCI

малодиссоц-е

в-во

роданид калия роданид железа (III)


Расставьте коэффициенты в данном уравнении, напишите уравнение в ионном виде (полном и сокращенном), Fe(CNS)3 в растворе не диссоциирует.



Контрольные задания

  1. В составе каких соединений находится железо в организме человека и животных?


  1. Решите задачи, используя реакцию:


  • Оксид железа(II) растворили в 170 г 20% - ного раствора серной кислоты. Определите массу соли в полученном растворе, если выход соли составляет 95% от теоретически возможного.


  • Какое количество вещества и сколько граммов желтой кровяной соли нужно взять для реакции, чтобы получить 240 г берлинской лазури.


  1. Решите схемы превращения веществ:


Fe à FeSO4 à Fe (OH)2 à FeO à FeSO4 à Fe3[Fe(CN)6]2


Fe à Fe2(SO4)3à Fe (OH)3 à Fe2O3 à Fe2(SO4)3 à Fe4[Fe(CN)6]3


  1. Расставьте коэффициенты в реакциях методом электронного баланса, укажите тип химической реакции.


FeCI2 + K3[Fe(CN)6] à Fe3[Fe(CN)6]2 ↓+ КСI


FeCl3 + K4[Fe(CN)6] à Fe4[Fe(CN)6)]3↓ + KCl


FeCl3 + KCNS à Fe(CNS)3↓ + KCI



  1. Какие продукты могут восполнить недостаток железа в организме человека и животных?



Вывод:

Fe2+ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Fe3+

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




Лабораторная работа № 4

«Ознакомление с образцами пластмасс, волокон, каучуков, минералов и горных пород. Проверка пластмасс на электрическую проводимость, горючесть, отношение к растворам кислот, щелочей и окислителей. Сравнение свойств термореактивных и термопластичных пластмасс. Получение нитей из капроновой или лавсановой смолы. Обнаружение хлора в поливинилхлориде.»


Цель работы Ознакомление на основе коллекционного материала с образцами пластмасс, волокон и каучуков, минеральных и горных пород, их применением.


Ход работы

  1. Ознакомиться с образцами пластмасс, волокон и каучуков.

Можно получить представление о внешнем виде объектов виртуальной коллекции, информацию об их составе.

http://www.virtulab.net/index.php?catid=57:2009-11-14-21-25-00&id=285:2009-11-14-22-37-18&itemid=108&option=com_content&view=article


  1. Запишите свойства пластмасс, волокон, каучуков в таблицу.

Название

Цвет

Твердость

Эластичность

Хрупкость

Отношение к горению

Отношение к кислотам

Отношение к щелочам

Полиэтилен








Тефлон








Хлопок








Шерсть








Натуральный каучук








Бутадиеновый каучук










  1. Сравнить горные породы.

Отличительные признаки

Гранит

Мел

Цвет



Прозрачность



Блеск



Излом



Твёрдость



Вес



Происхождение




Сформулируйте вывод по работе.


Лабораторная работа № 5

«Получение суспензии серы и канифоли. Получение эмульсии растительного масла и бензола.

Получение золя крахмала. Получение золя серы из тиосульфата натрия»


Цель: Овладение умениями приготовления дисперсионных систем, навыками определения их свойств и работы с микроскопом; получить суспензию серы и канифоли, эмульсию растительного масла и бензола, золя крахмала и серы из тиосульфата натрия.

Оборудование и реактивы: р-р серы в спирте, дистиллированная вода, 2% р-р канифоли, 10% р-р гидроксида калия, 1% р-р масла в ацетоне, толуольный р-р судана – III, р-р метилового фиолетового, парафинированное предметное стекло, стеклянная палочка, фильтровальная бумага, крахмал, фарфоровая ступка, фарфоровая чашечка. Р-р тиосульфата натрия, р-р ортофосфорная кислота.

Теоретические основы

Дисперсные (раздробленные) системы являются гетерогенными, в отличие от истинных растворов (гомогенных). Они состоят из сплошной непрерывной фазы – дисперсионной среды и находящихся в этой среде раздробленных частиц того или иного размера и формы – дисперсной фазы.

Обязательным условием существования дисперсных систем является взаимная нерастворимость диспергированного вещества и дисперсионной среды.

Дисперсные системы классифицируют:

1. по степени дисперсности;

2. по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды;

3. по интенсивности взаимодействия между ними;

4. по отсутствию или образованию структур в дисперсных системах.

В зависимости от размеров частиц дисперсной фазы дисперсные системы бывают в виде взвесей и коллоидов.

Взвеси (размер дисперсной фазы более 100нм) ─ эмульсии, суспензии, аэрозоли.

Коллоидные растворы (размер дисперсной фазы от 1 до 100нм) – гели, золи.

Агрегатное состояние дисперсных систем бывает разным и обозначается двумя буквами.

Например: аэрозоль обозначается Г-Ж.

Г – газообразная дисперсионная среда, Ж – жидкая дисперсная фаза.




Ход работы


Описание опыта

Схемы реакций

Наблюдения и выводы

Задание 1. Получение суспензии серы и канифоли.

А) Суспензия серы. Отмерьте в пробирку 5-6 мл дистиллированной воды и добавьте несколько капель отфильтрованного насыщенного раствора серы в спирте. Через 1-2 минуты появляется голубое свечение раствора при боковом освещении (опалесценция) - признак образования суспензии серы, при фильтровании проходящая через бумажный фильтр.

Б) Суспензия канифоли. Опыт выполняется аналогично предыдущему с тем отличием, что к воде добавляется 2%-ный спиртовой раствор канифоли.



Задание 2. Получение эмульсии растительного масла и бензола.

А) Метод диспергирования.

В две чистые пробирки налейте по 5 мл дистиллированной воды и добавьте по 10 капель масла (или другой неполярной жидкости). В одну из пробирок прилейте 1 мл 10%-ного раствора гидроксида калия. Обе пробирки энергично встряхивайте 0,5 минуты, после чего поставьте в штатив и наблюдайте за скоростью их расслаивания в течение 10 минут. Убедитесь в бόльшей устойчивости эмульсии с добавлением раствора гидроксида калия. Образующийся олеат калия служит стабилизатором эмульсии.

Б) Метод замены растворителя. Налейте в пробирку 10 мл дистиллированной воды и по каплям добавьте при энергичном встряхивании 2-3 мл 1%-ного раствора масла в ацетоне. Образуется тонкодисперсная устойчивая эмульсия.



Задание 3. Определение типа эмульсии.

А) Метод окрашивания.

В данном методе используется свойство некоторых органических красителей растворяться или только в воде (гидрофильный краситель), или только в неполярных жидкостях (гидрофобный краситель). По тому, что окрасит взятый для опыта краситель- капли дисперсной фазы или дисперсионную среду - можно судить о типе эмульсии.

Эмульсию, полученную в опыте 2А, разделите на две части. К одной из них из капельницы добавьте толуольный раствор судана - III (гидрофобный краситель), к другой - водный раствор метилового фиолетового (гидрофильный краситель) и энергично перемешайте.

Стеклянной палочкой нанесите по капле обеих эмульсий на чистое предметное стекло и рассмотрите их под микроскопом. Сделайте вывод о типе эмульсии. Схематически зарисуйте в цвете эмульсии, окрашенные разными красителями.

Б) Метод слияния с каплей воды.

При контакте капли эмульсии с каплей воды непосредственно соприкасается с водой дисперсионная среда. Поэтому в случае эмульсии типа М/В происходит её слияние с каплей воды и постепенное распределение частиц дисперсной фазы по всему новому объёму. В случае же эмульсии типа В/М неполярная среда с водой не смешивается и объединения капель не происходит.

Каплю эмульсии, например, полученной в опыте или , стеклянной палочкой нанесите на чистое сухое стекло. Рядом нанесите каплю дистиллированной воды. Осторожно наклоняя стекло, приведите капли в соприкосновение друг с другом.

По слиянию капель или по отсутствию его сделайте вывод о типе эмульсии.


В) Метод смачивания гидрофобной поверхности.

При нанесении капли эмульсии на твёрдую поверхность в непосредственный контакт с ней вступает дисперсионная среда. На гидрофильной поверхности эмульсия типа М/В, обладающая полярной дисперсионной средой, будет растекаться, образуя острый краевой угол, а эмульсия типа В/М из-за отсутствия смачивания будет образовывать прямой или тупой краевой угол. На гидрофобной поверхности, наоборот, эмульсия типа М/В, будет образовывать тупой краевой угол, а эмульсия типа В/М - острый. На практике проще осуществить контакт с гидрофобными поверхностями, так как гидрофильные требуют длительной и тщательной очистки (обезжиривания).

На парафинированное предметное стекло стеклянной палочкой нанесите небольшую (диаметром 2x3 мм) каплю эмульсии и рассмотрите её сбоку. Определите, является ли краевой угол смачивания острым. Сделайте заключение о типе эмульсии. Схематически зарисуйте изображение капли и покажите на этом рисунке краевой угол.

Г) Метод впитывания фильтровальной бумагой.

Так как при нанесении капли эмульсии на бумагу непосредственно с ней контактирует дисперсионная среда, в случае эмульсии типа В/М впитывания её в бумагу не происходит. В случае же эмульсии типа М/В водная дисперсионная среда быстро впитывается и распространяется в виде обширного влажного пятна, в центре которого остается небольшое количество вещества дисперсной фазы в виде масляного пятна.

На небольшой листок фильтровальной бумаги стеклянной палочкой нанесите каплю эмульсии. По характеру её поведения сделайте вывод о типе эмульсии. Схематически зарисуйте наблюдаемую картину.



Задание 4. Получение золей.

А) Золь крахмала. 0,5 г крахмала тщательно разотрите в фарфоровой ступке, перенесите в фарфоровую чашечку и перемешайте с 10 мл дистиллированной воды, после чего добавьте еще 90 мл воды. Затем при постоянном помешивании доведите полученную смесь крахмала в воде до кипения. После нескольких вскипаний получается 0,5% опалесцирующий золь крахмала.

Б) Золь серы из тиосульфата натрия (реакция обмена с последующим окислением). Отмерьте в пробирку 10 мл раствора тиосульфата натрия. По каплям добавьте 3 мл разбавленного раствора ортофосфорной кислоты. В результате реакций образуется опалесцирующий золь серы. Стабилизатором его является сернистая кислота.

В результате постепенного укрупнения частиц из-за скрытой коагуляции оттенок опалесценции со временем изменяется от желтоватого через оранжевый, красный и фиолетовый до голубого. Наблюдать это изменение можно при сопоставлении нескольких пробирок с таким золем, полученным в разное время.




Общий вывод о проделанной работе:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Лабораторная работа № 6

«Получение кислорода разложением пероксида водорода

и (или) перманганата калия»


Цель работы: Получить кислород из пероксида водорода (или перманганата калия), изучить химические свойства кислорода.

Оборудование и реактивы: штатив лабораторный с лапкой; спиртовка (или электронагреватель); два химических стакана; стеклянная пластинка; пробирка; шпатель (ложка); пробка с газоотводной трубкой; промывалка с водой; ложка для сжигания веществ; спички; лучинка; вата; перманганат калия (твердый) KMnO4; уголь С; известковая вода (прозрачный раствор) Са(ОН)2.


Теоретическое введение

Кислород расположен в главной подгруппе VI группы и относится к р-элементам. На внешнем уровне атома кислорода содержится 6 электронов (2s22p4). В соединениях со всеми элементами (кроме фтора) кислород проявляет степень окисления −2, а в пероксиде водорода Н2O2 и его производных −1.

В лаборатории кислород получают чаще всего термическим разложением некоторых кислородсодержащих веществ, например KClO3, КМnО4, KNO3 и др.

Кислород химически активен; при нагревании он непосредственно взаимодействует с большинством простых веществ, образуя оксиды. Общая схема окислительного действия кислорода: O2 + 4ē = 2О2‾. Кроме того, молекула O2 , присоединяя или теряя электроны, образует соединения пероксидного типа, из которых наибольшее практическое значение имеют производные пероксид-иона O22− − пероксид водорода Н2O2 и пероксиды Na2O2, BаO2.

Пероксиды проявляет как восстановительные, так и окислительные свойства, причем последние выражены сильнее. Для Н2O2 характерен распад по типу диспропорционирования:

2О2−1 = 2H2O−2 + O20 .

Процесс распада ускоряется при освещении, нагревании, а также в присутствии катализаторов (МпO2, Fe2O3 и др.).

Пероксид водорода в водных растворах ведет себя как очень слабая
кислота.

Ход работы


Собрать установку по схеме:https://sites.google.com/site/himulacom/_/rsrc/1315460338929/zvonok-na-urok/8-klass/urok-no21-prakticeskaa-rabota-no3-polucenie-i-svojstva-kisloroda/%D0%A1%D0%BB%D0%B0%D0%B9%D0%B41.JPG?height=240&width=320

hello_html_60dce829.pnghello_html_m5723edcc.pnghello_html_mad8993d.pnghello_html_m2db52a08.pnghello_html_67fbf525.png

https://sites.google.com/site/himulacom/_/rsrc/1315460338929/zvonok-na-urok/8-klass/urok-no21-prakticeskaa-rabota-no3-polucenie-i-svojstva-kisloroda/%D0%A1%D0%BB%D0%B0%D0%B9%D0%B44.JPG?height=320&width=298

  1. Проверьте прибор на герметичность. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, опустите конец трубки в стакан  с водой. Плотно обхватите ладонью пробирку и внимательно следите за появлением пузырьков воздуха.

https://sites.google.com/site/himulacom/_/rsrc/1315460338930/zvonok-na-urok/8-klass/urok-no21-prakticeskaa-rabota-no3-polucenie-i-svojstva-kisloroda/%D0%A1%D0%BB%D0%B0%D0%B9%D0%B45.JPG


  1. Выньте пробку из пробирки.

  2. Насыпьте в пробирку перманганат калия. Твердого вещества должно быть 1-1,5 см по высоте пробирки.

https://sites.google.com/site/himulacom/_/rsrc/1315460338929/zvonok-na-urok/8-klass/urok-no21-prakticeskaa-rabota-no3-polucenie-i-svojstva-kisloroda/%D0%A1%D0%BB%D0%B0%D0%B9%D0%B41.JPG?height=150&width=200

  1. Около отверстия пробирки поместите очень рыхлый комочек ваты и закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой.

  2. Закрепите пробирку в лапке штатива так, чтобы газоотводная трубка была направлена вниз.

  3. Опустите газоотводную трубку в стакан до самого дна.

  1. Прогрейте пробирку.

  2. Нагревайте перманганат калия.

  3. Подожгите лучинку, дождитесь появления на конце красного уголька и тут же погасите.

  4. Поднесите тлеющую лучинку к краю стакана. Если лучинка вспыхнет, прекратите нагревание перманганата калия, но не гасите спиртовку.

  5. Выньте газоотводную трубку из стакана. Стакан закройте стеклянной пластинкой.

  6. Положите уголек в ложку для сжигания веществ.

  7. Раскалите уголек в пламени спиртовки.

  8. Погасите спиртовку.

  9. Сдвиньте стекло и опустите в стакан ложку с раскаленным углем.


НЕ КАСАЙТЕСЬ ДНА ИЛИ СТЕНОК СТАКАНА!

  1. После того, как уголь сгорит, прилейте в стакан известковую воду.

  2. Оформите отчет о работе.


  1. Загрузите по очереди три следующих видео - опыта и внимательно наблюдайте за экспериментом:

1.Получение кислорода (нажмите "Посмотреть опыт")

Кислород( O 2 ) в лаборатории получают разложением перманганата калия KMnO 4(марганцовки). Для опыта понадобится пробирка с газоотводной трубкой. В пробирку насыпаем кристаллический перманганат калия. Для сбора кислорода приготовим колбу. При нагревании перманганат калия начинает разлагаться, выделяющийся кислород поступает по газоотводной трубке в колбу. Кислород тяжелее воздуха, поэтому не покидает колбу и постепенно заполняет ее. Тлеющая лучинка вспыхивает в колбе: значит нам удалось собрать кислород.

Запишите уравнение химической реакции:


2 KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 


Чистый кислород впервые получили независимо друг отдруга шведский химик Шееле (при прокаливании селитры) и английский ученый Пристли (при разложении оксидов ртути и свинца). До их открытия ученые считали, что воздух однородная субстанция. После открытия Шееле и Пристли Лавуазье создал теорию горения и назвал новый элемент Oxygenium (лат.) – рождающий кислоту, кислород. Кислород - необходим для поддержания жизни. Человек может выдержать без кислорода всего несколько минут. 

2. Обнаружение кислорода

Кислород поддерживает горение - это свойство кислорода используется для его обнаружения
3. Горение угля в кислороде

Кислород активно взаимодействует со многими веществами. Посмотрим, как реагирует кислород с углем. Для этого раскалим кусочек угля на пламени спиртовки. На воздухе уголь едва тлеет, потому что кислорода в атмосфере около двадцати процентов по объему. В колбе с кислородом уголь раскаляется. Горение углерода становится интенсивным. При сгорании углерода образуется углекислый газ:

С+О2= СО2


Добавим в колбу с газом известковую воду – она мутнеет. Известковая вода обнаруживает углекислый газ. Вспомните, как разжигают гаснущий костер. Дуют на угли или интенсивно обмахивают их для того, чтобы увеличить подачу кислорода в зону горения.

Каким из указанных способов можно собрать кислород в лаборатории?

На каких физических и химических свойствах кислорода основан ваш выбор?


Записать уравнения химических реакций, указывают условия и признаки их протекания.

2 КMnО4 —> К2МnО4 + МпО2 + 02


Выводы:





Лабораторная работа № 7

«Реакции, идущие с образованием осадка,

газа или воды для органических и неорганических кислот»


Цель работы: ознакомиться на практике с реакциями ионного обмена различных типов и условиями их протекания.

Оборудование и реактивы: Штатив с пробирками; растворы: хлорида бария, сульфата меди, сульфата натрия, гидроксида натрия, карбоната натрия, соляной кислоты, уксусной кислоты, фенолфталеина.

Ход работы:

    1. В пробирку налейте 2 мл раствора хлорида бария и добавьте столько же раствора сульфата натрия. Что наблюдаете? Сделайте вывод и напишите уравнение химической реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде.

    2. В пробирку налейте 2 мл раствора сульфата меди и прилейте раствор гидроксида натрия. Что наблюдаете? Сделайте вывод и напишите уравнение химической реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде.

    3. Налейте в пробирку 2 мл раствора карбоната натрия, добавьте 1мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Сделайте вывод и напишите уравнение химической реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде.

    4. Налейте в пробирку 2 мл гидроксида натрия, добавьте каплю фенолфталеина. Что наблюдаете? Затем добавьте по каплям соляную кислоту до полного обесцвечивания раствора. Сделайте вывод и напишите уравнение химической реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде.

    5. В пробирку налейте 2 мл раствора карбоната натрия и добавьте столько же раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете? Сделайте вывод и напишите уравнение химической реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде.

    6. В пробирку налейте 2 мл раствора гидроксида меди (II) и добавьте столько же раствора уксусного альдегида, нагрейте пробирку с содержимым. Что наблюдаете? Сделайте вывод и напишите уравнение химической реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде.


По итогам проведенных опытов заполните таблицу, сделайте вывод об условиях протекания реакций ионного обмена до конца.


Образец выполнения работы

Порядок выполнения работы

Химизм процесса

1. В пробирку с сульфатом натрия приливаем раствор хлорида бария. Выпадает осадок белого цвета

Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4

2Na+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- = 2Na+ + 2Cl- + BaSO4

Ba2+ + SO42- = BaSO4

Реакция ионного обмена протекает до конца, т.к. выпадает осадок.


Вывод: ознакомились на практике с реакциями ионного обмена, изучили условия, при которых они протекают до конца.

Лабораторная работа №8

«Характер диссоциации различных гидроксидов»


Цель  работы: изучение характера  диссоциации   гидроксидов  и наблюдение смещения равновесия под влиянием изменения концентрации ионов в растворах этих электролитов.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

 

Все вещества можно разделить на электролиты – вещества, проводящие электрический ток в водном растворе или расплаве и неэлектролиты – не проводящие электрический ток. Электролиты можно условно разделить на сильные и слабые.

К классу сильных электролитов относятся кислоты – соляная НCl, азотная HNO3, серная H2SO4, хлорная HClO4 и др.,  гидроксиды  щелочных и щелочноземельных металлов (Ca, Sr, Ba), а также большинство солей.

К слабым электролитам относятся органические кислоты – муравьиная HCOOH, уксусная CH3COOH, щавелевая H2C2O4, сероводородная H2S, угольная H2CO3, циановодородная HCN, азотистая HNO2, большинство оснований, в т.ч. NH4OH, вода, малорастворимые соли.

Молекулы всех электролитов подвергаются  диссоциации   распаду на ионы, которые и являются проводниками электричества.

Кислоты, основания и соли в водном растворе распадаются на положительные (катионы) и отрицательно заряженные ионы (анионы).

Кислоты в водных растворах диссоциируют на ионы водорода и кислотные остатки. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

 

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image003.gif  http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image005.gif      I-я ступень  диссоциации 

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image007.gif    http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image009.gif   II-я ступень  диссоциации 

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image011.gif http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image013.gif       III-я ступень  диссоциации 

              Все основания диссоциируют с образованием  гидроксид-ионов  и катионов. Многокислотные основания подвергаются многоступенчатой диссоциации :

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image015.gif     http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image017.gif   I-я ступень  диссоциации 

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image019.gif    http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image021.gif        II-я ступень  диссоциации 

               Гидроксиды  металлов, которые в водных растворах могут диссоциировать по кислотному и по основному типу, называются амфолитами(амфотерными  гидроксидами ). Это Be(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Ga(OH)3 и др.

            


Схема  диссоциации  с учетом гидратации запишется так:

                                    в кислой                                в щелочной

                                                      среде                                    среде

                http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image023.gif  http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image025.gif  http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image027.gif

              Соли при  диссоциации  образуют катионы и кислотные остатки:

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image029.gifhttp://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image031.gif

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image033.gifhttp://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image035.gif

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image037.gifhttp://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image039.gif

              В растворах слабых электролитов можно говорить о равновесии между ионами и реально существующими недиссоциированными молекулами. Отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул электролита называется  степенью   диссоциации .

Допустим, имеем слабую кислоту:

НАН+-

              Применив к равновесному процессу закон действия масс, можно получить константу равновесия, здесь она называется константой дисооциациислабого электролита:

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image041.gif

              Обозначим общую концентрацию слабой кислоты НА через С моль/л, тогда концентрация ионов Н+ и А- будет:

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image043.gif моль/л,

              а концентрация недиссоциированных молекул:

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image045.gif моль/л

              Подставляя в выражение константы равновесия эти величины, получим:

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image047.gif

              Если http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image049.gif то можно принять http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image051.gif. Тогда

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image053.gif, откуда

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image055.gif

              Приведенные выражения представляют собой закон разбавления Оствальда. Из него видно, что если концентрацию слабого электролита увеличить в 100 раз, то  степень   диссоциации  уменьшится в http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image057.gif т.е. в 10 раз.

              Установившееся равновесие в растворе слабого электролита НА можно нарушить. Так, если увеличить концентрацию ионов Н+ в растворе слабого электролита, прибавив кислоты, то это вызовет смещение равновесия влево. При этом увеличится концентрация молекул слабого электролита НА, т.е. степень   диссоциации  уменьшится. Аналогичного эффекта можно добиться, добавив к раствору растворенную соль кислоты НА, содержащую ион А.

Поскольку электролиты в водных растворах диссоциированы на ионы, то реакции в таких системах проходят между ионами. Скорость таких реакций является довольно высокой.

Ионные реакции в большинстве случаев  практически  необратимы и проходят до конца слева направо, если продуктами их являютсятруднорастворимые вещества (осадки), легко летучие газы, либо вещества слабодиссоциирующие (слабые электролиты, комплексные соединения).

Например:

а) в результате реакции образуются труднорастворимые соединения, выпадающие в осадок:

http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image059.gif http://chem-bsu.narod.ru/umk_chem_webCD/lwork/lr5.files/image061.gif

 

Это молекулярное уравнение показывает, какие вещества принимают участие в реакции.


ОПЫТ 1. ХАРАКТЕР ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ  

ДИССОЦИАЦИИ  ГИДРОКСИДОВ


  1. В две пробирки внести по 10 капель 0,5 н раствора: в первую – ZnSO4, во вторую – NiSO4 и в каждую добавить по 3 капли (до образования осадков) раствора щелочи NaOH.


  1. Определить химический характер образовавшихся  гидроксидов.


  1. Для этого осадки разделить на две части, к одной добавить раствор кислоты HCl, к другой части – раствор щелочи (избыток, до растворения осадка).


  1. В каких случаях растворился осадок?


  1. Основными или амфотерными свойствами обладают  гидроксиды ?


  1. Составить схему возможных уравнений реакций, привести уравнения диссоциации гидроксидов, учитывая, что амфотерные гидроксиды в щелочных растворах переходят в комплексные гидроксоионы.


Вывод:




Лабораторная работа № 9

«Приготовление растворов различных видов концентрации»


Цели и задачи:


  1. Научиться высчитывать и приготавливать раствор заданной концентрации веществ;

  2. Производить пересчёт одной концентрации растворенного вещества в другую.


В результате выполнения практической работы студент должен:

уметь:

  • выполнять химические опыты по приготовлению растворов с заданной концентрацией;

  • определять массу раствора;

  • определять массовую долю растворённого вещества.

  • знать:

  • способы точного выражения концентрации растворов;

  • области применения растворов, имеющих определённую концентрацию.


Оборудование: электронные весы, коническая колба, цилиндр, фильтровальная бумага.


Химические реактивы: пищевая сода (гидрокарбонат натрия), медный купорос (сульфат меди), вода.


Теоретическая часть

Раствор – это двухкомпонентная система, состоящая из растворённого вещества и растворителя.

mр-ра= mр в-ва+mр-ля

Можно приготовить растворы с различным содержанием растворённого вещества. Поэтому для каждого раствора необходимо указывать его концентрацию.

В химии пользуются несколькими способами выражения концентрации раствора: массовой долей растворённого вещества, молярной концентрацией, нормальной концентрацией (молярной концентрацией эквивалентов)

Массовая доля растворённого вещества wэто отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора, выраженная в процентах. Определяется по формуле (1):


hello_html_38c66ea1.gif(1)

Массовую долю растворённого вещества обычно выражают в процентах или в долях единицы.



Объёмная доля растворённого вещества wэто отношение объёма растворённого вещества к общему объёму раствора. Определяется по формуле (2):

hello_html_5126eaf2.gif(2)


Практическая часть


Опыт№1 Приготовление раствора с заданной концентрацией

1Приготовить 200 мл 3% раствора соды (для приготовления нейтрализующей жидкости, полоскания горла, обработки аккумулятора).

Ход работы:

  1. Рассчитать количество воды и соды, необходимого для приготовления раствора. Вычисления оформить в виде решения задачи.

  2. С помощью весов и мерного цилиндра отмерить необходимое количество веществ и получить раствор заданной концентрации.


Опыт№2 Разбавление растворов

Приготовить 50г 10% раствора медного купороса (сульфата меди II). Сколько воды необходимо добавить, чтобы из приготовленного раствора получить 3% раствор (для обработки культурных растений от вредителей)


Ход работы:

  1. Рассчитать количество воды и соли, необходимого для приготовления 10% раствора. Вычисления оформить в виде решения задачи.

  2. Из полученного раствора приготовить 3% раствор.


Алгоритм действия:


а) определить массу воды и соли, содержащихся в 10% растворе (m1);

б) определить массу 3% раствора (m2);

в) вычислить массу воды, которую необходимо добавить для разбавления 10% раствора.

Контрольные задачи


  1. Сколько граммов пищевой соды необходимо для взаимодействия 100мл 4 н. раствора уксусной кислоты.

  2. Вычислите массу 9% раствора уксуса, которая потребуется для полного гашения соды массой 10г.?

  3. Рассчитайте массу уксусной кислоты, которую необходимо затратить для получения сложного эфира, в реакции с 200 мл 96 % раствора этанола (плотностью раствора 0,8 г/мл).

  4. в 1 л воды растворили 400г сахарного песка. Вычислите массовую долю сахара в растворе.




Лабораторная работа № 10

«Взаимодействие металлов с неметаллами, а также с растворами солей и растворами кислот. Взаимодействие серной и азотной кислот с медью. Окислительные свойства перманганата калия в различных средах»


Цель: Овладение умениями работы с реактивами, навыками проведения химических реакций в лабораторных условиях по взаимодействию металлов с неметаллами, а также с растворами солей и растворами кислот; взаимодействию серной и азотной кислот с медью. Определение окислительных свойств перманганата калия в различных средах


Оборудование и реактивы: фарфоровая чашечка, дистиллированная вода, порошок йода, кусочек натрия, стружка магния, раствор концентрированной и разбавленной серной кислоты, раствор гидроксида натрия, раствор гидроксида калия, алюминиевая фольга, кусочек цинка, хлорид железа (III), сульфат меди (II), нитрат свинца (II), концентрированная и разбавленная азотная кислота, кусочек меди, раствор перманганата калия, раствор сульфита натрия.



Теоретические основы

На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны) http://school.xvatit.com/images/b/ba/Onov34.jpg

http://www.chipmaker.ru/uploads/monthly_01_2013/post/image/post-71064-059620300%201357976482.jpg

Описание опыта

Схемы реакций

Наблюдения и выводы

Задание 1. Изучение взаимодействия металлов с неметаллами, а также с растворами кислот и солей.

А) Взаимодействие металлов с неметаллами.

1. Смесь порошка цинка и мелко растертого порошка йода (1:1) поместите горкой в фарфоровую чашечку, затем в середину кучки добавьте из пипетки несколько капель воды. Опишите наблюдения, запишите уравнение реакции.

2. В широкую пробирку, закрепленную в лапке штатива, поместите несколько кристалликов йода и нагрейте пробирку до появления фиолетовых паров. В ложечке для сжигания нагрейте кусочек натрия до его расплавления и внесите в пробирку с йодом. Напишите уравнение протекающей реакции.

3. Тщательно перемешайте порошки серы и цинка (1:1) и поместите их в фарфоровую чашечку. Небольшую порцию смеси медленно посыпьте сверху на пламя спиртовки. Наблюдайте синевато-белые вспышки, сопровождающиеся образованием сульфида цинка.

Б) Взаимодействие металлов с растворами кислот.

1. Взаимодействие магния с кислотами и щелочами.

Поместите в две пробирки стружки магния. В одну пробирку добавьте 10 капель раствора серной кислоты, а другую - 10 капель раствора гидроксида натрия.

Напишите уравнения протекающих реакций.

Запишите уравнения реакций взаимодействия магния с разбавленным и концентрированным растворами азотной кислоты, с концентрированным раствором серной кислоты. Расставьте коэффициенты методом электронного или ионно-электронного баланса.

2. Взаимодействие алюминия с кислотами и щелочами.

Налейте в одну пробирку 10 капель раствора серной кислоты, а во вторую – 10 капель раствора гидроксида натрия. Опустите в них по грануле алюминия (или по кусочку алюминиевой фольги одинакового размера).

Напишите уравнения протекающих реакций.

Запишите уравнение реакции взаимодействия алюминия с разбавленной азотной кислотой. Расставьте коэффициенты методом электронного или ионно-электронного баланса.

В) Взаимодействие металла с солями.

Возьмите три пробирки, в каждую из которых опустите по кусочку цинка. В первую пробирку на ¼ объема прилейте раствор хлорида железа (III), во вторую - сульфата меди (II), в третью - нитрата свинца (II). Что происходит на поверхности цинка? Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах, укажите процессы окисления и восстановления, используя ряд напряжений металлов.




Задание 2. Взаимодействие серной и азотной кислот

с медью.

А) Взаимодействие меди с серной кислотой.

1. В пробирку поместите кусочек меди. Добавьте в пробирку на ¼ от объёма концентрированной серной кислоты и осторожно (обязательно под тягой!) нагрейте на спиртовой горелке. Какие вещества получаются? Составьте уравнение происходящей реакции, укажите процессы окисления и восстановления, подберите коэффициенты путём составления электронного или ионно-электронного баланса.

2. В пробирку поместите кусочек меди и прибавьте немного разбавленной серной кислоты. Составьте уравнение реакции, укажите процессы окисления и восстановления, подберите коэффициенты путём составления электронного или ионно-электронного баланса.

Б) Взаимодействие меди с азотной кислотой

В две пробирки опустите по одному кусочку меди. В одну пробирку добавьте ¼ разбавленной азотной кислоты, в другую столько же - концентрированной. Опыт производите под тягой! Определите, какие продукты получаются. Составьте уравнения реакций, укажите процессы окисления и восстановления, подберите коэффициенты путём составления электронного или ионно-электронного баланса.




Задание 3. Изучение окислительных свойств перманганата калия в различных средах.

В три пробирки внесите последовательно по 3 капли раствора перманганата калия. В первую пробирку добавьте каплю раствора серной кислоты, во вторую - каплю дистиллированной воды, в третью - каплю раствора гидроксида калия. Раствор не меняет фиолетового окраса.

В каждую из трех пробирок добавьте 2-3 капли раствора сульфита натрия.

Раствор с серной кислотой становится бесцветным. Раствор с дистиллированной водой становится гранатовым. А раствор с гидроксидом калия становится темно-зеленым.

Напишите уравнения реакций, расставьте коэффициенты методом ионно-электронного баланса (методом полуреакций).




Общий вывод о проделанной работе:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Лабораторная работа № 11

«Ознакомление с образцами представителей классов неорганических веществ.

Ознакомление с образцами представителей классов органических веществ.

Ознакомление с коллекцией руд»


Цель: Получить навыки на основе коллекционного материала и учебного пособия знакомиться с физическими свойствами неметаллов, металлов и сплавов и умения заполнять таблицу.

Задача: ознакомиться с коллекциями представителей классов органической и неорганической химии, а также с коллекциями руд

Оборудование: Коллекции неметаллов, металлов, сплавов, органических веществ

Теоретические сведения

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/d77a0998-8cff-11db-b606-0800200c9a66/ch11_17_06.jpg


Ход работы


Ознакомление с коллекциями неорганических веществ:

1. Ознакомление с коллекцией неметаллов.

Рассмотрите коллекцию неметаллов Si, P, C, S, I2 . Запишите их физические свойства, т.е. агрегатное состояние, цвет, твердость, блеск.


2. Ознакомление с коллекцией металлов.

Рассмотрите коллекцию металлов. Запишите их физические свойства - агрегатное состояние, цвет, твердость, блеск.


3. Ознакомление с коллекцией сплавов.

Рассмотрите коллекцию сплавов. Запишите их физические свойства - агрегатное состояние, цвет, твердость, блеск. Запишите название и состав сплавов.

Наблюдения занесите в таблицу.


Название вещества

Физические свойства

1.Неметалл

1.1.


2. Металл

1.1.


3. Сплав металлов

1.1.



4. Ознакомление с коллекцией органических веществ.

Рассмотрите коллекцию органических веществ. Запишите их физические свойства, данные занесите в таблицу:

Название вещества

Физические свойства





Контрольные вопросы


1 уровень

По каким физическим свойствам металлы отличаются от неметаллов?

Какие соединения называют сплавами?

Что вы понимаете под названием органическое и неорганическое вещество, руда?


2 уровень

Какие неорганические вещества или руды являются основой цветных и черных сплавов?

Сравните неорганические и органические вещества с точки зрения строения кристаллических решеток?


3 уровень

Почему органические и неорганические вещества проводят электрический ток, теплопроводны? Почему это нельзя сказать о рудах?


Сформулируйте вывод по работе.



Лабораторная работа № 12

«Получение кислорода и его свойства. Получение водорода и его свойства.

Получение пластической серы, химические свойства серы»


Цель работы:

  1. получить кислород разложением перманганата калия и каталитическим разложением перекиси водорода; на примере конкретных химических реакций изучить свойства кислорода.

  2. получить водород взаимодействием соляной кислоты с цинком; провести опыты, характеризующие свойства водорода.


Оборудование и реактивы:

  1. приборы для получения газа, штатив с пробирками, железные ложечки для сжигания веществ, спиртовка, спички, держатель, штатив лабораторный; перманганат калия, пероксид водорода, уголь, сера, оксид марганца (IV), известковая вода.

  2. прибор для получения водорода, штатив с пробирками, штатив лабораторный, спиртовка, спички, держатель; цинк в гранулах, соляная кислота (30 %-я), оксид меди (II) в порошке.



Порядок выполнения работы

  1. Соберите прибор для получения газа, поместите в него перманганат калия (до 1/5 объема пробирки), введите в пробирку небольшой ватный тампон. Укрепите прибор в лапке лабораторного штатива так, чтобы конец газоотводной трубки доходил почти до дна пробирки, в которую будет собираться кислород. Горящей спиртовкой вначале прогрейте всю придирку, затем начните нагревание той части, где находится перманганата калия. После заполнения пробирки кислородом закройте ее пробкой.

  2. Соберите второй прибор (для получения кислорода из пероксида водорода), поместите в него 3-4 кусочка оксида марганца (IV) (выполняет роль катализатора реакции разложения пероксида водорода на воду и кислород). Закрепите прибор в лапке лабораторного штатива, заранее подготовьте пробирку для собирания газа (опыт удобно проводить вдвоем). Быстрым движением залейте в пробирку до 1/5 объема пероксида водорода и закройте пробкой с газоотводной трубкой. Соберите газ в приемную пробирку и закройте ее пробкой.

  3. В первую пробирку с кислородом внесите ложечку с тлеющим угольком (заранее разогрейте уголек в пламени спиртовки). Что наблюдаете? Когда горение прекратится, выньте ложечку из пробирки, добавьте в нее известковой воды и взболтайте. Почему происходит помутнение известковой воды?

  4. Во вторую пробирку с кислородом внесите ложечку с предварительно подожженным небольшим кусочком серы. Что наблюдаете?

  5. Соберите прибор для получения водорода, поместите в пробирку 5-6 гранул цинка, закрепите прибор в лапке лабораторного штатива. В лапке другого лабораторного штатива закрепите пробирку с оксидом меди (II) так, чтобы донышко пробирки (по горизонтали) было чуть выше ее отверстия, а оксид распределите тонким слоем от дна пробирки до ее середины. На уровне отверстия пробирки на стол поставьте выпарительную чашечку.

  6. Прогрейте оксид меди (II) пламенем спиртовки.

  7. В прибор для получения водорода налейте соляную кислоту до 1/4 объема пробирки. Получите водород, испытайте его на чистоту.

  8. Когда будет выделяться чистый водород, вставьте газоотводную трубку в пробирку с оксидом меди (II) так, чтобы ее конёц доходил до дна пробирки. Продолжайте нагревание оксида меди (II). Наблюдайте изменение цвета порошка с черного на красный и образование капелек воды на стенках пробирки.

  9. Извлеките газоотводную трубку из пробирки с оксидом меди (II) и подожгите выделяющийся водород.


По итогам проведенных экспериментов заполните таблицу, сделайте вывод.


Оформление работы


Опыт

Исходные вещества

Услдовия реакции

Признаки реакции

Уравнение реакции

Вывод










Вывод.

  1. Получили кислород двумя способами: термическим разложением перманганата калия и каталитическим разложением пероксида водорода. Собрали кислород и изучили его химические свойства на примерах реакций с серой и углем.

  2. Получили водород взаимодействием цинка с соляной кислотой и изучили его химические свойства.

Лабораторная работа №13

«Взаимодействие металлов с растворами кислот и солей. Свойства угля: адсорбционные, восстановительные. Взаимодействие цинка или алюминия с растворами кислот и щелочей. Окрашивание пламени катионами щелочных и щелочноземельных металлов»


Цель работы: Изучить действие кислот и щелочей на амфотерные металлы. Наблюдать амфотерность гидроксида цинка. Ознакомиться с некоторыми нерастворимыми соединениями цинка и их свойствами. Наблюдать образование гидроксида алюминия и его амфотерность. Изучить взаимодействие алюминия с водой, солями и кислотами. Ознакомиться на практике с амфотерностью гидроксидов олова и свинца. Наблюдать различную окраску нерастворимых солей свинца. Изучить восстановительные свойства солей олова (II), окислительные свойства диоксида свинца (IV).

Оборудование и реактивы: Пробирки, газовая горелка, гранулы цинка, Al металлический, серная кислота разбавленная и концентрированная, азотная кислота разбавленная и концентрированная, соляная кислота разбавленная и концентрированная, фосфорная кислота раствор, уксусная кислота раствор, раствор нитрата меди, аммиак разбавленный раствор, гидроксид натрия (NaOH, 0,1 н раствор, 6н раствор), сульфид натрия свежеприготовленный раствор, карбонат натрия раствор, хлорид натрия раствор, хромат калия раствор, йодид калия раствор, перманганат калия раствор, дихромат калия раствор, гексациано-(III)феррат калия раствор, хлорид цинка 2 н раствор, хлорид алюминия раствор, нитрат меди, ацетат свинца раствор, диоксид свинца (IV) кристаллический, хлорид олова ( II) раствор, хлорид железа(III) раствор.


Теоретическое сведения

Алюминий. Входит в главную подгруппу III группы Периодической системы элементов. Серебристо-белого цвета, с высокой тепло- и электропроводностью, стойкий к коррозии за счёт быстрого образования прочных оксидных плёнок, защищающих поверхность от дальнейшего взаимодействия. Алюминий – амфотерный металл. Оксид и гидроксид алюминия в реациях могут проявлять как основные, так и кислотные свойства. Реагируя с кислотами и кислотными оксидами, образуют соль, в которой алюминий является катионом Al3+.

2Al(OH)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O

Al2О3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

Реагирую с основными оксидами и гидроксидами проявляют свойства кислотных соединений, образуя соль, в которой атом алюминия AlIII входит в состав аниона (кислотного остатка) AlО2.

2Al(OH)3 + Na2O = 2NaAlO2 + 3H2O (в расплаве)

Al2О3 + 2NaOH(т) = 2NaAlO2 + H2O (в расплаве)

Цинк. Элемент побочнной подгруппы II группы Периодической системы элементов. Цинк является мало активным, трудно окисляется и проявляет слабые металлические свойства. В образующихся соединениях степень окисления цинка равна двум. Типичный пример металла, образующего амфотерные соединения. Амфотерными являются соединения цинка ZnO и Zn(OH)2. Оксид цинка не растворяется в воде, поэтому гидроксид этого элемента может быть получен только косвенным путем – при действии щелочи на растворы солей цинка. Гидроксид цинка малорастворим в воде, но хорошо растворяется в растворах кислот и щелочей. Цинк имеет склонность к образованию комплексных соединений.


Ход работы

Опыт 1. Действие кислот и щелочей на цинк

В 5 пробирок поместить по грануле цинка. В первую прилить щелочь. Какой газ выделяется? Почему выделение газа произошло не сразу, а через некоторое время? Во вторую – концентрированную серную кислоту (при необходимости подогреть, затем – прокипятить). В третью – разбавленную серную кислоту, в четвертую – сильно разбавленную азотную кислоту, в пятую – концентрированную азотную кислоту Записать наблюдения. Написать уравнения реакций, уравнять методом электронного баланса следующие химические реакции:

  1. растворения цинка в щелочи;

  2. растворения окисной пленки цинка в щелочи;

  3. растворения окисной пленки цинка в серной кислоте;

  4. растворения цинка в концентрированной серной кислоте;

  5. растворения цинка в концентрированной серной кислоте при нагревании;

  6. растворения цинка в концентрированной серной кислоте при кипячении;

  7. растворения цинка в разбавленной серной кислоте;

  8. растворения цинка в предельно разбавленной азотной кислоте;

  9. растворения цинка в концентрированной азотной кислоте.


Опыт 2. Получение гидроксида цинка и изучение его амфотерности

В две пробирки налить раствор хлорида цинка. В обе добавить по 1 – 2 капли щелочи. Осадок какого соединения образуется? В первую пробирку налить избыток щелочи, во вторую – соляной кислоты. Почему в обеих пробирках осадок исчез? Написать уравнения реакций:

  1. получения гидроксида цинка из хлорида цинка и гидроксида натрия;

  2. растворения гидроксида цинка в избытке гидроксида натрия;

  3. растворения гидроксида цинка в соляной кислоте


Опыт 3. Нерастворимые соли цинка, их свойства

В три пробирки налить раствор хлорида цинка. В первую пробирку добавить раствор сульфида натрия, во вторую – раствор карбоната натрия, в третью – раствор фосфорной кислоты. Осадки каких соединений и какого цвета выпали? Написать уравнения реакций, учитывая, что во второй пробирке образовавшаяся соль тут же гидролизуется до основного карбоната Zn2(ОН)2СО3. Проверить его на растворимость в соляной кислоте. Осадок, полученный в третьей пробирке проверить на растворимость в NаОН, растворе аммиака, в уксусной кислоте.Написать уравнения реакций:

  1. взаимодействия хлорида цинка и сульфида натрия;

  2. взаимодействия хлорида цинка и карбоната натрия;

  3. гидролиза карбоната цинка до Zn2(ОН)3СО3;

  4. растворения Zn2(ОН)2СО3 в соляной кислоте ;

  5. взаимодействия хлорида цинка и фосфорной кислоты;

  6. растворения фосфата цинка в гидроксиде натрия;

  7. растворения фосфата цинка в растворе аммиака;

  8. растворения фосфата цинка в уксусной кислоте.


Опыт 4. Получение гидроксида алюминия. Изучение его амфотерности

В две пробирки налить раствор хлорида алюминия, добавить в каждую по две капли щелочи. Осадок какого соединения выпал? В одну пробирку добавить щелочь, в другую – разбавленную соляную кислоту. Почему в обеих пробирках осадки растворились? Написать уравнения реакций:

  1. взаимодействия хлорида алюминия со щелочью;

  2. растворения осадка в щелочи;

  3. растворения осадка в кислоте.


Опыт 5. Взаимодействие алюминия с водой, солями и кислотами

Приготовить 6 пробирок. Налить: в первую – разбавленную соляную кислоту, во вторую – разбавленную серную кислоту, в третью – разбавленную азотную кислоту, в четвертую – концентрированную азотную кислоту, в пятую – дистиллированную воду, в шестую – раствор нитрата меди.

В каждую пробирку добавить по 1-2 стружки алюминия ( предварительно очистить алюминий от оксидной пленки). В каком случае не протекает химическая реакция? Почему? Какие газы выделяются из 1-ой, 2-ой, 5-ой пробирок? Какой из 3-ей? Что выделяется в 6-ой пробирке? Записать наблюдения, уравнения соответствующих химических реакций.


Опыт 6. Получение гидроксидов олова и свинца, изучение их амфотерных свойств

В две пробирки налить раствор хлорида олова (II), в две другие – раствор ацетата свинца. Во все добавить по 2 капли щелочи. Осадки каких соединений образуются? В первую и третью пробирки налить избыток щелочи, во вторую и четвертую пробирки - азотную кислоту. Объяснить растворение осадков во всех пробирках. Написать уравнения реакций:

  1. взаимодействия хлорида олова (II) со щелочью;

  2. взаимодействия ацетата свинца (II) со щелочью;

  3. растворения осадка из первой пробирки в щелочи;

  4. растворения осадка из первой пробирки в кислоте;

  5. растворения осадка из второй пробирки в щелочи;

  6. растворения осадка из второй пробирки в кислоте.

Опыт 7. Труднорастворимые соли свинца и их окраска

Приготовить 5 пробирок. Налить: в первую – раствор хлорида натрия, во вторую – разбавленную серную кислоту, в третью – раствор хромата калия, в четвертую – раствор иодида калия, в пятую – раствор сульфида натрия. Во все пробирки добавить раствор ацетата свинца (II). Отметить цвет выпадающих осадков. После отстаивания осадка PbI2 раствор из пробирки слить, добавить к осадку немного воды и нагреть пламенем горелки до его растворения. Раствор охладить.Наблюдать выделение золотисто-желтых кристаллов PbI2. Записать наблюдения и уравнения реакций взаимодействия в молекулярной и ионной формах:

  1. хлорида натрия с ацетатом свинца;

  2. хромата калия с ацетатом свинца;

  3. иодида калия с ацетатом свинца;

  4. сульфида натрия с ацетатом свинца


Опыт 8. Восстановительные свойства солей олова (II )

а) Восстановление железа (III). В две пробирки налить раствор хлорида железа (III), раствор гексациано-феррата(III) калия K3[Fe(CN)6] и несколько капель воды. Отметить окраску полученного раствора. Одну пробирку сохранить в качестве контрольной. В другую пробирку добавить раствор хлорида олова (II).

Как изменилась окраска по сравнению с первоначальной? Чем это объяснить? Гексацианоферрат(III) калия K3[Fe(CN)6] является реактивом на Fe2+, с которым дает комплексное соединение Fe3[Fe(CN)6]2 синего цвета).Написать уравнения реакций:

  1. восстановления хлорида железа (III) хлоридом олова (II);

  2. взаимодействия образовавшегося хлорида железа (II) с K3[Fe(CN)6].


б) Восстановление перманганата калия и дихромата калия. Налить в пробирку раствор хлорида олова (II), подкислить его cоляной кислотой и прилить раствор KMnO4. Наблюдать изменение окраски раствора вследствие восстановления ионов MnO4-.

Опыт повторить, взяв в качестве окислителя раствор K2Cr2O7. Наблюдать появление в растворе зеленой окраски, характерной для иона Cr+3. Написать уравнения реакций взаимодействия:

  1. хлорида олова (II) с KMnO4 в кислой среде;

  2. хлорида олова (II) с K2Cr2O7 в кислой среде.


Опыт 9. Окислительные свойства оксида свинца (IV)

В пробирку налить несколько капель серной кислоты и иодида калия. Добавить немного оксида свинца (IV). Нагреть пламенем газовой горелки. Как изменится цвет раствора (после отстаивания осадка), почему? Написать уравнение реакции, расставить коэффициенты с помощью метода электронного баланса.


Опыт 10. Адсорбционные свойства угля.

А. Адсорбция красящих веществ из раствора. В пробирку до половины ее объема налить раствор метилоранжа. Внести в раствор немного активированного угля. Плотно закрыть пробирку пальцем и энергично встряхивать ее 2–3 мин. Дать раствору отстояться и отметить его обесцвечивание.

Б. Адсорбция ионов из раствора. В пробирку внести 2–3 капли 0,01 н. раствора нитрата свинца. Добавить к нему одну каплю 0,1 н. раствора иодида калия. Наблюдать выпадение осадка иодида свинца. (Пробирку с полученным осадком сохранить для сравнения.) В другую пробирку до половины ее объема налить того же раствора нитрата-свинца и внести небольшое количество порошка активного угля. Закрыв отверстие пробирки пальцем, энергично встряхивать ее 2–3 мин. Дать раствору отстояться и капельной пипеткой отобрать 3–4 капли прозрачного раствора и перенести его в другую пробирку. Добавить туда же одну каплю 0,1 н. раствора KI. Сравнить количество осадка иодида свинца, полученного в первом и втором случае.

Чем объяснить различие? Описать наблюдаемое. Составить уравнение реакции.

Опыт 11. Восстановление углем серной кислоты. В цилиндрическую пробирку поместить 2–3 капли концентрированной серной кислоты (плотность 1,84 г/см3) и маленький кусочек угля. Укрепить пробирку в штативе и на маленьком пламени горелки осторожно подогреть ее. Наблюдать выделение пузырьков газа. По запаху определить один из выделяющихся газов.

Написать уравнение реакции, учитывая, что углерод окисляется до диоксида углерода. Какое вещество восстановилось?

Опыт 12.  Реакции оксалат-иона.


А) образование малорастворимых оксалатов: в 3 пробирки поместить 3–4 капли раствора оксалата натрия, затем добавить растворы солей кальция, магния, бария; отметить образование осадков.

Б) восстановительные свойства оксалата: к 3–4 каплям раствора оксалата натрия прибавить 1–2 капли сульфата марганца (II) (катализатор), 3–4 капли разбавленной серной кислоты и 2–3 капли перманганата калия. Наблюдать за изменением цвета раствора перманганата. К одной пробе раствора оксалата натрия добавить фенолфталеин, а к другой – лакмус. Отметить изменение окраски индикатора.

Сделайте вывод.


Контрольные вопросы

  1. Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

hello_html_m4ab0f040.gif

hello_html_21d8bc34.gif

hello_html_m6852c524.gif

  1. При взаимодействии сульфида свинца с алюминием образуется свинец и сульфид алюминия. Слоставьте уравнение этой реакции и укажите, какой элемент в этой реакции окисляется, а какой восстанавливается.

  2. При растворении 18,6 г технического цинка в избытке раствора соляной кислоты выделилось 5,7 л водовода (н.у.) Определить массовую долю примесей в этом образце цинка.

  3. Алюминиц массой 17 грамм растворили в избытке соляной кислоты. Рассчитайте количество вещества выделяющегося водорода и образовавшегося хлорида цинка.



Лабораторная работа № 14

Получение и свойства углекислого газа. Свойства соляной, серной (разбавленной) и уксусной кислот. Взаимодействие гидроксида натрия с солями (сульфатом меди (II) и хлоридом аммония). Разложение гидроксида меди. Получение и амфотерные свойства гидроксида алюминия.


Цель:

Изучить химические свойства кислот соляной, серной (разбавленной) и уксусной; закрепить умение получать газы; продолжить обучение студентов работать с лабораторным оборудованием; экспериментировать, наблюдать, анализировать опыты, делать выводы.

Оборудование и реактивы: пробирки, штативы для пробирок, H2SO4(р), Zn, Cu, CuO, NaOH(P) ф/ф, лакмус, метилоранж, BaCl2, Na2SO4, спиртовка, две полоски индикаторной бумаги, раствор соляной кислоты концентрацией 3 моль/л (3 Н), раствор уксусной кислоты концентрацией 3 моль/л (3 Н), магний, раствор гидроксида калия концентрацией КOH 1 моль/л (1 Н), фенолфталеин , раствор карбоната натрия; стакана на 200 мл со стеклянными палочками, 0,5 М раствор сульфата (или хлорида) алюминия, 2 М раствор гидроксида аммония, 4 М раствор соляной кислоты, 4 М раствор гидроксида натрия, дистиллированная вода.


Теоретические сведения

Классификация кислот по следующим признакам:

По содержанию кислорода:

1. Кислородосодержащие                       2. Бескислородные

HNO3, H2SO4, H3PO4                            HCl, HJ, H2S

По основности

(по числу атомов водорода в молекуле кислоты)

1. Одноосновные                                    2. Многоосновные

HCl, HNO3, HBr                                     H2SO4, H3PO4, H2S

По силе (по степени диссоциации)

1. Сильные (α =100 %)                            2. Слабые (α < 100 %)

HCl, HNO3, H2SO4                                   H2S, HNO2, H2CO3

По растворимости

1. Растворимые                                      2. Нерастворимые

HCl, HNO3                                             H2SiO3, H2MoO4


Взаимодействие металлов с разбавленной азотной кислотой


Активные

Средней активности

Малоактивные

Реагируют

Реагируют

(пассивируется Ti)

Реагируют Сu, HgAg,

не реагируют

Au, Pt


В результате взаимодействия образуются нитрат металла,         вода и один из продуктов окисления азотной кислоты:


NH3,     NH4NO3

N2 или N2O

NO


Взаимодействие металлов с разбавленной серной кислотой


Активные

Средней актив.

Малоактивные

Реагируют

Реагируют

(пассивируется Pb)

Не реагируют


Ход работы


Опыт 1. Получение оксида углерода (II) и его горение. Опыт следует проводить в вытяжном шкафу! В пробирку внести 2–3 капли концентрированной серной кислоты (d = 1,84 г/см3) и 4–5 капель муравьиной кислоты НСООН. пробирку закрыть пробкой с прямой газоотводной трубкой и укрепить в штативе вертикально. Подогреть смесь маленьким пламенем горелки и осторожно поджечь выделяющийся газ (смесь СО с воздухом взрывчата). Отметить цвет пламени. Написать уравнения реакций получения оксида углерода (II) и его горения.

Опыт 2. Получение диоксида углерода и его растворение в воде. Приготовить пробирку с нейтральным раствором лакмуса (4–6 капель). В колбу Вюрца положить 3–4 маленьких кусочка мрамора. Укрепив колбочку в штативе вертикально, внести в нее 5 капель воды и 10 капель концентрированной хлороводородной кислоты. Быстро закрыть колбочку пробкой. Конец трубки опустить в пробирку с нейтральным раствором лакмуса и пропускать газ 2–3 мин. Отметить изменение окраски лакмуса.

Написать схему равновесия, существующего в водном растворе диоксида углерода. Как сместится это равновесие при добавлении в раствор щелочи? кислоты? Указать причину смещения равновесия в каждом случае.


Опыт 3. Изучение свойств серной кислоты и её солей.

  1. Налейте в пробирку 2 мл раствора серной кислоты и исследуйте раствор индикаторами - лакмусом, метиловым оранжевым.

  2. Опустите в одну пробирку с серной кислотой кусочек цинка, в другую медь. Что вы наблюдаете? Запишите уравнения реакций в ионном виде.

  3. В пробирку насыпьте немного оксида меди(II),прилейте 2-3 мл раствора серной кислоты, слегка нагрейте. Напишите реакцию в ионном виде.

  4. В пробирку налейте 1 мл р-ра гидроксида натрия, добавьте к нему раствор фенолфталеина, к раствору малинового цвета добавьте серной кислоты .Что вы наблюдаете? Запишите уравнение реакции.

  5. Налейте в одну пробирку 2 мл раствора серной кислоты в другую 2 мл сульфата натрия, добавьте в обе пробирки по каплям раствор хлорида бария. Запишите уравнения реакций и цвет осадка.

Опыт 4. Сравнение свойств органической и неорганической кислот.


В этом опыте сравним силу (степень диссоциации) органической кислоты на примере уксусной и неорганической – на примере соляной. Для этого определим рН растворов этих кислот с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Приготовить две полоски индикаторной бумаги и нанести на одну полоску каплю раствора соляной кислоты концентрацией 3 моль/л (3 Н), а на другую каплю раствора уксусной кислоты такой же концентрации 3 моль/л (3 Н). Сразу же сравнить изменившийся цвет бумаги с цветной шкалой, определив значение рН. Сделать вывод о том, какая из кислот является боле сильной.


Опыт 5. Отношение уксусной и соляной кислот к металлам.

Для опыта приготовить две пробирки. В одну поместить 1 мл уксусной кислоты 3 моль/л (3 Н), а в другую 1 мл соляной кислоты. В каждую из пробирок насыпать на кончике ложечки стружку магния. В каком случае реакция протекает интенсивнее? Какой газ выделяется из раствора. Записать уравнения соответствующих реакций.


Опыт 6. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями.

Поместите в пробирку 1 мл раствора гидроксида калия концентрацией КOH 1 моль/л (1 Н) и прибавить несколько капель фенолфталеина. Объясните изменение окраски раствора. Затем в пробирку по каплям прибавляйте раствор уксусной кислоты до обесцвечивания раствора. Чем вызвано исчезновение окраски раствора? Записать уравнение соответствующей реакции.


Опыт 7. Взаимодействие уксусной кислоты с солями слабых неорганических кислот.

В пробирку поместить раствор карбоната натрия и приливать по каплям уксусную кислоту концентрацией CH3COOH 3моль/л (3 Н). Описать наблюдаемые явления. Записать уравнение соответствующей реакции. Какой газ выделяется из раствора?

Результаты опытов занести в таблицу.


Вывод по работе.

Какова сила карбоновых кислот (на примере уксусной кислоты)? Каковы сходные признаки между органическими и неорганическими кислотами?

Опыт 8. Взаимодействие гидроксида натрия с солями (сульфатом меди (II) и хлоридом аммония)

  1. Поместите в пробирку несколько капель раствора сульфата меди (II), добавьте по каплям раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. Отметьте цвет осадка.

К полученному осадку прилейте раствор гидроксида натрия. Запишите наблюдаемые явления.

Запишите уравнения реакции получения гидроксида меди (II) в молекулярной и ионной форме. Сделайте вывод о свойствах гидроксида натрия с сульфатом меди (II).

  1. Налейте в пробирку 2 мл раствора хлорида аммония и столько же раствора гидроксида натрия. Что вы наблюдаете? Нагрейте эту смесь до начала кипения, соблюдая правила техники безопасности. Поднесите смоченную водой фиолетовую лакмусовую бумажку к отверстию пробирки. Почему изменился цвет индикатора? Определите по запаху выделяющийся газ. Составьте уравнение реакции.

Вывод: реакции солей аммония со щелочами могут быть использованы в лаборатории для получения аммиака.

Опыт 9. Разложение гидроксида меди.

Полученный гидроксид меди (II) в 8 опыте отлейте в стакан. Поставьте его на сетку с горелкой и прокипятите его. Получается черный оксид меди (II)

Запишите уравнения реакции получения продуктов реакции.

Вывод:

Си (ОН)2 = СиО + Н20

Опыт 10. Получение и амфотерные свойства гидроксида алюминия

  1. Стакан заполните на 1/4 раствором соли ал-юминия и приливайте раствор гидроксида аммония до образования осадка гидроксида алюминия. Долейте дистиллированной воды до 3Д объема стакана, хорошо перемешайте стеклянной палочкой и разделите жидкость поровну на 3 стакана. В первый стакан добавьте раствор соляной кислоты, во второй — раствор гидроксида натрия до полного растворения (при перемешивании стеклянной палочкой) гидроксида алюминия. Третий стакан служит для сравнения. Рассмотрите растворы трех стаканов.

  2. Прибавляя к такой равновесной системе ионы Н+ (кислоту), связываем ионы ОН- в малодиссоциированное соединение — но«л ду; равновесие смещается справа налево до тех пор, пока весь осадок не растворится.

  3. Прибавляя к равновесной системе ионы ОН- (щелочь), сйМ зываем ионы Н+ также в воду, равновесие смещается слева на право до полного растворения осадка.


Вывод: C:\Users\9418~1\AppData\Local\Temp\FineReader11\media\image1.jpeg

C:\Users\9418~1\AppData\Local\Temp\FineReader11\media\image2.jpegC:\Users\9418~1\AppData\Local\Temp\FineReader11\media\image3.jpeg







Лабораторная работа № 15

«Получение жесткой воды и изучение ее свойств. Устранение временной и постоянной жесткости»


Цель: Приготовление растворов с определенной массовой долей растворенного вещества», формирование понятия «жесткость» воды, развитие умений по устранению жесткости воды; продолжить формирование умения проводить химические реакции.

Оборудование: набор реактивов и лабораторной посуды для проведения реакций.


Теоретические сведения:

Воду с растворенными в ней солями называют жесткой, а совокупность свойств такой воды – жесткостью. Жёсткость воды – свойство воды, связанное с содержанием растворимых в ней соединений кальция и магния, это параметр, показывающий содержание катионов кальция, магния в воде. Жесткая вода образует накипь на стенках паровых котлов, отопительных приборов и бытовой металлической посуды. Она не пригодна для производства бумаги и крашения тканей, для приготовления пищи и напитков. В жесткой воде плохо развариваются овощи и мясо, не пенится мыло. Мыла – это натриевые и калиевые соли органических кислот (C17H35COONa, C17H35COOK). С катионами кальция и магния анионы кислотных остатков образуют нерастворимые соли, и мыло расходуется при этом бесполезно. В настоящее время химическая промышленность выпускает большое количество различных синтетических моющих средств (стиральных порошков), содержащих насыщенную углеводородную цепь из 10...15 атомов углерода, так или иначе связанную с сульфатной или сульфонатной группой, например:

hello_html_6777fad2.png





Они, как правило, не образуют малорастворимых в воде солей кальция и магния. Запись СМС можно упростить: R-SO3-Na.

Согласно ГОСТ 6055 – 86 различают:

  • карбонатную жесткость – это совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней гидрокарбонатов кальция, магния и железа. Часто этот вид жесткости называют временной или устранимой;

  • некарбонатную жесткость – совокупность свойств воды, обусловленных присутствием в ней сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов кальция, магния и железа. Этот вид жесткости также называют постоянной или неустранимой;

  • общую жесткость, складывающуюся из карбонатной и некарбонатной жесткости. Она равна сумме концентраций ионов Са2+, Mg2+, Fе2+.

За единицу жесткости принимают жесткость воды в одном литре которой содержится один миллимоль (ммоль) эквивалент ионов Са2+ или Mg2+. Числовое значение жесткости, выраженное в ммоль/л, совпадает со значением в моль/м3. Одна единица жесткости соответствует массовой концентрации ионов Са2+, равной 20,4 мг/л или ионов Mg2+, равной 12,15 мг/л.

По величине жесткости различают воду:

  • очень мягкую < 1, 5 единиц (ммоль экв/л);

  • мягкую 1, 5 – 3 единиц;

  • среднюю 3, 6 – 6, 0 единиц

  • жесткую 6, 0 – 9, 0 единиц

  • очень жесткую > 9, 0 единиц.



Методы устранения и снижения жесткости воды.

Устранение или снижение жесткости воды называют умягчением. Его осуществляют различными методами.

1. Метод кипячения. Он позволяет устранить только временную (карбонатную) жесткость, обусловленную наличием в воде хорошо растворимых гидрокарбонатов кальция, магния и железа. При этом катионы Са2+, Mg2+, Fe2+ осаждаются в виде нерастворимых соединений.

2. Химическая обработка воды (реагентный метод). Этот метод позволяет устранить как временную жесткость, так и постоянную. Сущность его заключается в обработке воды специальными реагентами, образующими ионами, вызывающими жесткость, малорастворимые соединения. К числу таких реагентов относятся: сода Na2CO3, негашеная CaO и гашеная Ca(OH)2 извести, различные фосфаты натрия (Na3PO4, Na6P6O18) и др. Обработка известью позволяет связать и растворенный в воде углекислый газ. Использование фосфатов натрия предпочтительнее, так как образующие фосфаты кальция, магния и железа менее растворимы, чем соответствующие их карбонаты и гидроксиды.

3. Ионообменный метод. Это современный физико – химический метод основан на способности некоторых веществ, не растворимых в воде, стехиометрически обменивать свои ионы на ионы внешней среды (воды, растворов электролитов). Вещества, обладающие такими свойствами, называют ионообменниками (ионообменными сорбентами) или сокращенно ионитами. Большинство ионитов – твердые, ограниченно набухающие вещества, аморфной или кристаллической структуры. Они состоят из каркаса (матрицы) и закрепленных на нем иогенных (активных функциональных) или комплексообразующих групп.








Выходной тест по теме «Жёсткость воды»

1. а) Са(НСО3)2 г) Mg(HCО3)2

б) CaSО4 д) MgSО4

в) MgCl2 e) СаС12


2. ПОСТОЯННАЯ ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ ОБУСЛОВЛЕНА НАЛИЧИЕМ

а) Са(НСО3)2 г) Mg(HCО3)2

б) CaSО4 д) MgSО4

в) MgCl2 e) СаС12


3а) добавить соду Na2CО3

б) кипячением

в) добавить известковую воду Са(ОН)2

г) использовать иониты

д) добавить уксус


4. КАК СМЯГЧИТЬ ВОДУ С ВРЕМЕННОЙ (КАРБОНАТНОЙ) ЖЁСТКОСТЬЮ?

а) добавить соду Na2CО3

б) кипячением

в) добавить известковую воду Са(ОН)2

г) использовать иониты

д) добавить уксус


5. КАК СМЯГЧИТЬ ВОДУ С ОБЩЕЙ (КАРБОНАТНОЙ И НЕКАРБОНАТНОЙ) ЖЁСТКОСТЬЮ?

а) добавить соду Na2CО3

б) кипячением

в) добавить известковую воду Са(ОН)2

г) использовать иониты

д) добавить уксус


6. КАКУЮ ОПАСНОСТЬ ПРЕДСТАВЛЯЕТ НАКИПЬ, КОТОРАЯ ОБРАЗУЕТСЯ В ТОПОЧНЫХ КОТЛАХ?

а) вызывает коррозию металла

б) вызывает преждевременный износ котла

в) вызывает перерасход топлива


7. УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИЙ, В РЕЗУЛЬТАТЕ КОТОРЫХ УСТРАНЯЕТСЯ ВРЕМЕННАЯ ЖЁСТКОСТЬ


а) CaSО4 + Na2CО3 = CaCО3↓+ Na2CО3

б) Са(НСО3)2 = CaCО3↓ + СО2↑ + Н2О

в) Mg(HCО3)2 = MgCО3↓ + CО2↑+ Н2О

г) MgCl2 + Na2CО3 = MgCО3↓ + 2NaCl


8. УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИЙ, В РЕЗУЛЬТАТЕ КОТОРЫХ УСТРАНЯЕТСЯ ПОСТОЯННАЯ ЖЁСТКОСТЬ


а) CaSО4 + Na2CО3 = CaCО3↓ + Na2CО3

б) Са(НСО3)2 = CaCО3↓ + C02↑ + H2О

в) Mg(HCО3)2 = MgCО3↓ + CО2↑ + Н2О

г) MgCl2 + Na2CО3 = MgCО3↓ + 2NaCl


Задание:

1. Переписать в тетрадь все пункты раздела "Содержание работы и последовательность выполнения".

2. Провести реакции и записать уравнения.

3. В выводе указать наблюдаемые изменения.

Содержание работы и последовательность выполнения

Применяемое оборудование и материалы

Инструкционные указания и требования

1.

Приготовьте воду с временной, карбонатной жесткостью (содержит гидрокарбонат кальция). Разделите содержимое на 6 пробирок.

Пробирки, вода, Са(НСО3)2

Запишите уравнения реакции в ионной форме.


2.

Налить в 2 пробирки по 1 мл жесткой воды, в одну добавить по каплям раствор мыла, в другую раствор СМС. Взболтать содержимое пробирок.

Пробирки, растворы мыла и порошка, жесткая вода

Проделать опыт, записать уравнения реакции в ионной форме и наблюдения

3.

Проведите опыт по устранению временной, карбонатной жесткости воды кипячением. Повторите опыт №2.

Пробирки, спиртовка, спички, растворы мыла и порошка, жесткая вода

Проделать опыт, записать уравнения реакции и наблюдения

4.

Проведите опыты по устранению временной, карбонатной жесткости воды добавлением гашеной извести. Проведите опыт №2.

Пробирки, растворы мыла и порошка, жесткая вода, Са(ОН)2

Проделать опыт, записать уравнения реакции в ионной форме и наблюдения

5.

Получите воду с постоянной, некарбонатной жесткостью (cодержит сульфат магния). Разделите содержимое на 4 пробирки. Проведите опыт №2.

Пробирки, MgSO4, растворы мыла и порошка, жесткая вода

Проделать опыт, записать уравнения реакции в ионной форме и наблюдения

6.

Проведите опыт по устранению постоянной, некарбонатной жесткости воды добавлением соды (карбоната натрия). Проведите опыт №2.

Пробирки, растворы мыла и порошка, жесткая вода, NaCO3

Проделать опыт, записать уравнения реакции в ионной форме и наблюдения

7.

Налить в 2 пробирки растворы мыла и стирального порошка, добавить несколько капель раствора фенолфталеина

2 пробирки, растворы мыла и порошка, раствор фенолфталеина

Проделать опыт, записать наблюдения в тетрадь


Критерии оценки, формы отчета: письменный отчет с планом определения вещества, с описанием наблюдений.

Лабораторная работа № 16

«Изучение свойств простых веществ и соединений s-элементов; р-элементов; d-элементов»


Цель работы - изучение химических свойств некоторых s-, p-, d- элементов и их соединений. 

Теоретические сведения


Электронное строение атома водорода описывается формулой 1s1. По своему электронному строению водород располагают в I А подгруппе таблицы Менделеева. По химическим свойствам водород является типичным неметаллом. В виде простого вещества – газ. Катион водорода обладает окислительными свойствами по отношению к металлам, стоящим в ряду напряжений до водорода.


К щелочным металлам традиционно относят литий, натрий, калий, рубидий цезий и франций. В своих соединениях (в большинстве случаев ионных) они проявляют всегда степень окисления +1. Эти элементы относятся к числу самых «неблагородных». Резкое изменение радиуса атома при переходе то лития к натрию и, далее, к тройке калий-рубидий-цезий является причиной отличия свойств лития и натрия от их более тяжелых аналогов. Особо следует подчеркнуть небольшой размер атома и иона лития, что приводит к аналогии свойств соединений этого элемента с магнием (т.н. диагональное сходство).

Характерным свойством щелочных металлов является легкость, с которой возбуждается световое излечение их атомов. Соли щелочных металлов способны окрашивать пламя горелки в различные цвета.

В химическом отношении все щелочные металлы крайне реакционноспособны. Они разлагают воду, реагируют со всеми неметаллами с образованием бинарных соединений.

Соли щелочных металлов, как правило бесцветны, если только не содержат окрашенных анионов и почти все легко растворимы. Исключение составляют отдельные соединения и некоторые соли лития. Образование труднорастворимых фосфатов, фторидов и карбонатов позволяет рассматривать литий как металл, свойства которого промежуточны между свойствами щелочных и щелочноземельных элементов.

Во II А группу входят элементы бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий. Все элементы, кроме бериллия, обладают ярко выраженными металлическими свойствами. Бериллий и магний занимают в группе особое положение. Бериллий относится к амфотерным элементам, проявляя сходство с алюминием (диагональное сходство). При растворении гидроксида бериллия в щелочах образуется комплексный анион тетрагидроксобериллия. Гидроксид бериллия, как и гидроксид магния, являются слабыми основаниями. Магний проявляет чисто основные свойства. Собственно щелочно-земельными являются только три элемента: кальций, стронций и барий.

В отношении химической активности элементы II А группы подобно щелочным металлам быстро окисляются на воздухе (до оксида), могут вытеснять водород из воды. Однако бериллий и магний реагируют с водой медленно из-за образования на поверхности металла малорастворимого гидроксида.

Оксиды кальция, стронция и бария непосредственно соединяются с водой, образуя гидроксиды. Растворимость гидроксидов увеличивается от Ca к Ba. В этой же последовательности растут основные свойства гидроксидов.

Многие из солей щелочноземельных металлов мало растворимы в воде. Растворимость солей с одноименным анионом, например, сульфатов, уменьшается сверху вниз по всей II А группе.

Элементы главной подгруппы третьей группы – бор, алюминий, галлий, индий, таллий – характеризуются наличием трех электронов в наружном слое атома. Поэтому тенденция к дальнейшему присоединению электронов для них не характерна. В соединениях они проявляют степень окисления +3. С возрастанием атомной массы про проявляются и более низкие степени окисления: для таллия наиболее устойчивой является степень окисления +1.

С увеличением порядкового номера металлические свойства элементов III А группы усиливаются. Кислородные соединения бора (оксид, гидроксид) имеют кислотный характер. Оксид и гидроксид алюминия, галлия, индия проявляют амфотерный характер. Оксид и гидроксид таллия (III) имеют основной характер, а гидроксид таллия (I) является сильным основанием.

В практическом отношении наиболее важными из элементов III А группы являются бор и алюминий.

Бор является выраженным неметаллом. Наиболее характерны для бора кислородные соединения: собственно борная кислота и ее соединения – бораты и тетрабораты.

Борная кислота – слабая одноосновная кислота. Она не диссоциирует обычным образом. В водном растворе борная кислота реагирует как кислота Льюиса с присоединением гидроксил-иона:

hello_html_7bd371e9.gif, pK = 9,00.

Борная кислота является настолько слабой кислотой, что ее водные растворы нельзя точно оттитровать щелочью. Соли борной кислоты и сильного основания, например, бура Na2B4O7, наоборот, часто применяются в аналитической химии для определения концентрации сильных кислот. При взаимодействии буры с кислотами реализуется реакция:

hello_html_m3c752fc4.gif,

при протекании которой одновременно происходит гидролитическое расщепление полимерного аниона hello_html_m7918e934.gif.

Подгруппа углерода.

Данную подгруппу периодической системы образуют пять элементов: углерод, кремний, германий, олово и свинец.

При переходе от углерода к свинцу способность к присоединению электронов, а, следовательно, и неметаллические свойства ослабевают, металлические, наоборот возрастают. Уже у германия проявляются металлические свойства, а у олова и свинца они преобладают над неметаллическими. Таким образом, первые два члена группы являются неметаллами, германий причисляют и к металлам и к неметаллам, олово и свинец – металлы.

Для элементов IV А характерны валентности II и IV. Способность образовывать устойчивые соединения в четырехвалентном состоянии уменьшается от углерода к свинцу. Углерод и кремний могут проявлять отрицательную степень окисления в карбидах и силицидах. Для остальных членов группы проявление отрицательной степени окисления не характерно.

Главные типы реакций соединений углерода и кремния – это кислотно-основные, гидролиз и реакции образования комплексов. Окислительно-восстановительные реакции для них не характерны. Напротив, для германия и, особенно, олова и свинца, характерны окислительно-восстановительные реакции. Олово и свинец могут образовывать устойчивые двухзарядные ионы.

В аморфном состоянии углерод является прекрасным сорбентом для молекул, газообразных веществ и даже для ионов в водных растворах.

При низких температурах уголь, графит и, в особенности, алмаз инертны. При высоких температурах углерод способен взаимодействовать с металлами и другими элементами. Бинарные соединения углерода с другими элементами, в которых углерод проявляет отрицательную степень окисления называются карбидами. Карбиды металлов легко гидролизуются с образованием различных углеводородов. Наибольшую известность получил карбид кальция, при гидролизе которого получается ацетилен.

При нагревании углерод легко соединяется с кислородом и служит хорошим восстановителем. Углерод образует два оксида. Оксид углерода (II) или угарный газ является безразличным оксидом, однако при определенных условиях вступает в реакции присоединения, образуя карбонилы. Оксид углерода (IV) является классическим кислотным оксидом, слабо растворимым в воде. При растворении СО2 образуется некоторое количество слабой угольной кислоты H2CO3.

Угольная кислота может существовать только в водном растворе. Диссоциация протекает главным образом по первой ступени pKd1 = 6,3 и лишь в ничтожном количестве образует карбонат-ионы (pKd2 = 10,3).

Угольная кислота образует две линейки солей: карбонаты и гидрокарбонаты. Гидрокарбонаты более растворимы, чем карбонаты. Карбонаты, как правило, нерастворимы. Исключение – карбона карбонаты щелочных металлов. Растворы карбонатов щелочных металлов вследствие гидролиза имеют сильнощелочную реакцию. Со слабыми основаниями угольная кислота в большинстве случаев дает только основные соли. При действии кислот, даже таких слабых, как уксусная, все карбонаты разлагаются с выделением диоксида углерода. При нагревании все карбонаты, кроме солей щелочных металлов разлагаются с выделением СО2.


Относительно малая активность кремния при обычной температуре – следствие его полимерного строения. Более высокая реакционная способность кремния по сравнению с углеродом объясняется большей устойчивостью образующихся соединений. При обычной температуре кремний инертен. При высокой температуре реагирует с кислородом воздуха (образуется SiO2) и с другими элементами. При обычных условиях кремний реагирует только с фтором за счет образования фторида кремния SiF4.

Кислоты на кремний при обычных условиях не действуют (за исключением смеси HF(к) и HNO3(к)). Кремний растворяется в растворах щелочей, при этом выделяется водород и образуются соли кремниевой кислоты – силикаты.

Наиболее характерным и устойчивым соединением кремния является его оксид SiO2. Оксид кремния проявляет чисто кислотный характер, реагируя с крепкими растворами щелочей. В воде SiO2 не растворяется, поэтому кремниевую кислоты можно получить только косвенными методами, действуя сильными кислотами на силикаты. Единственная кислота, к которой взаимодействует оксид кремния – плавиковая. Реакция идет за счет образования фторида кремния.

Кремниевая кислота является очень слабой кислотой, практически не растворимой в воде.

Соли кремниевой кислоты в воде не растворимы, за исключением силикатов щелочных металлов. Раствор, например, силиката натрия в воде имеет щелочную реакцию за счет сильного гидролиза. Поэтому устойчивыми являются только концентрированные растворы силикатов, которые еще и подщелачивают до рН = 12 для подавления гидролиза.

К главной подгруппе V А группы периодической системы принадлежат азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. Элементы V А группы имеют пять электронов на внешнем уровне, что предполагает способность к присоединению электронов. Соответственно степень окисления может изменяться от −3 (кроме висмута) до +5. Электроотрицательность элементов V А группы сравнительно невелика. Поэтому бинарные соединения с водородом не обладают достаточной ионностью связи и не обладают кислотными свойствами.

При переходе от азота к висмуту наблюдается изменение свойств от неметалла (азот, фосфор) к металлу (висмут). Мышьяк и сурьма в равной степени обладают как свойствами металла, так и свойствами неметалла.

Молекулярный азот – химически малоактивное вещество. При обычных условиях взаимодействует только с литием. Малая активность азота объясняется большой прочностью тройной связи атомов в молекуле. При высоких температурах вступает во взаимодействие с активными металлами и некоторыми неметаллами.

Среди соединений азота с водородом наибольшую известность имеет аммиак. За счет того, что в молекуле аммиака азот имеет степень окисления −3, он обладает восстановительными свойствами. В атмосфере кислорода аммиак горит, при этом образуется вода и свободный азот. За счет неподеленной электронной пары азота аммиак способен образовывать химические связи по донорно-акцепторному механизму, следовательно, для аммиака характерны реакции присоединения и комплексообразования. Большинство солей аммония растворимо. Т.к. гидроксид аммония – раствор аммиака в воде – имеет свойства слабого основания, то соли аммония в растворах гидролизуются. Все соли аммония термически неустойчивы. С кислородом азот образует пять оксидов, из которых формальными ангидридами кислот являются N2O3 и N2O5. Оксиды азота имеют кислотный (N2O3, N2O5, NO2) или безразличный (N2O, NO) характер. Наиболее устойчивым является оксид азота (IV).

Азотистая кислота HNO3 принадлежит к числу слабых кислот pK = 4 и известна только в сильно разбавленных водных растворах. При концентрировании раствора или просто при его нагревании азотистая кислота распадается: 2HNO2 = NO + NO2 + H2O. Соли азотистой кислоты – нитриты – в водных растворах подвержены гидролизу. Степень окисления азота в азотистой кислоте равна +3, поэтому HNO2 и нитриты проявляют окислительно-восстановительную двойственность. Под действием окислителей окисление обычно идет до азота, в реакциях с восстановителями N+3 обычно восстанавливается до NO.

Азотная кислота принадлежит к числу наиболее сильных кислот. Характерным свойством азотной кислоты является ее ярко выраженная окислительная способность и отсутствие образования водорода. Для концентрированной азотной кислоты характерно явление пассивации металлов (железо, хром, алюминий). Продуктами восстановления азота в азотной кислоты в зависимости от концентрации кислоты и активности восстановителя являются: NO2, N2O3, NO, N2O, N2, NH4NO3. В направлении от NO2 к NH4NO3 увеличивается активность восстановителя, уменьшается концентрация кислоты.

Соли азотной кислоты называют нитратами. Все нитраты хорошо растворяются в воде, а при нагревании разлагаются с выделением кислорода. Другие продукты разложения зависят от положения металла в ряду напряжений: нитраты активных металлов (до Mg) разлагаются на нитрит и кислород; нитраты благородных металлов разлагаются на металл, оксид азота (IV) и кислород; нитраты остальных металлов разлагаются на оксид металла, оксид азота (IV) и кислород. В кристаллическом состоянии нитраты при высокой температуре являются сильными окислителями, однако это свойство теряется для растворов солей азотной кислоты.



Ход работы


Опыт 1. Кислотно-основные взаимодействия.

А. С помощью индикаторной бумаги определить рН нескольких растворов HCl, HF, NH4ОН, NaOH.

Б. В разных пробирках смешать по одинаковому числу капель a) HCl и NH4OH; b) HCl и NaOH; c) HF и NaOH. Определить рН каждой смеси. Какая кислота является более сильной: плавиковая или соляная? Написать уравнения реакции диссоциации. Для более слабой кислоты составить уравнение константы диссоциации. Какое основание будет более сильным: гидроксид аммония или гидроксид натрия? Написать уравнения реакций диссоциации. Вычислить рН растворов, считая, что концентрация каждого электролита 0,1 моль/л. Kd(HF) = 6,2·10–4. Написать реакции, перечисленные в п. Б, в молекулярной и ионной формах. Объяснить значение рН растворов после смешения кислот и оснований с позиций гидролиза. Составить уравнения реакций гидролиза в молекулярной и ионной формах.


Опыт 2. Окислительные свойства катиона водорода.

Б. Кусочек ленты или стружки магния поместить в раствор хлорида аммония. Наблюдать выделение газа. Объяснить реакцию растворения магния в растворе хлористого аммония. При составлении уравнения реакции учесть, что растворение магния в растворе хлористого аммония – окислительно-восстановительный процесс.


Опыт 3. Окрашивание пламени. В пламя горелки последовательно внести по капле солей щелочных металлов (Li, Na, K, Cs). Отметить цвет пламени. Как цвет пламени связан с электронным строением атома?


Опыт 4. Термическое разложение гидрокарбоната натрия

Поместить в тигель или фарфоровую чашечку 3–4 микрошпателя порошка гидрокарбоната натрия и прокаливать содержимое пламенем горелки в течение 10–15 мин. Охладить тигель на воздухе, внести в него 12–14 капель дистиллированной воды, перемешать стеклянной палочкой. Разделить раствор на две пробирки. Доказать, что в растворе находится соль угольной кислоты. Для этого в одну из пробирок добавить 3–4 капли 2 н. раствора хлороводородной кислоты и наблюдать выделение пузырьков газа. Какой газ выделяется? В другую пробирку к полученному раствору прибавить такое же количество раствора фенолфталеина. Сравнить окраску фенолфталеина в данном растворе с окраской растворов в контрольных пробирках, оставшихся после предыдущего опыта. По окраске индикатора определить, какая соль находится в растворе: карбонат натрия или гидрокарбонат?


Опыт 5. Окрашивание пламени солями бора.

В пламя спиртовки внести каплю борной кислоты. Пламя окрасится в зеленый цвет.


Опыт 6. Кислотные свойства борной кислоты.

В трех пробирках с 5–8 каплями дистиллированной воды растворить при нагревании по нескольку кристалликов борной кислоты. В одну из пробирок прибавить 3–5 капель нейтрального раствора лакмуса. Отметить изменение его окраски. В другую пробирку внести кусочек магниевой ленты. Отметить выделение газа. В третью пробирку опустить полоску универсальной индикаторной бумажки и сравнить ее окраску с окраской эталонной шкалы. Сделать вывод о рН борной кислоты в полученном растворе.

Написать уравнения реакций: а) взаимодействия борной кислоты с магнием; б) диссоциации борной кислоты; в) значения рН в полученном растворе борной кислоты и константы диссоциации по первой ступени. Сильным или слабым электролитом является борная кислота?


Опыт 7. Получение диоксида углерода и его растворение в воде.

Приготовить пробирку с нейтральным раствором лакмуса (4–6 капель). В колбу Вюрца положить 3–4 маленьких кусочка мрамора. Укрепив колбочку в штативе вертикально, внести в нее 5 капель воды и 10 капель концентрированной хлороводородной кислоты. Быстро закрыть колбочку пробкой. Конец трубки опустить в пробирку с нейтральным раствором лакмуса и пропускать газ 2–3 мин. Отметить изменение окраски лакмуса.

Написать схему равновесия, существующего в водном растворе диоксида углерода. Как сместится это равновесие при добавлении в раствор щелочи? кислоты? Указать причину смещения равновесия в каждом случае.

Опыт 8. Реакции силикатов.

А. К раствору силиката натрия (растворимое или жидкое стекло) добавить несколько капель фенолфталеина. Отметить характер раствора. Раствор силиката натрия разделить на 2 пробирки. В одну добавить разбавленную соляную кислоту, а в другую – раствор хлорида аммония. Оба раствора превратятся в студень раньше, чем изменится цвет индикатора. Силикаты щелочных металлов остаются в растворе только при рН = 12–14.

Б. К раствору сульфата меди прилить гидроксид аммония до растворения осадка основной соли металла. К полученному темно синему раствору добавить силикат натрия. Образуется осадок силиката меди.

В. К раствору силиката натрия добавить несколько капель нитрата серебра. Образуется осадок, состоящий из силиката серебра и оксида серебра.


Опыт 9. Качественная реакция на ион аммония. К 2–3 каплям раствора соли аммония добавить 4–6 капель (избыток) реактива Несслера (2 K2[HgI4](aq)+4 KOH). При малых количествах иона аммония («следы») осадок приобретает желтое окрашивание. Аналитическая реакция протекает по следующему уравнению:

hello_html_79fe6e8.gif

Реактив Несслера, который является щелочным раствором комплексной соли hello_html_cc3291a.gif - тетраиодомеркурата (II) калия, образует с растворами аммонийных солей бурый осадок иодида основания Миллона, имеющего химическую формулу hello_html_m6c0c616e.gif. Это соединение можно рассматривать как продукт замещения иодом гидроксильной группы в гидратированном основании Миллона hello_html_4056eb34.gif. Основание Миллона содержит катион hello_html_5d396d9.gif, который можно рассматривать как ион hello_html_3933b68c.gif, в котором четыре атома водорода замещены двумя атомами ртути.


Опыт 4. Гидролиз нитритов. В пробирку налить несколько капель раствора нитрита натрия и добавить 3–4 капли раствора лакмуса. Какая среда в растворе нитрита натрия? Написать уравнение





Лабораторная работа № 17

«Изготовление моделей молекул - представителей различных классов органических соединений Изготовление моделей молекул алканов и галогеналканов. Изготовление парафинированной бумаги, испытание ее свойств: отношения к воде и жирам. Обнаружение воды, сажи, углекислого газа в продуктах горения свечи»


Цель: приобрести навыки написания структурных формул изомеров органических веществ; научиться собирать шаростержневые модели молекул органических веществ; закрепить знания на составление структурных формул изомеров и гомологов; познакомиться с названиями органических веществ по систематической (международной) номенклатуре ИЮПАК; построить шаростержневые и масштабные модели молекул первых гомологов предельных углеводородов и их галогенопроизводных.


Приборы и реактивы:

деревянные стержни, материал для лепки (пластилин), набор шаростержневых моделей.

ЧАСТЬ 1

Изготовление моделей молекул - представителей различных классов органических соединений Изготовление моделей молекул алканов и галогеналканов.

Общие указания.

Для построения моделей используйте детали готовых наборов или пластилин с палочками. Изготовьте шарики, имитирующие атомы углерода, готовят обычно из пластилина темной окраски, шарики, имитирующие атомы водорода, - из светлой окраски, атомы хлора – из зеленого или синего цвета. Для соединения шариков используют палочки (спички, зубочистки). Написав формулу органического соединения, изготовьте его пространственную структуру, используя заранее приготовленные модели атомов и применяя знания о строении молекул предельных углеводородов (угол связи, длина связи, форма молекулы).


Задание 1. По формуле органического соединения напишите пространственную структуру: А) нонан Б) декан В) гексан Г) октан.



Задание 2. Напишите структурные формулы всех возможных изомеров веществ

пентана, гексана, этана, дихлорметана CH2Cl2, в соответствии с ними сделайте шаровидные модели изомеров на примере бутана и изобутана

Н Н H H

| | | |

Н – С – CCCH

| | | |

Н Н H H



Н H H

| | |

Н – С – CCH

| | |

H | H

HCH

|

H


ЧАСТЬ 2

Изготовление парафинированной бумаги, испытание ее свойств: отношения к воде и жирам.

Теоретические сведения


Парафинированная бумага – это бумага, имеющая на своей поверхности пленку, состоящую в основном из парафина. Из-за чего внешне парафинка похожа на промасленную бумагу, но не оставляет жирных следов при контакте.Парафинированная бумага

Парафинированные бумаги применяются для упаковки различных предметов: пищевых продуктов, хлебобулочных изделий и медикаментов (БП 1-25), промасленных предметов, непродовольственных товаров и металлических изделий, для выстилания ящиков и консервации продукции на хранение(БП 3-35).

Бумага битумированная БУ-Б (ГОСТ 515-77) – это бумага, получаемая пропиткой бумаги-основы расплавленным тугоплавким битумом. 

Водонепроницаемость и воздухонепроницаемость битумированной бумаги позволяют использовать её для защиты от влаги и атмосферного воздействия различных видов металлоизделий. Также, часто применяется для выстилания ящиков под консервацию продукции, для герметизации щитовых домиков и крыш.

Битумированная бумага – самая дешевая упаковка для изделий из черных металлов.

Изготавливается в рулонах ф. 840-1050 мм, ср. весом 35-80 кг (зависит от формата), упаковывается в полиэтиленовый рукав.

Задание1 . Опишите подробно процесс получения парафинированной бумаги.

Задание 2. Испытайте парафинированную бумагу по отношению к воде, для этого возьмите кусочки бумаги и поместите их в стаканы с водой при разной температуре. Опишите наблюдения.

Задание 1 Испытайте парафинированную бумагу по отношению к жирам, для этого возьмите кусочек бумаги и поместите его в стакан с растительным маслом. Опишите наблюдения.



ЧАСТЬ 3

Обнаружение воды, сажи, углекислого газа в продуктах горения свечи



Оборудование: парафин, оксид меди (II), сульфат меди (II), известковая вода, медная проволока , лабораторный штатив (или проборкодержатель), пробирки, пробка с газоотводной трубкой, спиртовка, спички, вата.

Соберите прибор, как показано на рисунке.

Смесь 1 — 2 г оксида меди (П) и 0,2 г парафина хорошо перемешайте и поместите на дно пробирки. Сверху насыпьте еще немного оксида меди (П). В верхнюю часть пробирки введите в виде пробки небольшой кусочек ваты и насыпьте на нее тонкий слой белого порошка безводного сульфата меди (П). Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. При этом конец трубки должен почти упираться в комочек ваты с сульфатом меди (П). Нижний конец газоотводной трубки должен быть погружен в пробирку с свежеприготовленным раствором известковой  воды (раствор гидроксида кальция)  Нагрейте пробирку в течении 2-3 мин. Если пробка плотно закрывает пробирку, то через несколько секунд из газоотводной трубки начнут выходить пузырьки газа. Как только известковая   вода помутнеет, пробирку с ней следует удалить (что и продолжать нагревание, пока пары воды не достигнут белого порошка сульфата меди(П) и не вызовут его посинения.Слайд2

После изменения окраски сульфата меди (П) следует прекратить нагревание.

 

Наблюдения:

–   парафин окисляется в присутствии оксида меди (II). При этом углерод превращается в углекислый газ, а водород – в воду:

СnH2n+2 + (3n+1) CuO → n CO2↑ + (n+1) H2O + (3n+1) Cu

–   выделяющийся углекислый газ взаимодействует с гидроксидом кальция, что вызывает помутнение известковой воды вследствие образования нерастворимого карбоната кальция:

СО2 + Cа(OН)2 → СаCO3↓ + H2O

–   сульфат меди (II) приобретает голубую окраску при взаимодействии с водой, в результате чего образуется кристаллогидрат CuSO4 · 5Н2О.

Вывод: по продуктам окисления парафина СО2 и H2O установили, что в его состав входят углерод и водород.

 

Контрольные вопросы:

1. Почему помутнел раствор известковой воды?

 Напишите уравнение реакции,  считая условно формулу парафина С16Н34.

2. Почему белый порошок сульфата меди (П) стал голубым? Напишите уравнение реакции, учитывая, что безводному сульфату меди (П) присоединяется 5 молекул воды.

3.Что произошло с чёрным порошком оксида меди (П).


Сделайте выводы.

Заполняем таблицу в тетради по ходу проведения опытов.

опыта

Мои действия

Что наблюдаю

Вывод

1






Поджёг свечу.






Плавится парафин (тает как лёд).





Таяние парафина (его плавление)-это физическое явление. При физическом явлении состав вещества не меняется, изменяется лишь агрегатное состояние, форма, размер.


2










А)Внёс стекло в среднюю часть пламени.

Б) Держал пробирку вверх дном.

В) В пробирку налил извест-ковую воду.


Стекло покрылось чёрным налётом.


Пробирка запотела.



Вода помутнела.


При внесении стекла в среднюю часть пламени на стекле образуется чёрный налёт-сажа (углерод).

Пробирку, которую держал вверх дном запотела – значит одним из продуктов горения является Н2О (вода).

При приливании известковой воды в пробирку она мутнеет => углекислый газ один из продуктов горения.


3

Накрыл двумя разными ёмкостями 2 одинаковые горящие свечи.

Свеча горит дольше под большей ёмкостью.

Свеча горит дольше под большей ёмкостью => там больше кислорода, значит, кислород поддерживает горение.


В состав парафина входят органические вещества с которыми познакомимся позже.

Допишите уравнения реакций (самостоятельно).


С7 Н16 + О2

гентан

С8 Н16 + О2

октан

С17Н36 + О2

Гентадекан


Вывод: наблюдал за горящей свечой, я пришёл к выводу, что горение свечи это не только физическое явление, но и химическое, так как в результате образовались два новых вещества.




Лабораторная работа № 18

«Ознакомление со свойствами твердых парафинов: плавлением, растворимостью в воде и органических растворителях, химической инертностью (отсутствием взаимодействия с бромной водой, растворами перманганата калия, гидроксида натрия и серной кислоты)»

Цель:


Оборудование и реактивы: лабораторный штатив с лапкой, пробирка, пробка с газоотводной трубкой, дополнительная пробирка, стеклянная трубочка, спиртовка, спички, парафин, оксид меди (II), безводный сульфат меди (II), гидроксид кальция (известковая вода).


Теоретические сведения

Разновидности воска

Воски, исторически сложившееся название разных по составу и происхождению продуктов, преимущественно. природных, которые по свойствам близки пчелиному воску. Природные воски представляют собой пластичные легко размягчающиеся при нагреве продукты, большинство из которых плавится в интервале 40-90°С. Некоторые воски, например пчелиный и буроугольный, являются гетерогенными системами, в которых дисперсная кристаллическая фаза распределена в аморфной дисперсионной среде. Воски не смачиваются водой, водонепроницаемы, обладают низкой электрической проводимостью, горючи. Они не растворяются в холодном этаноле, хорошо растворяются в бензине, хлороформе, бензоле и диэтиловом эфире. Большинство природных восков содержит сложные эфиры одноосновных насыщенных карбоновых кислот нормального строения и спиртов с 12–46 атомами С в молекуле. Такие воски по химическим свойствам близки к жирам (триглицеридам), но омыляются только в щелочной среде. Иногда природные продукты, не содержащие сложные эфиры, например парафин, петролатум, церезин, называются аналогами восков или воскоподобными материалами.

Пчелиный воск-смесь сложных эфиров (72%), насыщенных неразветвленных углеводородов С21–С35 (12-15%) и карбоновых кислот С16–С36 (15%), относительное количества которых зависят от условий питания пчел и др. факторов. Получают переработкой сот, обрезков вощины и восковых наростов в ульях.

Шерстяной (шерстный) воск выделяется кожными железами овец в волосяную луковицу и обильно покрывает шерсть (в кол-ве 5–16% по массе). В его состав входят: сложные эфиры жирных кислот и высших спиртов, в т. ч. ланолинового CnH2iCH2OH; жирные кислоты (12–40%); спирты (44–45%); углеводороды (14–18%); стерины (холестерин, изохолестерин, эргостерин) в свободном виде и в виде сложных эфиров (10%). Получают из промывных вод шерстомоек или экстрагированием шерсти органическими растворителями. После обработки щелочами, отбелки окислителями и адсорбентами получают очищенный шерстяной воск-ланолин. Последний в отличие от др. восков образует устойчивые эмульсии с водой, взятой в количестве, превышающем массу воска в 1,8–2 раза.

Спермацет содержится вместе со спермацетовым маслом в костных черепных углублениях некоторых видов китов, особенно кашалотов. Состоит на 98% из цетина С15Н31СООС16Н33. Спермацет отделяют от масла вымораживанием. Гидрируя спермацетовое масло, получают воск, близкий по свойствам спермацету.

Китайский воск вырабатывается червецом Coccus ceriferus, который обитает на китайском ясене и образует на нем восковой покров. Содержит сложный эфир гексакозановой кислоты СН3(СН2)24СООН и гексадеканового спирта CH3(CH2)15OH (95-97%), смолу (до 1%), углеводороды (до 1%) и спирты (до 1%).

Шеллачный воск содержится в природной смоле – шеллаке (ок. 5%). В него входят 60–62% сложных эфиров, 33–35% спиртов, 2–6% углеводородов. Выделяют при охлаждении спиртового раствора шеллака.

Воск бактерий покрывает поверхность кислотоупорных бактерий, например туберкулезных и лепры, обеспечивая их устойчивость к внешним воздействиям. Содержит сложные эфиры миколевой кислоты С88Н172О4 и а-эйкозанола СНз(СН2)17СНОНСНз, а также а-октадеканола СНз(СН2)15СНОНСН3.

Воск сахарного тростника покрывает тонкой пленкой стебли растений. В него входят сложные эфиры (78–82%), насыщенные С14–С34 и ненасыщенные C15–С37 углеводороды (3-5%), насыщенные жирные кислоты С12–С36 (14%) и спирты С24–С34 (6–7%). При отжиме тростника около 60% воска переходит в сок. При очистке последнего воск выпадает в осадок, из которого его извлекают экстракцией органических растворителей.

Карнаубский воск покрывает листья пальмы Copernicia cerifera. Состоит на 80% из сложных эфиров триаконтанола СНз(СН2)29ОН и тетракозановой СН3(СН2)22СООН и гексакозановой кислот. Содержит также 10% спиртов – октакозанола СН3(СН2)27ОН, гептакозанола СН3(СН2)26ОН, не встречающегося в остальных восках, и др., а также 1-1,5% углеводородов, 0,5% фитостерина. Для получения воска листья пальмы высушивают, из них выколачивают порошок, который вываривают в воде и выливают в формы. 2000 листьев дают около 16 кг воска.

Пальмовый воск находится в углублениях кольчатого ствола восковой пальмы Ceroxilon ondlicoka, откуда его соскабливают. Состоит преимущественно из сложных эфиров гексакоза-новой кислоты с гексакозанолом СН3(СН2)25ОН и триаконта-нолом СН3(СН2)29ОН. Одно дерево дает около 12 кг воска.

Канделильский воск извлекают из травы канделилы Pedilanthus Pavonis Boas, растущей в Мексике. С 1 га получают от 2 до 8 т воска, который содержит до 40% углеводородов. Японский воск добывают из лакового дерева Rhus vernicifera, произрастающего в Японии и Китае. Содержит глицериды гексадекановой, октадекановой, эйкозановой CH3(CH2)18COOH и некоторых дикарбоновых кислот, а также карбоновые кислоты и спирты. Получают вывариванием в воде мучнистой массы, образующейся при измельчении косточек плодов.

Торфяной воск получают экстракцией бензином при 80°С верхового битуминозного торфа со степенью разложения не менее 30%, влажностью не более 50% и зольностью не более 8% с последующей отдувкой растворителя. Полученный продукт содержит 60–75% воска и 25–40% смол; состоит из сложных эфиров (50–52%), карбоновых кислот (35–40%), углеводородов (5–7%) и спиртов (2–3%). Смолы из воска экстрагируют бензином, охлажденным до 0–5°С. Нерастворимую часть промывают растворителем, продувают острым паром и получают обессмоленный воск. Различными методами очистки обессмоленного воскв получают рафинированный воск. Такой воск имеет кислотное число 160 и состоит на 97,5% из кислот C8–С30. Этерификацией его спиртами получают различные виды этерифицированных восков.

Буроугольныи воск (монтан-воск) экстрагируют бензолом или бензином из бурого битуминозного угля. Удалением смолы путем ее экстракции растворителем получают обессмоленный воск, окислением последнего – рафинированный, этерификацией рафинированного воска одно-, двух- и многоатомными спиртами – этерифицированный воск. По составу буроугольный воск близок торфяному и отличается от него меньшим содержанием низкомолекулярных кислородсодержащих соединений.

Озокерит (горный, или минеральный, воск – минерал из группы нефтяных битумов; генетически связан с месторождениями парафинистой нефти. По химическому составу – смесь твердых (49,5%) и жидких (45%) насыщенных углеводородов и смол (5,5%). Экстрагируют из руды тяжелым бензином (т. кип. 100–200°С); оставшийся после отгонки растворителя продукт фильтруют и отгоняют от него при 300°С легкие фракции. Обработкой озокерита 95-98%-ной H2SO4 при 200°С под давлением с послед, нейтрализацией известью и очисткой отбеливающей глиной получают церезин. Промышленность России выпускает церезины марок 80, 75, 69 и 57 которые представляют собой смесь насыщенных углеводородов С37Н7653Н108 главным образом изостроения.

Синтетические воски. В зависимости от типа исходного сырья делят на частично и полностью синтетические.

Воски частично синтетические получают окислением сырого монтан-воска смесью хромовой и серной кислот с последующей этерификацией продуктов окисления (восковых кислот) разл. гликолями. В эту группу также входят абрильские воски (смесь производных жирных кислот и алифатичных. или ароматичных аминов) и воски на основе нефтяных и смоляных парафинов и их производных.

Воски полностью синтетические получают по реакции Фишера-Тропша действием Н2 на СО. Образующиеся продукты состоят главным образом из высших алканов. Широкое применение находят также воски, состоящие из смеси полиолефинов (алкатены, виннотены, луполены) с молекулярной массой 2000-10000, степенью кристалличности 10-85%, плотностью 0,9-0,94 г/см3, вязкостью расплава при 140°С 0,085-1 кПа*с. В зависимости от молекулярной массы и кристалличности эти воски могут быть жидкими или твердыми.

Воски применяют более чем в 200 отраслях народного хозяйства. Они входят в состав политур, защитных композиций для металлов, тканей, бумаги, кож, дерева; применяются в литейной промышленности как компоненты составов для изготовления форм при литье по выплавляемым моделям, смазок форм при получении изделий из пенополиуретанов, как изолирующий материал, компоненты мазей в косметике и медицине и др.



Свойства восков

Свойства восков различного происхождения приведены в таблице

Воск

Т. пл., 0С

Число омыления

Кислотное число

1

2

3

4

Животные воски

Пчелиный

Шерстяной

Ланолин

Спермацет

Шеллачный

62-70

31-42

35-37

41-49

74-78

86-96

82-140

85-100

121-135

100-126

17-21

3-4

1-2

0,5

12,5-16

Растительные воски

1

2

3

4

Сахарного тростника

Карнаубский

Канделильский

76-79

83-91

65-69

50-56

65-77

73-86

46-65

207-237

23-28

1-8

15-16

20

Ископаемые воски

Торфяной

Буроугольный

Озокерит

Церезин

72-85

85-90

58-100

64-77

120-150

80-120

0

0

30-60

20-40

0

0


Ход работы.

Описание опыта

Наблюдения

Выводы и уравнения реакций

Опыт № 1 «Окисление парафина

В сухую пробирку положили 0,5 г парафина и 1 г оксида меди (II). Укрепили пробирку в лапке штатива в горизонтальном положении. Положили недалеко от отверстия пробирки немного безводного сульфата меди (II) с помощью стеклянной трубочки. Закрыли пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой погрузили в другую пробирку с 1, 5 – 2 мл известковой воды.

Содержимое пробирки со смесью нагрели в пламени спиртовки, предварительно расплавив парафин.

оксидом

меди (II

Вывод:






C18H38 + CuO

Опыт № 2 «Определение углерода»

Газообразные продукты разложения парафина пропустили через раствор известковой воды.


Вывод:


CO2 + Ca(OH)2

Опыт № 3 «Определение водорода»

Продукты разложения парафина пропустили через безводный сульфат меди (II).


Вывод:


H2O + CuSO4

Опыт № 4 «Плавление парафинов и их растворимость»

Подожгите свечу. Опишите наблюдения.

Затем расплавленный парафин вылейте в воду. Опишите наблюдения.

В 4 пробирки положите по кусочку парафина (желательно стружку) и прилейте в 1- р-р ацетона; во 2 – раствор уксусной кислоты, в 3- р-р спирта, в 4- прилейте по каплям керосин. Опишите наблюдения




Опыт № 5 Опыты по определению химической инертности парафина

В 4 пробирки положите по кусочку парафина (желательно стружку) и проделайте опыты с бромной водой, растворами перманганата калия, гидроксида натрия и серной кислоты.




Общий вывод:




Лабораторная работа № 19

«Обнаружение непредельных соединений в керосине, скипидаре. Ознакомление с образцами полиэтилена и полипропилена. Распознавание образцов алканов и алкенов»


Цель работы состоит в применении знаний о качественной реакции на кратные связи для обнаружения непредельных соединений в жидких нефтепродуктах и растительном масле.



Часть 1


Выполняются виртуальные опыты по выявлению непредельных соединений с помощью реакции присоединения брома по месту двойной связи.

http://www.virtulab.net/index.php?catid=57:2009-11-14-21-25-00&id=289:2009-11-14-22-37-18&itemid=108&option=com_content&view=article


Часть 2

Цель работы — определить свойства полиэтилена и полипропилена.

Оборудование: тигельные щипцы,  фарфоровая чашка, стеклянная палочка, спиртовка, спички, спиртовка, образцы полиэтилена, KMnO4,  NaOH (конц).

 

Теоретические сведения


Практически наиболее важными свойствами полиэтилена

(-СН2-СН2 )n являются его термопластичность, высокая химическая стойкость, нерастворимость в растворителях и отсутствие электропроводности. В состав сополимеров (PP-В/PP-C) входит полиэтилен, поэтому сополимеры обладают высокой пластичностью и могут использоваться при температуре до -20°С, но по сравнению с гомополимером менее устойчивы к высоким температурам.

Полипропилен (РР) получают полимеризацией газа пропилена с применением катализаторов. Полипропилен обладает высокой ударной вязкостью и повышенной износостойкостью, стоек к многократным изгибам (при холодной гибки ограничен радиус изгиба), физиологически безвреден и годен к контакту с питьевой водой и пищевыми продуктами, водонепроницаем, обладает коррозионной стойкостью, низкой теплопроводностью, точка плавления 160˚С. Полипропилен не обладает запахом, не тонет в воде, в огне горит без дыма, запах при горении острый и сладковатый, плавится каплями. По способу полимеризации полипропилен делится на гомополимер, получаемый полимеризацией одинаковых мономеров, и сополимер, получаемый полимеризацией разных мономеров. Гомополимеры (PP-H) обладают высокой твердостью, жесткостью и прочностью на растяжение, но при температуре близкой к нулю становятся хрупкими.



Ход работы

Изделие из полиэтилена нагреть в фарфорой чашке над пламенем спиртовки. Заметьте, что материал быстро размягчается, а затем плавиться. Стеклянной палочкой измените его форму (вытяните в нить)  и дайте изделию остыть. Попытайтесь изменить форму образца при обычной температуре. Приданная ему при этом форма прочно закрепляется. 


Задание. Какое свойство полиэтилена лежит в основе наблюдаемых явлений? При каких условиях это свойство проявляется? Какое практическое значение оно имеет?

 

Например: (запись в тетради) при нагревании полиэтилен размягчается, плавится, изменяет форму

2) Закрепите кусочки полиэтилена в тигельных щипцах и подержите над пламенем спиртовки до тех пор, пока кусочки полиэтилена не станут гореть самостоятельно.

Задание. Обратите внимание, горит ли этилен вне пламени? Какого цвета пламя? Образуется ли при этом копоть? Обладают ли продукты сгорания запахом? 

3) Кусочки полиэтилена поместить в пробирки с раствором щелочи и раствором перманганата калия.


Например: полиэтилен + KMnO4 → цвет раствора

полиэтилен + NaOH (конц) → происходит ли растворение кусочков полиэтилена

  

Вывод: Что наблюдали, опишите свойства полиэтилена.


Часть 3

Цель работы:

Получить этилен путём нагревания смеси этилового спирта с концентрированной серной кислотой и изучить его свойства. Сравнить свойства алканов и алкенов


    1. Загрузите и внимательно просмотрите видео – опыты

 «Получение этилена, опыты с ним»

«Горение этилена»

«Взаимодействие этилена с бромной водой» 

«Взаимодействие этилена с раствором перманганата калия» 

    1. Оформите работу в тетради в виде таблицы:





 Название опыта, рисунок

Ваши наблюдения

Уравнение реакции, выводы

1

Какой газ выделяется?

Закончите уравнение реакции:                 

CH3-CH2-OH   t>140°CH2SO4(конц.)→ 

 Укажите тип реакции, назовите продукты реакции?

2

Что происходит с раствором марганцовки?

Закончите уравнение реакции: 

CH2=CH2 + [O] + H2KMnO4 

Назовите продукты и тип реакции?

3

Что происходит с бромной водой?

Закончите уравнение реакции:

CH2=CH2 + Br  

Назовите продукты и тип реакции?

4

Почему этилен горит более светящимся пламенем, чем этан?

Закончите уравнение реакции:                

C2HO2   

Назовите тип реакции и продукты?


Вывод: Каким образом можно распознать алканы и алкены?

Лабораторная работа № 20

Изготовление моделей молекул алкинов, их изомеров.


Цель урока: научить составлять структурные формулы и шаростержневые модели молекул алканов и алкенов по их молекулярным формулам; организовать исследовательскую деятельность, направленную на усвоение знаний по изомерии и гомологии органических веществ.

Оборудование: ПК, глобальная сеть Интернет, шаростержневые модели.

Ход работы:

Часть 1

Цель работы состоит в изготовлении моделей молекул важнейших углеводородов.


Описание работы.

При выполнении работы учащиеся знакомятся с химическим и пространственным строением углеводородов, рассматривают гомологию и изомерию алканов.


http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=266:2009-11-14-22-37-18&catid=57:2009-11-14-21-25-00&Itemid=108



Часть 2

1.Составьте структурные формулы для веществ С6Н10 и С5Н8. Изобразите их в тетради.
2.Соберите шаростержневые модели молекул этих углеводородов. Изобразите их в тетради.
3.Составьте по одной молекулярной формуле гомолога для каждого из этих веществ. Запишите их структурные формулы в тетради.
4.Соберите шаростержневые модели молекул для этих гомологов. Изобразите их в тетради.
5.Запишите структурную формулу одного изомера для каждого из первоначальных веществ.
6.Соберите их шаростержневые модели молекул. Изобразите их в тетради.
7.Сделайте вывод о сходстве и различиях веществ С6Н10 и С5Н8 по составу и строению.

Лабораторная работа № 21

«Определение наличия непредельных углеводородов в бензине и керосине.

Растворимость различных нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива, вазелина, парафина) друг в друге»

знать/понимать:

природные источники углеводородов и способы их переработки;

уметь:

  • осуществлять самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (справочных, научных и научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи химической информации и ее представления в различных формах;

  • использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни:

  • для понимания глобальных проблем, стоящих перед человечеством: экологических, энергетических и сырьевых;

  • объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

  • экологически грамотного поведения в окружающей среде;

  • оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

  • безопасной работы с веществами в лаборатории, быту и на производстве;

  • определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;

  • Высокомолекулярные соединения.

Теоретические сведения.

Непредельными (или ненасыщенными) называются углеводороды, имеющие в молекуле хотя бы одну кратную (двойную, тройную) углерод - углеродную связь.

Если кратных связей в молекуле нет, вещество называют предельным (насыщенным).

Стабильность топлива - способность сохранять свои свойства в условиях хранения и эксплуатации.

Система контроля качества топлива при помощи различных методов позволяет судить о пригодности топлива к применению. Товарные реактивные топлива, представляющие собой преимущественно продукты прямой перегонки нефти, состоят в основном из насыщенных углеводородов, которые весьма стабильны. Продолжительность их хранения без заметного изменения качества должна измеряться годами. Однако в топливе при хранении под влиянием молекулярного кислорода воздуха могут протекать процессы, связанные с образованием смол.

Окисляемость топлива в условиях хранения в основном зависит от его химического состава, а также от метода получения, очистки и условий хранения. Связь между химическим составом топлива и его стабильностью еще недостаточно хорошо изучена.

Известно, что основной причиной малой стабильности является наличие в топливе непредельных соединений. Исследованием окисления топлив типа керосина в условиях температур окружающего воздуха было установлено, что топливо ТС-1, полученное прямой перегонкой, окисляется с большим трудом и продукты окисления накапливаются в нем очень медленно.

В топливах, полученных путем термического крекинга, продукты окисления накапливаются быстро. Это объясняется тем, что продукты термического крекинга содержат значительное количество малостабильных непредельных углеводородов. Окисление непредельных углеводородов протекает, в первую очередь, по С—Н связи с образованием гидроперекисей (соединений типа R—О—О—Н и R—О—О—R). Например:

СН2 = СН — СН2 — СН2 — R —> СН2 = СН — СН — СН2 — R

I

ООН

При нормальной температуре окружающей среды распад гидроперекисей сопровождается образованием сложной смеси продуктов окисления (спиртов, альдегидов, кислот и т. д.), которые подвергаются дальнейшим превращениям, приводящим к образованию смолистых веществ.

Применение нефтепродуктов с большим содержанием смол приводит к образованию смолистых отложений во впускных патрубках и клапанах карбюраторных двигателей, закоксовыванию форсунок двигателей и к другим неполадкам. Образующиеся в процессе автоокисления перекиси снижают детонационную стойкость бензинов, а появление органических кислот обусловливает склонность таких нефтепродуктов вызывать сильную коррозию топливных систем баков и тары.

Так как смолообразование топлив вызывается в основном наличием в них непредельных углеводородов, то стабильность нефтепродуктов может характеризоваться относительным их содержанием.

Определение содержания непредельных углеводородов.

Массовую долю непредельных углеводородов -(X1в нефтепродукте вычисляют по формуле:

http://www.studfiles.ru/html/2706/247/html_uPb8ooJ55Y.f6ei/htmlconvd-3iDxJO_html_43c07ec4.gif

где-X — йодное число нефтепродукта, г йода на 100 г нефтепродукта;

М - средняя молекулярная масса непредельных углеводородов нефтепродукта;

254 — молекулярная масса йода.

Зависимость молекулярной массы непредельных углеводородов от температуры выкипания 50 %-ной фракции (по объему), определяемой по ГОСТ 2177:

Температура выкипания 50%-ного отгона фракций,0С

Молекулярная масса непредельных углеводородов

Температура выкипания 50%-ного отгона фракций, 0С

Молекулярная масса непредельных углеводородов

50

77

175

144

75

87

200

161

100

99

225

130

12.5

113

250

200

150

128

260

208

Расхождение результатов двух последовательных определений массовой доли непредельных углеводородов не должно превышать 0,3%.


Опыт № 1. Определение наличия олефинов (смол) в бензинах

Топлива для ДВС состоят из углеводородов различных классов, в том числе и непредельных (олефинов). Эти углеводороды во время транспортировки или хранения топлива окисляются или полимеризуются, образуя органические кислоты, смолы и пр. Высокая концентрация продуктов окисления в топливе отрицательно влияет на работу двигателя.

Для определения наличия непредельных углеводородов в пробирку налить 3 мл исследуемого бензина, добавить 2 мл  слабого раствора перманганата калия KMnO4 (раствор слабо малинового цвета) и несколько капель раствора серной кислоты H2SO4. Содержимое пробирки тщательно перемешать в течение 20 с и поставить в штатив. После расслоения жидкостей отметить окраску нижнего водного слоя. Малиновый цвет свидетельствует об отсутствии в бензине олефинов, обесцвечивание водного слоя – подтверждает присутствие непредельных углеводородов в данном виде топлива.

Наличие смол в бензине определяют по пробе на часовом стекле.

 (Внимание! Опыт выполнять только в вытяжном шкафу, соблюдая все правила противопожарной безопасности).

Часовое стекло установить выпуклостью вниз на асбестовую подложку, налить 5…6 мл исследуемого бензина и аккуратно поджечь. После полного выгорания бессмольный бензин оставляет на стекле след в виде бледно-желтого кольца, смолистый бензин дает ряд концентрированных колец темно-желтого или коричневого цвета. Этилированные бензины оставляют по всему стеклу белый налет оксида свинца.

После проведения опыта сделать вывод о наличии в исследуемом бензине олефинов и о протекающих в нем процессов смолообразования. 


Опыт № 2. Определение содержания непредельных углеводородов в дизельном топливе по иодному числу (ГОСТ 2070-82)

В дизельном топливе наряду с парафиновыми, нафтеновыми и ароматическими углеводородами содержатся так же непредельные углеводороды – олефины, которые образуются в основном при переработке нефти. Эти углеводороды характеризуются наличием в структуре молекул двойных или тройных связей. Непредельные углеводороды легко окисляются, полимеризуются, образуя высокомолекулярные асфальто-смолистые соединения. Присутствие подобных углеводородов в дизельном топливе нежелательно, так как приводит к сильному нагароотложению в топливной системе и выхлопном тракте.

Содержание непредельных углеводородов в нефтепродуктах определяется по иодному числу http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image042.gif– это количество иода J2, г, поглощаемого 100 г испытуемого нефтепродукта.

В коническую колбу на 250 мл отмерить цилиндром 5 мл ацетона. Из капельницы с дизельным топливом внести в колбу с ацетоном 20 капель топлива. Определить массу дизельного топлива, г, узнав у преподавателя массу одной капли топлива: http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image043.gif.

В колбу добавить 10 мл спиртового раствора иода (раствор готовится из расчета 20 г J2 на 100 мл спирта) и 50 мл дистиллированной воды. Колбу быстро закрыть пробкой и встряхивать не менее 5 мин, затем поставить в темное место. Через 5 мин в колбу добавить 10 мл раствора иодида калия KJ (ω = 20 %).

Содержимое колбы оттитровать раствором гипосульфита натрия Na2S2O3 (Cн = 0,1 моль-экв/л), добавляя его порциями по несколько капель и постоянно перемешивая содержимое колбы. Раствор Na2S2O3 предварительно залить в бюретку, доведя уровень жидкости до верхнего нулевого деления. В ходе титрования, при появлении светло-желтой окраски в колбе, туда добавить 10 капель свежеприготовленного водного раствора крахмала (ω = 0,5 %). Продолжать титровать содержимое колбы до перехода сине-фиолетовой окраски в молочно-белую. Определить по бюретке объем раствора Na2S2O3, мл, пошедший на титрование пробы дизельного топлива.

В отдельной колбе провести контрольный опыт в той же последовательности и с теми же количествами реактивов, но без добавления топлива.

Рассчитать иодное число http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image042.gif, г/100 г топлива по формуле:

                         http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image044.gif                                 (1)

 где http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image045.gif – объем раствора  Na2S2O3, израсходованного на титрование в контрольном опыте, мл; http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image046.gif – объем раствора  Na2S2O3, израсходованного на титрование в опыте с образцом дизельного топлива, мл; F – фактор раствора гипосульфита натрия Na2S2O3, г J2 (определен расчетным путем и равен 0,9186); 0,01269 – количество  J2, г, эквивалентное 1 мл  раствора Na2S2O3; http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image047.gif – масса дизельного топлива, г.

Определить массовую долю http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image048.gif, %, непредельных углеводородов в анализируемом дизельном топливе:

                                           http://edu.dvgups.ru/metdoc/enf/himij/ekspl_mater/metod/up/ris/clip_image049.gif                                             (2)

 где M – средняя молярная масса непредельных углеводородов в топливе (приблизительно 150 г/моль), 254 – молярная  масса иода J2, г/моль.

Сравнить полученные данные по величине иодного числа дизельного топлива с данными ГОСТ 305-82 (см. табл. 10), сделать вывод о пригодности топлива к эксплуатации.


Контрольные вопросы

  1. Почему недопустимо наличие непредельных углеводородов в нефтепродуктах?

  2. Чем обусловлено появление смолистых отложений на деталях двигателя?

  3. Что вызывает коррозию топливных систем?

  4. Чем можно охарактеризовать стабильность нефтепродуктов?

  5. Какой способ применяется для определения содержания непредельных углеводородов?

  6. в чём заключается метод определения йодного числа?

  7. Как рассчитывается йодное число топлива?

8. Рассчитать содержание непредельных углеводородов в топливе TC-1, если его йодное число равно 0,52.

Опыт № 3 Растворимость различных нефтепродуктов (бензина, керосина, дизельного топлива, вазелина, парафина) друг в друге.


Поочередно проделать опыты с выданными вам веществами. Каждое вещество испытать на растворимость.

Полученные результаты занести в таблицу:


Бензин

Керосин

Дизельное топливо

Вазелин

Парафин

Бензин






Керосин






Дизельное топливо






Вазелин






Парафин







Сделайте вывод: какие органические растворители самые эффективные на ваш взгляд.

Лабораторная работа № 22

Ректификация смеси этанол — вода.

Обнаружение воды в азеотропной смеси воды и этилового спирта.

Цель:

Теоретические сведения:

Ректификация - разделение жидких однородных смесей на составляющие вещества или группы составляющих веществ в результате взаимодействия паровой смеси и жидкой смеси. Целью ректификации вообще является чёткое разделение жидких смесей на отдельные чистые компоненты. Это массообменный процесс, который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки, тарелки), аналогичными используемыми в процессе абсорбции.

Возможность разделения жидкой смеси на составляющие её компоненты ректификацией обусловлена тем, что состав пара, образующегося над жидкой смесью, отличается от состава жидкой смеси в условиях равновесного состояния пара и жидкости.

При ректификации спирта основная задача - из 40%-го СС получить СР с концентрацией в нем ЭС не менее 96% при минимальным содержании посторонних примесей. Для этого процесс ректификации СС проводят за один раз на специальном ректификационном оборудовании. Это оборудование позволяет разделять водно-спиртовую смесь на отдельные азеотропные фракции, отличающиеся температурами кипения. Одной из таких фракций является пищевой спирт-ректификат.

Оборудование для ректификацииhttp://www.studmed.ru/docs/static/f/0/f/1/5/f0f15b0275e.png

В промышленности применяются ректификационные установки непрерывного действия. В этих установках 85%-ый СС и перегретый водяной пар смешиваются в нижней части колонны и превращаются в ? 40%-ый водно-спиртовой насыщенный пар при температуре ? 94°C (см. рис.1). Эта паровая смесь непрерывно поступает в ректификационную колонну, расслаивается по ее высоте на отдельные фракции, которые непрерывно и с определенным темпом отбираются из разных частей колонны. Для обеспечения нормальной работы таких непрерывных колонн требуются достаточно сложные и дорогие элементы автоматики.
В химических и физических лабораториях обычно применяют ректификационные колонны периодического действия, не требующие никакой автоматики. Эти колоны оборудованы только элементарными средствами регулировки отбора, температурного контроля и манометрическим измерителем перепада давления на колонне.
Принципиальная схема периодической ректификационной установки представлена на рис.1. Установка состоит из испарительной емкости – куба 1 и ректификационной колонны, установленной вертикально на крышке куба. Куб заполнен перерабатываемой жидкостью 4, нагрев и испарение которой осуществляется нагревателем 5. Колонна включает в себя ректификационную часть 9 и головку колонны 10. Ректификационная часть колонны представляет собой трубу 11, покрытую снаружи теплоизоляцией 12 и заполненную внутри контактными элементами 13. Головка колонны представляет собой систему патрубков 3 к которой в соответствии со схемой подсоединены: термометр 6, конденсатор 2, охладитель 14 и регулятор отбора 15. Внизу ректификационной части колонны обычно монтируется манометрическая трубочка 16 для измерения перепада давления в колонне. Через охладитель 14 и конденсатор 2 постоянно протекает охлаждающая вода.

Работа ректификационной колонны.

Ректификационная установка работает следующим образом. С помощью нагревателя кубовая жидкость доводится до кипения. Образующийся в кубе пар по ректификационной части колонны 9 поднимается вверх и попадает в конденсатор 2, где происходит его полная конденсация. Часть этого конденсата (флегмы) возвращается в ректификационную часть колонны, а другая часть проходит через охладитель 14 и в виде дистиллята 7 стекает в приемную емкость 8. Соотношение между расходами флегмы и отбираемого дистиллята называется флегмовым числом и устанавливается с помощью регулятора отбора 15. По всей высоте ректификационной части колонны происходит процесс тепломассообмена между стекающей вниз флегмой и поднимающимся вверх паром. В результате этого в головке колонны накапливается в виде пара и флегмы самый легкокипящий (с наименьшей температурой кипения) компонент кубовой жидкости, а следом за ним сама собой выстраивается «номерная очередь» (вниз по высоте колонны ) из разных веществ. «Номером» в этой очереди является температура кипения каждого компонента, возрастающая по мере опускания по колонне. С помощью регулятора 15 осуществляется медленный и последовательный отбор этих веществ в соответствии с их очередностью. «Номер» отбираемого в каждый момент вещества регистрируется с помощью термометра 6. Зная эту температуру с учетом атмосферного давления, можно достаточно точно указать основное вещество дистиллята, отбираемое в данный момент времени.


Ход работы

Опыт: Практика ректификации спирта

Как уже отмечалось, в примесях находящихся в бражке, обнаружено около 70 разнообразных компонентов: кислоты, ацетоны, эфиры, альдегиды, легкие и тяжелые спирты, сивушные масла и т.д. Примеси образуются в момент приготовления сусла, но более всего накапливаются при брожении, а при перегонке бражки почти полностью попадают в СС.

Основная задача ректификации – это четкое отделение примесей от спирта-ректификата.

Количество примесей в обезвоженном дистилляте (то есть в дистилляте за вычетом воды) обычно не превышает 6%. Конкретное количество «отходов» обычно зависит от точности соблюдения технологии приготовления бражки. Многие из этих примесей трудно отделимы от СР, и только правильная работа на ректификационном оборудовании позволяет избавиться от них в товарной части спирта-ректификата. 

С практической точки зрения все существующие в СС примеси (упомянутые ранее 6%) можно разделить на две группы по отношению к температуре кипения СР (tкип = 78,15°Cпри 760мм.рт.ст.):

-головные (? 2.5% );

- хвостовые ( ? 3.5%).

К головным примесям относятся все вещества, имеющие температуру кипения меньше 78,15°C и предшествующие (по времени процесса ректификации) появлению СР из ректификационной колонны. Именно эти примеси занимают первую (головную) очередь на отбор из ректификационной колонны и именно за ними встает в свою очередь СР. Среди этих веществ наиболее известными являются метиловый спирт (tкип=64,7°C) и альдегидная группа примесей, у которой tкип несколько меньше, но очень близка к tкип СР.

К хвостовым примесям относятся все вещества, имеющие температуру кипения больше 78,15°C, эти вещества отгоняются сразу после СР. Именно они занимают свое место в хвосте общей очереди за СР. Среди этих веществ наиболее известной является группа сивушных масел (tкип несколько больше, но очень близка к tкип СР).

Подготовка колонны к работе.

а) Соберите ректификационную установку так, как указано в ее паспорте.
б)
 Для дистилляции заполните испарительную ёмкость на 2/3 своего объема бражкой, если перегонку проводите с помощью ректификационной колонны.
Для ректификации заполните испарительную ёмкость на 3/4 своего объема спиртом-сырцом, при крепости не более 35-45%,(в случае работы на РУМ-015-100 ёмкость заполнять на 2/3 объема).

в) Перекройте отбор.

г) Проверьте герметичность сборки.

д) Включите поток охлаждающей воды.

е) Включите нагрев кубовой жидкости.

Полное время подготовки колонны к работе занимает обычно не более 5-20 мин и зависит от подготавливаемой к работе модели, навыка и готовности всего оборудования к работе (места подключения установки к электросети и сети водяного охлаждения).

Предварительные расчеты.

Очень удобно перед началом работы на ректификационной колонне (пока идет разогрев кубовой жидкости) сделать предварительный расчет будущих (ожидаемых) результатов. Эти расчеты являются некоторым приблизительным планом работ при ректификации и будут естественным образом (по показанию термометра, запаху) корректироваться Вами. Этот план работ поможет определить моменты Вашего присутствия около колонны и укажет приблизительное количество получаемых фракций.


Пример предварительного расчета для условной РУМ-1. Рабочий объем 10л. В испарительной емкости установлен технологический ТЭН мощностью Wт=1кВт.

Дано:

Установка…………………………. РУМ-1

Объем спирта-сырца……………... 10л

Концентрация спирта в СС…….... 40%


Необходимо определить:

  1. Время разогрева кубовой жидкости до кипения

  2. Полное время ректификации и количество получаемых фракций

Расчет:
1) Разогрев кубовой жидкости до кипения осуществляется с помощью установленной мощности
 Wу =1кВт от температуры 20°C до 95°C. Теплоемкость СС очень близка к теплоемкости воды 4,2кДж/(кг·град);


Время нагревания =(10л · 4,2кДж/(л·град) · (95-20)град) / (1кВт) = 3150сек ?

50мин

2) Ректификация.

В 10л 40%-го спирта-сырца содержится 10л·0,4=4л=4000мл обезвоженного дистиллята. Пусть в этом дистилляте существует следующее распределение по фракциям (точное распределение зависит от качества исходного спирта-сырца и это выясняется только после правильной ректификации):

Состав по фракциям Средний темп отбора Время выделения фракции

Название % мл % мл/ч мл/мин ч мин ч:мин

«голова» 2,5 100 30 300 5,0 0.3 20 0:20
 

спирт 94 3760 100 1000 16,6 3,76 225 3:45

«хвост» 3,5 140 100 1000 16,6 0,14 10 0:10

Полное время ректификации = подготовка разогрев «голова» спирт «хвост» =
= 15мин 50мин 20мин 3ч45мин 10мин = 5ч20мин =5,3ч,
за, которые получается 3760мл чистого спирта-ректификата со средней производительностью 3,76л/5,3ч?0,71л/ч.
Пользуясь этим примером можно попутно рассчитать удельную суточную производительность установки РУМ-1 от спирта-сырца до ректификата

Суточная производительность = 0,71л/ч · 24ч ? 17л/сут.

Процесс ректификации.

Процесс ректификации контролируется и регулируется по показанию термометра. Типовая зависимость изменения температуры t по времени представлена на рис.2, с указанием пяти периодов:


Рис.2 Изменение температуры при ректификации спирта.http://www.studmed.ru/docs/static/c/d/d/e/7/cdde7a790eb.png

А) Нагревание.

СС в испарительной емкости нагревается всеми установленнми в ней ТЭНами суммарной мощности – Wу. Через некоторое время СС в кубе закипает, и начинается постепенный прогрев колонны поднимающимся вверх паром. В этот момент необходимо сразу перейти на технологическую мощность Wт, указанную в паспорте установки.

Если такое переключение не произвести, то через несколько секунд колонна захлебывается. ПОМНИТЕ, что в этом состоянии колонна может находиться не более 30-60 секунд, иначе произойдет переполнение колонны и дефлегматора дистиллятом и начнется его аварийный сброс через верхний штуцер дефлегматора наружу. Если Вы всё же упустили момент начала кипения, и колонна захлебнулась, то Вам придется смириться с потерями спирта, и выключить колонну. Затем дождитесь прекращения процесса захлебывания и включите Wт.

После прогрева колонны наблюдается скачок температуры, отмечаемый термометром.
 

Б) Стабилизация.

Колонна работает на технологической мощности Wт. Отбор перекрыт Е=0. Колонна работает сама на себя, флегмовое число V=?. Наблюдая показания термометра, дождитесь уменьшения температуры и ее стабилизации на самом минимальном уровне.

В этот момент проходит процесс разделения и накопления головных (легкокипящих) фракций в верхней части колонны. Через 10-15 минут этот процесс завершается, и температура в верхней части колонны достигает своего минимального значения и стабилизируется на 3-5˚С ниже ожидаемой температуры кипения СР. Величина этой разницы зависит от состава и количества легкокипящих фракций, находящихся в СС. Ожидаемую температуру кипения СР tс можно определить по атмосферному давлению в данный момент с помощью графика на рис.3.

Если у Вас нет термометра, то просто дайте колонне поработать самой на себя 15 минут. Если этот процесс затянется на большее время, то это будет только лучше. Вы точнее сможете отделить все головные примеси, накопившиеся к этому моменту в колонне.

Если Вы работаете с электронным компаратором температур, то можно более точно определить момент окончания стабилизации колонны по разности температур.

В) Отбор головных фракций.

Отбор головных фракций необходимо проводить как можно медленнее (с большим флегмовым числом). Медленный отбор не «размазывает» фракцию по колонне и не захватывает с собой следующие за ней фракции. Ввиду малого количества, но большого разнообразия веществ в головной фракции, эта часть дистиллята фактически является одним большим переходным участком ( ? на рис.7 ) от множества головных примесей к чистому СР.

Для правильной организации отбора на этом сложном периоде ректификации можно рекомендовать следующий подход , состоящий в разбивке этапа «В» , на следующие друг за другом три равных по времени промежутка (абсолютные величины времени и отбора указаны для примера условной РУМ-1).

Промежуток Длительность Отбор
«В» % мин % мл/ч мл/мин
начальный 33 7 10%
Еном 100 1,66
средний 33 7 30%
Еном 300 5
переходной 33 7 50%
Еном 500 8,3
Такая схема организации отбора головных фракций гарантирует Вам:

  • полное выделение головных фракций из куба, и их полное отсутствие в следующей за ними пищевой фракции СР;

  • минимальный объем головной фракции и отсутствие в ней пищевой фракции СР;

  • подход к основной фракции СР с малой 50% -ой производительностью.


Этот период завершается достижением температуры, на 0,1-0.05˚С меньшей
 tс. Условно считается, что количество легкокипящих примесей, находящихся в этот момент в СР и вызывающих такое понижение температуры кипения СР, соответствует допустимым пищевым нормам.


На практике самым точным прибором для принятия решения об окончании периода отбора головных фракций и начала отбора пищевого СР является обычный «человеческий нос».

Контроль получаемого дистиллята по запаху проводят следующим образом:

  • накапайте несколько капель отбираемого дистиллята на ладонь;

  • разотрите эту лужицу по всей поверхности ладони;

  • поднесите ладонь к лицу и вдохните носом испарившийся с ладони дистиллят.

Такой мгновенный и достаточно точный анализ всегда будет Вам некоторым подспорьем при ректификации спирта.

Общее количество головных фракций, полученных за этот период, составляет 1...3% от ожидаемого количества спирта и зависит от качества исходного сырья. СЛЕДУЕТ ПОМНИТЬ!, что полученный при отгонке головных фракций дистиллят не является пищевым продуктом, так как состоит, в основном, из эфиров, ацетонов, альдегидов и других ядовитых веществ, и может быть использован ТОЛЬКО для технических нужд, например, в качестве растворителя.

Г) Отбор фракции пищевого спирта.

Установим новую, чистую и большую по объему приемную емкость. Увеличим отбор до Еном (для условной РУМ-1 это 1л/ч=16,6мл/мин), который сохранится до конца всего процесса ректификации. Проверим этот отбор с помощью секундомера и мерного цилиндра. Через 5-10мин проконтролируем показания термометра. Если все было сделано правильно, то показания термометра не изменятся. Причем эта температура останется неизменной в течение всего периода отбора пищевой фракции.

Получаемый с этого момента СР является высококачественным пищевым продуктом. Однако, его состав (неотличимый многими даже по запаху) постепенно меняется и может быть разделен на три части:

  • первые 5% общего объёма СР еще будут содержать в себе следы головных фракций (для условной РУМ-1 это ?200мл);

  • центральная часть - порядка 80% общего объёма СР будут абсолютно чистыми (для условной РУМ-1 это ?3360мл);

  • и 5% общего объёма СР перед окончанием этого режима начнут приобретать следы хвостовых фракций (для условной РУМ-1 это ?200мл).

Учитывая последнее замечание, можно рекомендовать для отбора пищевой фракции приготовить две отдельные помеченные ёмкости, которые использовать для отбора первой 10% -ой и последней 10%-ой порции СР.

При получении центральной части СР можно подобрать максимальный отбор Еmax (флегмовое число близко к V=2,5). Значение Еmax в основном зависит от качества перерабатываемого СС, поэтому требуется его уточнение при каждой ректификации. Однако, поиск и уточнение его можно рекомендовать только после полного освоения процесса ректификации по данной инструкции. Для нахождения Еmax необходимо пользоваться вторым вариантом правила отбора.


Но помните - чем меньше отбор тем выше качество!

На этом режиме ректификации не требуется постоянного присутствия около аппарата, а приемные емкости заменяются по мере их наполнения.
При получении третьей части пищевого СР рекомендуется пользоваться промежуточной емкостью, из которой периодически, предварительно убедившись в соответствии показания термометра температуре кипения СР, переливать спирт в основную емкость.

Такой прием позволяет в случае, если будет упущен момент повышения температуры (поступление СР с большей концентрацией тяжелых спиртов и сивушных масел), не допустить попадания «плохого» спирта в «хороший».
Отбор СР завершается при достижении температуры на 0,1…0,05˚С выше температуры
 tс. Условно считается, что количество тяжелокипящих примесей, находящихся в этот момент в СР и вызывающих такое повышение температуры кипения, соответствует допустимым пищевым нормам.
Приближение и окончание этого момента можно "предугадать" по уже произведенному количеству СР (для условной РУМ-1 это ?3760мл) или по запаху его последней порции.
 

Д) Отбор хвостовых фракций (остатка).

Заменяем приемную емкость или оставляем промежуточную (в которую уже упущен «хвост»). Настройку колонны не изменяем – мощность Wт ; отбор Еном.
Процесс отбора остатка завершается при достижении уровня температуры порядка 82...85˚С, или прекращается по контролю запаха.
ВНИМАНИЕ! Отобранный остаток содержит еще достаточное количество этилового спирта. Его можно считать особым СС с большим содержанием примесей сивушных масел и тяжелых спиртов. Он также как и СС не является пищевым продуктом, поэтому применять его для пищевых целей категорически запрещается. Полученный остаток можно повторно переработать с новой порцией СС. Или, что более предпочтительно, произвести его ректификацию отдельно, предварительно накопив 10…20 остатков (не менее 30% объема испарительной емкости).

Повторная ректификация.

Повторная ректификация проводится только в следующих случаях:
а) есть необходимость получить спирты типа "Экстра" и "Люкс" с наименьшим содержанием примесей из очень плохого исходного сырья;

б) неудовлетворительное качество СР, полученного при первой ректификации (причины: несоблюдение рекомендаций данной инструкции в процессе обучения).

Для проведения повторной ректификации необходимо весь пищевой СР (а в случае его очень низкого качества только его центральную часть), предварительно разбавив водой до концентрации 40-45%, залить в хорошо вымытую испарительную емкость и повторить ректификацию как указано в разделе 5.

Примечание Наверно Вы обратили внимание, что крепость СС, используемого для проведения процесса ректификации, рекомендована в пределах 35-45%. Именно при этой концентрации СС обеспечивается наивысшее качество получаемого СР. Не увеличивайте эту концентрацию! Указанная крепость СС может быть достигнута и при обычной (прямой) перегонке бражки на простейших перегонных аппаратах. Таким образом, если у Вас уже имеется такое устройство, то очень удобно использовать РУМ только для ректификации, а СС получать на Вашем аппарате. Это существенно повысит их совместную производительность, не уменьшив качество конечного продукта.

Химическая обработка бражки и спирта-сырца.


А) химическая обработка бражки.

При соблюдении технологии приготовления бражки сусло постепенно увеличивает свою кислотность в процессе брожения - и это нормально. В этом случае не требуется какая-либо химическая обработка. 

Иногда кислотность бражки может повыситься сверх нормы. Это может произойти в силу разнообразных причин, связанных с нарушением технологии:

  • не была проведена стерилизация сусла, и процесс брожения «захватили» дикие дрожжи; 

  • по случайности резко понизилась температура в помещении, и бражка остыла и «остановилась» и ее брожение перешло в уксусное.


В таких случаях перед перегонкой рекомендуется искусственно понизить кислотность с помощью щелочей. Если такую обработку не провести, то в процессе нагревания в бражке резко усиливаются химические реакции, которые могут стать (а могут и не стать) причиной образования новых сопутствующих примесей, влияющих на чистоту СР.


Б) химическая обработка спирта-сырца.

Если все предыдущие действия были правильными, то химическая обработка спирта-сырца не требуется.

Если спирт-сырец получен из фруктового сырья (плохое вино) или были допущены ошибки в предыдущих действиях (об этом Вы можете узнать только после правильной ректификации), то следует провести химическую обработку спирта-сырца. Точные данные для этой процедуры можно получить только после очень точных и тонких анализов сырья. Мы можем дать только общие рекомендации, изложенные в наших инструкциях. 
ОБЩЕЕ ЗАМЕЧАНИЕ – лучше соблюдать предыдущую технологию, чем «увлекаться» химической обработкой.

Основная задача этой обработки - нейтрализации кислот в СС и проведение реакций этерификации в результате которых некоторые кислоты и спирты, имеющие летучесть близкую к ЭС, переходят в более летучие (эфиры) и менее летучие (тяжелые спирты) химические соединения, что существенно повышает качество СР в процессе ректификации.

Для этого в СС добавляют 1…2 г/л щелочи (КОН или NaOH), предварительно разведя их в небольшом количестве воды. Обычно такой обработки оказывается достаточно для начала ректификации.

В случае очень плохого качества СС (к сожалению это выясняется только после проведения процесса ректификации) проводят его дополнительную обработку марганцовокислым калием (марганцовкой), который, предварительно разведя в небольшом количестве воды, добавляют в СС в количестве 1,5…2 г на каждый литр спирта, находящейся в СС. Раствор тщательно перемешивают и оставляют в течение 15…20 минут для завершения химической реакции. После этого снова добавляют щелочь (в прежнем количестве) и оставляют для осветления на 8…12 часов. Затем СС фильтруют и проводят ректификацию.

Проверка качества спирта.

Проверка качества спирта включает следующие испытания:


Определение цвета и прозрачности.

В чистый сухой цилиндр из бесцветного и прозрачного стекла емкостью 100-150 мл наливают испытуемый спирт и в проходящем рассеянном свете наблюдают цвет, оттенок и наличие в спирте механических примесей.


Определение запаха и вкуса.

Небольшое количество испытуемого спирта помещают в сосуд с хорошо закрывающейся пробкой, разбавляют 2,5…3,0 объемами холодной питьевой воды и тотчас же после предварительного сильного перемешивания производят испытание на запах и вкус.


Определение содержания этилового спирта (крепости).

Концентрацию спирта определяют обязательно при 20˚С спиртометром (АСП 95-105, АСП-2 96-101, спиртометром с термометром АСПТ 60-100% или денсиметром N16 0,76-0,82).


Проба на чистоту.

10 мл испытуемого спирта наливают в узкогорлую колбу емкостью 70мл и быстро прибавляют в 3…4 приема при постоянном взбалтывании 10 мл серной кислоты (плотность 1,835). Полученную смесь тотчас же нагревают на спиртовке, дающей пламя высотой 4…5 см и диаметром в нижней широкой части около 1 см. Во время нагревания жидкость в колбе все время вращают так, чтобы огонь не касался колбы выше границы нагреваемой жидкости. Нагревание смеси прекращают, когда пузырьки выходят на поверхность жидкости, образуя пену; процесс нагревания длится 30…40 секунд, после чего смеси дают возможность спокойно остыть. После охлаждения смесь в колбе должна быть совершенно бесцветной.
Для точности испытания содержимое колбы переливают (после охлаждения) в специальный цилиндр (пробирку) с притертой пробкой и, пользуясь штатив-камерой, наблюдают окраску смеси, сравнивая со спиртом, а также кислотой, взятыми в равных объемах и налитыми в отдельные цилиндры (пробирки) такого же размера и качества стекла. Результат испытания признается положительным, если смесь окажется такой же бесцветной, как спирт и кислота.

Проба на окисляемость.

Цилиндр с притертой пробкой и меткой 50 мл ополаскивают спиртом, наполняют этим же спиртом до метки и погружают на 10 минут в воду, имеющую температуру 15˚С, налитую в стеклянную ванну выше уровня спирта в цилиндре. Затем в цилиндр прибавляют 1 мл раствора марганцевокислого калия (раствор 0,2г в 1 л воды), закрывают цилиндр пробкой и, перемешав жидкость, вновь погружают в ванну с водой.

При стоянии красно-фиолетовая окраска смеси постепенно изменяется и достигает окраски специального типового раствора, появление которой принимается за конец испытания.

Для наблюдения за изменением окраски испытуемой смеси под цилиндр подкладывают лист белой бумаги. Время, в течение которого происходит реакция окисления, выражается в минутах. Результат испытаний признается положительным, если окраска сохраняется в течение 20 минут.

Определение содержания фурфурола.

В цилиндр с притертой пробкой емкостью 10 мл приливают с помощью капельницы 10 капель чистого анилина, 3 капли соляной кислоты (плотность 1,1885кг/л) и объем доводят до метки испытуемым спиртом.
Если в течение 10 минут раствор остается бесцветным, считают, что спирт выдержал испытание. Появление красного окрашивания характеризует наличие фурфурола.


Сделайте общий вывод о проделанной работе.



Лабораторная работа № 23

«Окисление этанола в этаналь раскаленной медной проволокой. Получение фенолоформальдегидного полимера. Распознавание раствора ацетона и формалина»

Цель работы: Получить уксусный альдегид.Изучить химические свойства альдегидов и кетонов и объяснить, чем они обусловлены.

Оборудование и реактивы: пробирки, спиртовка, водяная баня, медная спираль, этиловый спирт, 5 % раствор К2Cr2О7, 20 % раствор серной кислоты, водный раствор формальдегида, свежеприготовленный аммиачный раствор оксида серебра (I), ацетон, раствор сульфата меди (II), раствор гидроксида натрия, свежеприготовленный концентрированный раствор гидросульфита натрия, фуксинсернистая кислота (для ее приготовления следует в 0,1-0,005 % водный раствор фуксина пропустить сернистый газ до обесцвечивания раствора. Сернистый газ получают нагреванием кусочков меди с концентрированной серной кислотой в круглодонной колбе. Полученный реактив хранят в хорошо закрытом сосуде в темноте. Чем меньший избыток сернистого газа соединится в реактиве, тем он чувствительнее).

Правила техники безопасности

hello_html_m44c5dde4.pnghello_html_62e8562a.pnghello_html_mba2b4c0.pnghello_html_m2db52a08.pnghello_html_mad8993d.pnghello_html_60dce829.png

hello_html_m5723edcc.pnghello_html_18702441.pnghello_html_m7f6aa6f2.png


Ход работы


ОПЫТ 1. Окисление этилового спирта оксидом меди (II).

Налейте в пробирку 3-4 мл этилового спирта, накалите медную спираль в пламени спиртовки так, чтобы медь покрылась черным налетом оксида меди (II), раскаленную спираль быстро опустите в пробирку со спиртом. Повторите эту операцию несколько раз. Обратите внимание на запах образующегося альдегида и на изменения, происходящие со спиралью.

Задания:

  1. Напишите уравнения реакций окисления меди и окисления этилового спирта.

  2. Запишите наблюдения.


ОПЫТ 2. Окисление этилового спирта хромовой смесью.

К 2 мл 5 % раствора К2Cr2О7 прилейте 1 мл 20 % раствора серной кислоты и 0,5 мл этилового спирта. Осторожно нагрейте на спиртовке полученную смесь. Что наблюдается? Какой ощущается запах?

Задания:

  1. Напишите уравнение происходящей реакции.

  2. Запишите наблюдения.


ОПЫТ 3. Взаимодействие формальдегида с аммиачным раствором оксида серебра (I) (реакция «серебряного зеркала»).

1 мл формальдегида налейте в чистую пробирку (вымытую щелочью, затем хромовой смесью и дистиллированной водой) и добавьте 1 мл свежеприготовленного аммиачного раствора оксида серебра. Смесь осторожно нагрейте на водяной бане. Что наблюдается? То же проделайте с ацетоном.

Задания:

  1. Напишите уравнение реакции взаимодействия альдегида с аммиачным раствором оксида серебра и наблюдения изменений, происходящих в обеих пробирках.

  2. Почему ацетон не вступил в реакцию окисления?



ОПЫТ 4. Окисление альдегидов свежеосажденным гидроксидом меди (II).

К 0,5 мл раствора сульфата меди (II) прилейте 1 мл раствора гидроксида натрия до образования осадка. Взболтайте и к полученной жидкости с осадком гидроксида меди (II) прилейте 5-10 капель формальдегида. Смесь нагрейте на водяной бане, наблюдая за изменением окраски. Аналогичную реакцию проведите с ацетоном.

Задание:

Напишите уравнения реакций, происходящих в обеих пробирках, и соответствующие наблюдения.


ОПЫТ 5. Взаимодействие формальдегида с фуксинсернистой кислотой.

В пробирку поместите 0,5 мл раствора фуксинсернистой кислоты, добавьте 2-3 капли раствора формальдегида. Что наблюдается?

Запомните: фуксинсернистая кислота является чувствительным реактивом на альдегиды.

Задание: Запишите соответствующие наблюдения, уравнение реакции записывать не нужно.


ОПЫТ 6. Реакция ацетона с гидросульфитом натрия.

К 1-1,5 мл ацетона прибавьте, не взбалтывая, 1 мл концентрированного свежеприготовленного раствора гидросульфита натрия NaHSO3 до образования осадка в виде кольца.

Задания:

  1. Напишите уравнение реакции взаимодействия ацетона с гидросульфитом натрия и наблюдения.

  2. Будут ли вступать в эту реакцию альдегиды?


Сделайте вывод о том, какие типы химических реакций характерны для альдегидов и кетонов, и объясните причины проявления ими данных свойств.


КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ


1. Какие соединения относятся к альдегидам и кетонам? Приведите общие формулы альдегидов и кетонов.

2. Сравните строение альдегидов и кетонов. На основании сравнения сделайте вывод о том, какие общие свойства они имеют и какими свойствами они отличаются.

3. Изобразите структурные формулы всех карбонильных соединений, молекулярная формула которых С5Н10О, и напишите их названия.

4. Определите строение соединения состава С4Н8О, если известно, что оно при каталитическом восстановлении образует бутанол-2.

5. Расположите приведенные ниже карбонильные соединения в ряд по убыванию активности в реакциях с нуклеофильными реагентами: а) СН3-СН2-СНО; б) С6Н5СНО; в) С6Н5-СО-С6Н5; г) СН3-СО-С6Н5; д) СН3-СО-СН3.

6. Как осуществить следующие превращения:

? СН3СН2ОН

1 2 О 5 8

С2Н4 СН3?

Н 6 О 7

3 4 СН3

? ОН


7. Вычислите массу карбида кальция, содержащего 20 % примесей, необходимую для двухстадийного синтеза ацетальдегида (выход продукта на каждом этапе равен 80 %). Требуется получить 20 кг 20 % раствора альдегида.

8. Для каталитического гидрирования 17,8 г смеси муравьиного и уксусного альдегидов до соответствующих спиртов потребовалось 11,2 л водорода (н.у.). Определить состав смеси альдегидов (в % по массе).

9. Напишите химические уравнения, соответствующие следующей схеме:


Н2О Н2О [Ag(NH3)2]OH HCl C2H5OH

СаС2 ¾¾® А ¾¾® Б ¾¾¾¾¾® B ¾¾® Г ¾¾¾¾® Д

Hg2+H+


10. При окислении альдегида массой 8,6 г аммиачным раствором оксида серебра выделилось серебро массой 21,6 г. Вычислите молекулярную массу альдегида. Напишите структурные формулы возможных изомеров и назовите их по международной номенклатуре.

11. Определите структурную формулу соединения, если известно, что оно состоит из 37,7 % С, 6,3 % Н и 56,0 % Cl (по массе). 6,35 г паров этого соединения занимают объем 1,12 л (н.у.). При гидролизе этого соединения образуется вещество, состоящее из С, Н, О, а при восстановлении последнего образуется вторичный спирт.









Лабораторная работа № 24

«Ознакомление с физическими свойствами глюкозы (аптечная упаковка, таблетки). Кислотный гидролиз сахарозы. Знакомство с образцами полисахаридов. Обнаружение крахмала с помощью качественной реакции в меде, хлебе, йогурте, маргарине, макаронных изделиях, крупах»


Цель работы: Исследовать химические свойства углеводов и объяснить причины, обуславливающие эти свойства.


Оборудование и реактивы: металлический штатив, спиртовка, пробирки, стеклянная палочка, химический стакан вместимостью 50 мл, электроплитка, водяная баня; 1 % раствор глюкозы, 1 % растворы сахарозы, лактозы, фруктозы; крахмал, спиртовой раствор иода, раствор сульфата меди (II), раствор гидроксида натрия (10-12 %), раствор серной кислоты (1:5), аммиачный раствор оксида серебра (I). ступка и пестик (1 шт.), пипетка (1 шт.), фарфоровая чашка (1 шт.), шпатель (1 шт.), лопаточка (1 шт.), крахмал, раствор йода (3%), мёд, белый хлеб, горох (рис), колбаса, маргарин, макаронные изделия.


Правила техники безопасности

hello_html_m44c5dde4.pnghello_html_62e8562a.pnghello_html_mba2b4c0.pnghello_html_m2db52a08.pnghello_html_mad8993d.pnghello_html_60dce829.pnghello_html_m5723edcc.pnghello_html_18702441.pnghello_html_m7f6aa6f2.png

Теоретические сведения

Крахмал интенсивно накапливается в результате фотосинтеза и откладывается в семенах, клубнях и других частях растений. Семена и клубни содержат 40—70% крахмала, другие части растений — от 4 до 25%.

Многие продукты содержат углеводы. Существует несколько источников крахмала. Наиболее известны пшеница, кукуруза, картофель, рис. Исследуем наличие продуктов на крахмал. Кусочек белого хлеба можно превратить в черный, но только есть его уже нельзя.

Крахмал можно обнаружить на свежем срезе картофелины, в муке. Эту реакцию использовали, чтобы уличить недобросовестных торговцев, добавляющих в сметану «для густоты» пшеничной муки. Если на образец такой сметаны капнуть йодной настойкой, синее окрашивание сразу выявит фальсификацию.

Молекула крахмала очень большая. Она похожа на длинную цепь со многими ответвлениями наружу. В этой молекуле задерживается йод, из-за чего крахмал окрашивается в яркий синий цвет.

Ход работы

ОПЫТ 1. Свойства глюкозы.

Внесите в пробирку 3 капли раствора глюкозы, одну каплю раствора соли меди и прибавьте при взбалтывании несколько капель гидроксида натрия до образования светло-синего раствора (щелочь должна быть в избытке). Что доказывает появление такой окраски раствора? Вспомните реакцию образования глицерата меди.

Полученный раствор нагрейте. Что наблюдается? Наличие какой функциональной группы в молекуле глюкозы подтверждает этот опыт?

Задания:

1. Напишите уравнение реакции взаимодействия глюкозы с гидроксидом меди (II) при комнатной температуре. Укажите наблюдения. На наличие каких функциональных групп указывает эта реакция?


2. Напишите уравнение реакции взаимодействия глюкозы с гидроксидом меди (II) при нагревании. Что наблюдается? Наличие какой функциональной группы в молекуле глюкозы подтверждает этот опыт?


ОПЫТ 2. Взаимодействие сахаров с гидроксидом меди (II).

Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров.

К 2 мл раствора сахара добавьте 1 мл разбавленного раствора щелочи и 34 капли раствора сульфата меди (II). Встряхните пробирку и перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой до растворения осадка. Жидкость при этом окрашивается в интенсивно-синий цвет.

Затем поместите все пробирки в нагретую водяную баню. Если сахар окисляется, то, вынув пробирку через 2-3 минуты, вы увидите изменения окраски и появление красного или коричневого осадка.

Задание: Заполните следующие таблицы:

Результаты опыта, проведенного при нормальных условиях

Углевод

Что наблюдается?

Как объясняется?




Результаты опыта, проведенного при нагревании

Углевод

Что наблюдается?

Как объясняется?






ОПЫТ 3. Взаимодействие сахаров с аммиачным раствором оксида серебра (I).

Опыт проводят одновременно с растворами различных сахаров.

Налейте в тщательно вымытые и высушенные пробирки по 1 мл аммиачного раствора оксида серебра (I) и по 1 мл раствора сахара. Пробирки поместите на несколько минут в горячую водяную баню.

Задание: Заполните следующую таблицу:

Результаты опыта, проведенного при нагревании

Углевод

Что наблюдается?

Как объясняется?




Запишите уравнение соответствующей реакции для глюкозы.


ОПЫТ 4. Гидролиз сахарозы.

В пробирку с 5 каплями раствора сахарозы добавьте 1 каплю разбавленного раствора серной кислоты (1:5) и смесь нагрейте на пламени спиртовки. После этого прибавьте 1 каплю раствора сульфата меди (II) и избыток раствора гидроксида натрия. Зачем нужно добавлять именно избыток щелочи? Что наблюдается? Что произошло с сахарозой?

Задания: 1. Ответьте на вопросы, поставленные в тексте опыта.

2. Составьте уравнение реакции гидролиза сахарозы.

3. Опишите все наблюдаемые явления.

4. Напишите все уравнения протекающих реакций.


ОПЫТ 5. Отношение крахмала к воде.

В пробирку с 1 мл воды поместите на кончике шпателя сухого крахмала. Содержимое пробирки взболтайте. Растворяется ли крахмал в воде при комнатной температуре?

Содержимое пробирки порциями залейте при перемешивании в стакан с 5 мл горячей воды. При этом образуется крахмальный клейстер.

Задание: Отметьте наблюдения, происходящие в данном опыте. Сделайте вывод о растворимости крахмала в холодной и горячей воде.


ОПЫТ 6. Взаимодействие крахмала с иодом.

В пробирку внесите 5-6 капель крахмального клейстера и одну каплю спиртового раствора иода. Что при этом наблюдается?

Задание: Отметьте наблюдения, происходящие в данном опыте. Объясните происходящие явления.


ОПЫТ 7. Отношение крахмала к гидроксидам металлов.

В пробирку внесите 5 капель крахмального клейстера, одну каплю сульфата меди (II) и 5 капель раствора гидроксида натрия. Смесь нагрейте на пламени спиртовки, не доводя до кипения. Что при этом наблюдается?

Задания: 1. Отметьте наблюдаемые явления, происходящие в этом опыте.

2. Какой можно сделать при этом вывод?

3. Происходит ли окисление крахмала гидроксидом меди (II)?


ОПЫТ 8. Кислотный гидролиз крахмала.

Налейте в химический стакан 3-5 мл крахмального клейстера и 0,5-1 мл раствора серной кислоты. Стакан поставьте на электроплитку и кипятите 4-5 минут. Следите за тем, чтобы не произошло обугливание. Для определения, прошел ли гидролиз, отберите пипеткой 3-4 капли раствора (гидролизата) в пробирку и прибавьте каплю раствора иода. Если получился раствор желтоватого цвета, гидролиз крахмала закончен.

Теперь необходимо определить конечный продукт гидролиза – глюкозу.

В пробирку внесите 5 капель гидролизата, 2 капли раствора сульфата меди (II) и несколько капель раствора щелочи до появления синей окраски раствора. Смесь слегка нагрейте на пламени спиртовки. Что наблюдается?

Задания: 1. Отметьте наблюдаемые явления, происходящие в этом опыте.

2. Напишите схему гидролиза крахмала.

3. Объясните все происходящие явления.

4. Напишите уравнение реакции качественного определения глюкозы.


ОПЫТ 9. Ферментативный гидролиз крахмала.

Под действием фермента слюны амилазы (птиамина) происходит гидролиз крахмала.

Разжуйте хорошо маленький кусочек черного хлеба и поместите его в пробирку. Внесите в нее 1 каплю раствора сульфата меди (II) и несколько капель раствора гидроксида натрия до образования раствора слабо-голубого цвета. Пробирку с содержимым нагрейте на пламени спиртовки. Что наблюдается?

Задания: 1. Опишите наблюдения, происходящие в опыте.

2. Запишите уравнения протекающих реакций.

3. Сравните условия ферментативного и кислотного гидролиза крахмала.


ОПЫТ 10. Качественная реакция на крахмал (иодная проба).

  1. К 1-1,5 мл раствора крахмала добавьте 1 каплю иодной воды. Что наблюдается? Полученную жидкость нагрейте на пламени спиртовки. Какие происходят изменения? Затем охладите содержимое пробирки под струей холодной воды. Что наблюдается?

Задание: Запишите все происходящие наблюдения. Оформите наблюдения в виде схемы.

  1. Разотрите мёд. Накапайте на него раствор йода. Наблюдайте за изменением цвета.

  2. Накапайте на крахмал раствор йода. Наблюдайте за изменением цвета.

  3. Возьмите маленький кусочек белого хлеба и накапайте на него раствор йода. Что Вы наблюдаете?

  4. Разотрите горох (зерна риса). Добавьте немного воды и перемешайте. Накапайте йод. Что Вы наблюдаете?

  5. Возьмите ложку йогурта, поместите в фарфоровую чашу прилейте 1-2 мл. раствора йода. Наблюдайте за изменением цвета.

  6. Нанесите на свежий разрез маргарина каплю раствора йода. При наличии крахмала поверхность маргарина на разрезе окрашивается в синий цвет.

  7. На свежеприготовленные отварные макаронины капните раствором йода. Наблюдайте за изменением цвета

Заполните таблицу

Вещество

Реакция с йодом

Заключение

Мед



Хлеб



Йогурт



Маргарин



Макаронные изделия



Крупа горох (рис)




КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ


1. Какие органические вещества относятся к классу углеводов? Откуда возникло это название?

2. На какие группы делятся углеводы?

3. Какие химические реакции подтверждают тот факт, что глюкоза – вещество с двойственной химической функцией?

4. Какая реакция, характерная для альдегидов, не свойственна глюкозе?

5. Приведите уравнение реакции, с помощью которой можно различить глюкозу и сахарозу.

6. Какие виды брожения дает глюкоза? Напишите уравнения реакций всех известных вам видов брожения глюкозы.

7. Приведите пример реакций этерификации с участием целлюлозы (не менее двух).

8. Приведите структурную формулу мальтозы.

9. Приведите структурную формулу фрагмента молекулы целлюлозы и уравнение реакции гидролиза целлюлозы. Укажите условия.

10. Массовая доля крахмала в картофеле составляет 20 %. Какую массу глюкозы можно п