Практические работы по химии для 1 курса

Практическая работа № 1

тема: «Структурная и графическая формулы химических элементов»

   Строение электронной оболочки атомов и ионов изображают электронной или электронно-графической формулой. Электронная формула показывает распределение электронов в атомах по энергетическим уровням и подуровням, где уровни обозначают цифрами 1,2,3,4,…, подуровни – буквами s,p,d.f. Электронно-графическая формула изображает атом элемента в виде совокупности орбитами или квантовых ячеек. На примере марганца покажем написание электронной 25Mn 1s² 2s² 2p6 3s² 3p6 3d5 4s²  и электронно-графической формулы: 25Mn.

   Распределение электронов в атомах по энергетическим уровням и орбиталях определяется тремя основными положениями:

·         Принципом Паули, который устанавливает, что в атоме не может быть 2-х электронов с одинаковым значением всех четырех квантовых чисел;

·         Принципом наименьшей энергии последовательность заполнения электронами уровней и подуровней должна отвечать наибольшей связи электрона с ядром, т.е. электрон должен наименьшей энергией;

·         Правило Хунда, согласно которому определяется порядок заполнения орбиталей. Орбитам в пределах электронного подуровня сначала заполняется все по одному электрону, затем их занимают вторые электроны.

Написать схемы распределения электронов в атомах:

Вариант № 1. Na, AI, Si, S, Ar, Ce.

Вариант № 2. K, Sc, V, Cr, As, Br, He.

Вариант № 3. Li, Cu, Ge, Se, Br, Kr, Ho.

Вариант № 4. Rb, Zn, Ti, Fe, Se, Xe, Gd.

Вариант № 5. Cs, Sr, B, O, Tc, Mo, Ne, Sm.

Вариант № 6. Fr, Ag, C, I, W, CI, Er.

Вариант № 7. H, Au, P, At, Nb, Rn, Es.

Вариант № 8. Mg, Be, V, Br, Ni, Rn, Nd.

Вариант № 9. Ba, Ti, Te, Ni, N, Ne, U.

Вариант № 10. Fr, As, Mg, Se, Co, Xe, Am.

Лабораторная работа № 5

тема: «Скорость химических реакций»

·         Зависимость скорости взаимодействия соляной кислоты с металлами от их природы.

·         Зависимость скорости взаимодействия цинка с соляной кислотой от ее концентрации.

·         Зависимость скорости взаимодействия оксида меди(II) с серной кислотой от температуры

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками – 4 шт., нагревательный прибор – спиртовка или сухое горючее, спички, держатель для пробирок, Соляная кислота (10% и 70%), цинк, медная проволока, оксида меди (II), серная кислота (20%).

Опыт № 1. Зависимость скорости взаимодействия соляной кислоты с металлами от их природы.

Ход работы: Поместить в две пробирки металлы: цинк и медную проволку и прилейте в обе пробирки соляную кислоту. Наблюдайте, что произойдет. Если в какой то-пробирке не будет происходить реакция объясните, почему. Как это связано с природой реагирующего вещества. Напишите уравнение реакции, которая происходит:

Zn + HCI =

Cu + HCI =

Опыт № 2. Зависимость скорости взаимодействия цинка с соляной кислотой от ее концентрации.

    Зависимость скорости реакции от концентрации легко проследить, пользуясь реакцией взаимодействия цинка с соляной кислотой разной концентрации.

   Момент сливания раствора нужно считывать началом реакции, а появление пузырьков газа (водорода) – концом реакции.

   Ход работы: В две пробирки поместить гранулы цинка и прилить 1 мл соляной кислоты ( в первую разбавленную 10%, а во вторую концентрированную 70%). Отметьте время, прошедшие с момента добавления кислоты до момента выделения пузырьков газа в каждой пробирке. Концом реакции считать, одинаковую интенсивность выделения пузырьков газа. Результаты запишите в таблицу.

№ опыта	Концентрация соляной кислоты	Продолжительность реакции, t сек.	Скорость реакции
1
2

Как изменяется скорость реакции в первой и во второй пробирке при увеличении концентрации соляной кислоты?

  На основании данных опыта постройте кривую зависимость скорости реакции от концентрации HCI, откладывая по оси абсцисс относительную концентрацию HCI, а по оси ординат скорость (в условных единицах).

Опыт № 3. Зависимость скорости взаимодействия оксида меди(II) с серной кислотой от температуры

  Ход работы: Насыпьте в две пробирки по 2 мг порошка черного цвета оксида меди (II) и добавьте в каждую пробирку по 2 мл серной кислоты (20%), наблюдайте. Одну из двух пробирок нагреть, и наблюдайте, что произойдет в пробирке после нагревания. Результаты опыта запишите в виде таблицы.

№ опыта	Температура опыта, С	Скорость реакции V=1/t
1
2

Как изменяется скорость реакции при взаимодействии оксида меди (II) с серной кислотой (20%) при повышении температуры?

   На основании данных опыта постройте кривую, иллюстрирующую, зависимость скорости реакции от температуры, откладывая по оси абсцисс температуру, по оси ординат – условную скорость реакции.

Лабораторная работа № 10.

тема: «Свойства уксусной кислоты, общие со свойствами минеральных кислот».

Цель работы: Изучить свойства карбоновых солей.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками (3 шт.), пробка с  длинной стеклянной трубкой-холодильником, химический стакан,  уксусная кислота (70%), магний, цинк, фенолфталеин, гидроксид натрия, этанол, серная кислота (конц.), вода, хлорид натрия.

Ход работы:

Опыт № 1. Взаимодействие уксусной кислоты с некоторыми металлами.

    В две пробирки влейте по 1 мл раствора уксусной кислоты. В одну пробирку всыпьте немного стружек магния, а во вторую – несколько гранул цинка. В первой пробирке происходит бурная реакция, а во второй – реакция протекает спокойно (иногда она начинается только при нагревании).

  Задания для самостоятельного вывода:

1)      Как уксусная кислота реагирует с магнием и цинком?

2)      Сравните скорость этих реакций и напишите уравнения в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде.

Опыт № 2. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями.

   Влейте в пробирку 1-1,5 мл раствора гидроксида натрия и добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. При добавление уксусной кислоты происходит обесцвечивание.

Опыт № 3. Взаимодействие уксусной кислоты со спиртами.

   В пробирку налейте  2 мл раствора уксусной кислоты.  Прилейте 2 мл этанола. Затем в  пробирку осторожно добавьте  1 мл концентрированной серной кислоты. Пробирку закройте пробкой с длинной стеклянной трубкой-холодильником. Смесь осторожно подогрейте. Жидкость налейте в сосуд с насыщенным раствором хлорида натрия.

 Задания для самостоятельного вывода:

1)      Какие свойства уксусной кислоты сходны со свойствами минеральных кислот?

2)      Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты с основаниями?

3)      Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты со спиртами? Напишите уравнения   всех этих трёх опытов.

4)      Составьте уравнения реакций муравьиной кислоты:

а) с цинком;

б) с гидроксидом калия;

в) с водой.

Лабораторная работа № 9

тема: «Растворение глицерина в воде и взаимодействие с гидроксидом меди(II)».

Цель работы: Исследовать свойства глицерина.

Реактивы и оборудование: штатив с пробирками (3 шт.), глицерина, вода, гидроксид натрия, раствор сульфат меди (II).

Ход работы:

Опыт № 1. Растворение глицерина в воде.

   Налейте в пробирку 1-2 мл глицерина, добавьте столько же воды и встряхните. Затем добавьте в 2-3 раза больше воды.

Задание для самостоятельных выводов:

1) Какова растворимость глицерина в воде?

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

   В пробирку налейте 1 мл раствора гидрокисда натрия и добавьте немного раствора сульфата меди (II) до выпадения осадка. К осадку прилейте глицерин и взболтайте.

Задание для самостоятельных выводов:

1) Какая реакция характерна для глицерина и других многоатомных спиртов? Напишите уравнения соответствующих реакций.

2) Какие вещества называются спиртами?

3) Дайте названия органическим соединениям по международной номенклатуре:

а) СН3 – СН – СН – СН2 – СН3

              ОН    СН3

б) СН3 – СН2 – СН – СН – СН2 –СН2ОН

                         СН3    СН3

4) Какой объём углекислого газа выделяется при сгорании 40 г этанола?

Практическая работа № 2

тема: «Изготовление моделей молекул органических веществ».

Модель молекулы метана.

  Соберите модель молекулы метана, используя для этого пластилиновые шарики. Для этого из пластилина светлых тонов изготовьте четыре небольших, а из пластилина темных тонов – один шарик, который примерно в два раза больше предыдущих. В качестве стержней можно использовать спички. Учтите, что в молекуле метана угол между химическими связями С – Н составляет 109°, т.е. молекула имеет тетраэдрическое строение.

Модели молекул бутана и изобутана.

  Соберите модель молекулы нормального бутана, используя для этого пластилин. Аналогично соберите модель молекулы изобутана. Учтите, что в бутане атомы углерода расположены по отношению друг к другу под углом 109°, т.е. углеродная цепь должна иметь зигзагообразное строение. В молекуле изобутана все связи центрального атома углерода направлены к вершинам правильного тетраэдра. Сравните строение этих углеводородов.

Контрольные  задания.

Составить с помощью пластилина молекулы:

Вариант № 1. 2-метилбутан

Вариант № 2. 2,2 - диметилпропан

Вариант № 3. 2,3-диметилбутан

Вариант № 4. 2,2-диметилбутан

Вариант № 5. 3-метилпентан

Вариант № 6. 2,3 -диметилпентан

Лабораторная работа № 1

тема: Приготовление суспензии карбоната кальция в воде.

 Получение эмульсии (моторного масла, майонез). Ознакомление со свойствами дисперсных систем.

Оборудование и реактивы: химические стаканы (250 мл) – 3 шт.; стеклянная палочка – 3 шт.; карбонат кальция (СаСО3, мел, известняк); растительное или моторное масло, майонез; вода. Образцы пищевых, медицинских и косметических гелей.

Ход работы:

  Приготовить дисперсные системы из предложенных веществ и воды и затем распределите образцы в соответствии с классификацией дисперсных систем.

  Ознакомьтесь со сроками годности пищевых, медицинских и косметических гелей. Каким свойством гелей определяется срок их годности?

Контрольные вопросы:

1.       Что такое дисперсные системы?

2.       При повреждении кожи (ранке) наблюдается свертывание крови – коагуляция золя. В чем сущность этого процесса? Почему это явление выполняет защитную функцию для организма? Как называется болезнь, при которой свертывание крови затруднено или не наблюдается?

3.       Что такое коагуляция? Чем она может быть вызвана?

4.       Что такое синерезис? Чем он может быть вызван?

5.       Почему чистый воздух, природный газ и истинные растворы не относят к дисперсным системам?

Лабораторная работа № 3

тема: «Испытание растворов щелочей индикаторами. Взаимодействие щелочей с солями. Разложение нерастворимых оснований».

Оборудование и реактивы: 3 пробирки; один пробиркодержатель; одна горелка; спички; гидроксид натрия; универсальная индикаторная бумажка; сульфат меди (II); серная кислота (20%).

Ход работы:

1)      В пробирку налить гидроксид натрия и испытать действие раствора на универсальную индикаторную бумажку. Что наблюдаете? Объясните результат испытания и запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

2)      В две пробирке налейте по 1-2 мл раствора сульфата меди (II). Добавьте в каждую из пробирок 1-2 мл раствора гидроксида натрия. Что наблюдаете?

Сформулируйте вывод о способе получения нерастворимых оснований.

Добавьте в одну из пробирок с полученных нерастворимых основанием 1-2 мл раствора серной кислоты. Что наблюдаете?

Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионном виде.

Оставшуюся пробирку с нерастворимым основанием укрепите в пробиркодержателе и нагрейте в пламени горелки (спиртовки). Что наблюдаете?

Напишите уравнение проведенной реакции. Дайте характеристику реакции по всем изученным признакам классификации химических реакций.

Контрольные вопросы:

1.    Дайте определение понятия «основания», исходя из их состава и с точки зрения теории электролитической диссоциации.

2.    На какие группы делят основания по изученным вами признакам классификации этих веществ7

3.    Запишите уравнения реакции, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

 

Li       Li2O      LiOH      Li2CO3     CO2

Лабораторная работа № 4

тема: «Взаимодействие солей с металлами. Взаимодействие солей друг с другом. Гидролиз солей различного типа».

Оборудование и реактивы: 5 пробирок; универсальная индикаторная бумажка; подставка для пробирок; горелка; спички; пробиркодержатель; хлорид железа (III);  алюминиевая проволока; карбонат натрия; хлорид меди (II); карбонат натрия; хлорид цинка; хлорид натрия.

Ход работы:

Опыт 1:

В пробирку налить раствор хлорид железа (III)  и опустить туда алюминиевую проволоку и нагреть пробирку. Что наблюдаете? Составить уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Опыт 2:

В пробирку налить карбонат натрия и добавить хлорид меди (II). Что наблюдаете? Объясните в чем сущность взаимодействие солей друг с другом. Напишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Опыт 3:

В три пробирки налить по 1-2 мл растворов: в первую – карбонат натрия, во вторую – хлорида цинка, в третью – хлорида натрия. Испытайте действие растворов на универсальную индикаторную бумажку. Что наблюдаете? Объясните результаты наблюдений и запишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Контрольные вопросы:

1.       Дайте определение понятия «соли», исходя из состава этих соединений.

2.       По каким признакам классифицируют соли?

3.       Запишите уравнения всех возможных реакций, с помощью которых можно получить сульфат железа (II). Для реакций обмена составьте ионные уравнения.

4.       Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

C      CO2      MgCO3     Mg(HCO3)2    MgCO3     MgO     Mg(NO3)2    Mg(OH)2     MgO

Лабораторная работа № 6

тема: «Ознакомление со структурами серого и белого чугуна. Распознавание руд железа».

Оборудование: справочники, коллекции металлов и сплавов.

Ход работы:

   Опишите физические свойства выданных металлов и сплавов (алюминий, цинк, свинец, олово, чугун), используя план: 

                              1. агрегатное состояние при комнатной температуры

                  2. цвет

                  3. блеск

                  4. пластичность

                  5. теплопроводность, электропроводность

                  6. твердость (см.справочник)

                  7. плотность (см.справочник)

                  8. температура плавления и кипения (см.справочник)

   Сформулируйте вывод, в котором перечислите общие физические свойства металлов.

 Контрольные вопросы:

1.              Почему в технике широко используют сплавы железа, а не чистое железо? Какие сплавы железа применяют на производстве и в быту?

2.    Сплав железа поместили в воду, содержащую: а) кислород; б) кислород и оксид углерода (IV). В каком случае коррозия сплава буде протекать интенсивнее и почему? Напишите уравнения соответствующих реакций.

3.    Имеются следующие сплавы: алюмель(Ni,AI,Mn,Si)

                                                 бронза(Cu,Sn,AI,Pb,Cr,Si,Be)

                                                  мельхиор(Cu,Ni,Fe,Mn)

                                                  нихром(Ni,Cr,AI,Si)

                                                  хромель(Ni,Cr,Co,Fe)

Выберите сплав, полностью растворяющийся в разбавленной серной кислоте. Напишите уравнения химических реакций.

4.    С какой целью поверхность цистерн для хранения нефтепродуктов (бензина, керосина) окрашивают «серебрином» - смесью алюминиевой пудры с одним из растительных масел?

Лабораторная работа № 2

тема: «Химические свойства кислот»

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками – 6 шт.,  соляная кислота (20%), цинк, медная проволока (пластина), оксида кальция, индикатор (лакмус или метилоранж, фенолфталеин), гидроксид натрия (20%), карбонат натрия.

Опыт 1. Действие кислот на индикаторы.

   В пробирку налейте 1-2 мл соляной кислоты и капните индикатор (лакмус или метилоранж).

Что наблюдаете? Напишите уравнение в ионном виде.

Опыт 2. Взаимодействие кислот с металлами.

В две пробирки налейте по 1-2 мл соляной кислоты и поместите в первую пробирку гранулу цинка, а во вторую пробирку – кусочек медной проволоки (пластины).

Что наблюдаете?

Напишите уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 3. Взаимодействие кислот с основными оксидами.

В пробирку насыпьте 1-2 мг оксида кальция и прилейте 1-2 мл соляной кислоты.

Что наблюдаете?

Напишите уравнение   реакции в молекулярном и ионном виде.

Опыт 4. Взаимодействие кислот с основаниями.

В пробирку налейте  1-2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 2-3 капли раствора фенолфталеина. В пробирку пролейте 1-2 мл соляной кислоты.

Что наблюдаете?

Напишите уравнение   реакции в молекулярном и ионном виде.

Опыт 4. Взаимодействие кислот с солями.

В пробирку налейте 1-2 мл раствора карбоната натрия и добавьте 1-2 мл соляной кислоты.

Что наблюдаете?

Напишите уравнение   реакции в молекулярном и ионном виде.

Контрольные вопросы:

1.       Почему раствор кислоты следует добавлять осторожно, по каплям?

2.       Даны растворы двух веществ. Как можно  практически доказать, что одно из них является раствором кислоты?

3.       Осуществите следующие превращения:

 хлорид меди(II)        гидроксид меди(II)        оксид меди(II)