WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Часть 1 Методические указания к лабораторным работам Печатается по решению ученого совета химического факультета Иркутского государственного университета Рецензент: ...»

-- [ Страница 1 ] --

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «Иркутский государственный университет»

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Часть 1

Методические указания

к лабораторным работам

Печатается по решению ученого совета химического факультета

Иркутского государственного университета

Рецензент: канд. хим. наук, доц. Н. Ф. Апрелкова

Составители:

д-р хим. наук, проф. А. Ю. Сафронов;

канд. хим. наук, доц. В. А. Стальмакова;

канд. хим. наук, доц. Л. М. Димова;

канд. хим. наук М. Ю. Дмитриченко;

асп. М. Т. Мункуева Предназначены для студентов 1-го курса химического факультета направление «Химия».

Учебное издание

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Часть Составители:

Александр Юрьевич Сафронов; Валентина Алексеевна Стальмакова;

Людмила Михайловна Димова; Михаил Юрьевич Дмитриченко;

Мыдыгма Тумэнжаргаловна Мункуева Подготовила к печати Э. А. Невзорова Темплан 2009. Поз. Подписано в печать 20.06.09. Формат 60х90 1/16. Печать трафаретная.

Уч.-изд. л. 2,0. Усл. печ. л. 2,6. Тираж 100 экз. Заказ 61.

ИЗДАТЕЛЬСТВО

Иркутского государственного университета 664003, Иркутск, бульвар Гагарина, Тема 1. ПРАВИЛА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ.

МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ И ПЕРВОЙ ПОМОЩИ

Общие правила 1. Категорически запрещается находиться в лаборатории в верхней одежде, а также снимать и хранить верхнюю одежду в лаборатории.

2. Для работы в лаборатории неорганической химии необходимо иметь халаты.

3. Работа в лаборатории неорганической химии должна протекать в спокойной, деловой обстановке. Не разрешается шуметь в лаборатории, допускать громкие крики, собираться группами, бегать по лаборатории, особенно с посудой, приборами или реактивами в руках.

4. При работе в лаборатории необходимо соблюдать строжайшую чистоту рабочего места. Все ненужные отходы и предметы – использованные фильтры, обрезки фильтровальной бумаги, пробки, резиновые шланги, ненужная посуда и т. д. – немедленно удаляются с рабочего места.





5. По окончании работы рабочее место приводится в полный порядок, закрываются краны, и перед уходом из лаборатории рабочее место сдается дежурному по лаборатории.

6. Дежурный по лаборатории в день своего дежурства первый приходит в лабораторию и последний покидает ее после работы, сдав лабораторию в полном порядке лаборанту.

7. Дежурный в день дежурства, сам, выполняя лабораторные работы, следит за порядком в лаборатории и на рабочих местах студентов и делает соответствующие указания по наведению чистоты и порядка на рабочем месте.

8. Все требования дежурного безоговорочно выполняются студентами, работающими в лаборатории. В случае отказа студента выполнять требования дежурного, последний немедленно доводит это до сведения преподавателя, ведущего занятие.

Основные правила безопасности при работе в химической лаборатории 1. Работа в химической лаборатории разрешается при наличии исправной приточно-вытяжной вентиляции, средств индивидуальной защиты (очки, перчатки, противогазы), спецодежды (халат, нарукавники, фартуки), средств пожаротушения (огнетушители, кошма, песок, асбестовые одеяла и т. д.) и аптечки первой помощи с набором необходимых медикаментов.

2. Створки вытяжных шкафов должны быть закрыты. При необходимости створки во время работы можно поднимать, но не более чем на 30–40 см.

3. Для поддержания чистоты и обеспечения безопасности, рабочие места и вытяжные шкафы нельзя загромождать реактивами, посудой, приборами и другим лабораторным оборудованием, которое не используется при проведении данной работы.

4. Использованную химическую посуду и приборы, содержащие кислоты, щелочи и другие едкие или ядовитые вещества, нужно освобождать от остатков; исполнитель должен вымыть посуду, после чего сдать ее лаборанту.

5. Остатки и отходы химических веществ перед сливом в канализацию следует нейтрализовать. СЛИВАТЬ В РАКОВИНУ АКТИВНЫЕ

class='zagtext'>ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА (КИСЛОТЫ, ЩЕЛОЧИ) БЕЗ ИХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

6. Все операции, связанные с применением, выделением или образованием ядовитых огне- или взрывоопасных систем, необходимо проводить только в вытяжном шкафу, на удалении от других работ, при работающей вентиляции, с обязательным принятием всех мер предосторожности.

7. При работе с ядовитыми, огне- или взрывоопасными, а также инициирующими веществами, в лаборатории должно находиться не менее двух человек, чтобы при необходимости оказать пострадавшему помощь.

8. Перегонку и нагревание огнеопасных низкокипящих веществ необходимо проводить в круглодонных колбах, установленных в банках, заполненных соответствующим теплоносителем (вода, масло). Нагревание сосудов с огнеопасными жидкостями на открытом огне или асбестовой сетке не допускается. Для нагревания бань рекомендуется применять закрытые электроплитки. Электропровода, проводящие ток, должны быть заключены в мягкие резиновые трубки; выключатели и штепсели следует установить на торцевой стороне вытяжных шкафов.





ЗАПРЕЩАЕТСЯ ПРОИЗВОДИТЬ НАГРЕВАНИЕ НИЗКОКИПЯЩИХ

ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ (АЦЕТОН, БЕНЗИН, ЭФИРЫ, СПИРТЫ И

т. д.) В ОТКРЫТЫХ СОСУДАХ НА ГАЗОВЫХ ГОРЕЛКАХ ИЛИ

ВБЛИЗИ ИСТОЧНИКА ОТКРЫТОГО ОГНЯ.

9. При проливе низкокипящей жидкости необходимо немедленно погасить все газовые горелки, выключить электроплитки; пролитый продукт засыпать песком или собрать тряпками, затем песок и тряпки удалить, а место, где была пролита жидкость, хорошо промыть водой.

10. Смешение и разбавление химических веществ, сопровождающееся выделением тепла, следует производить в термостойкой посуде.

11. Во избежание ожогов при переноске сосудов с горячими жидкостями, необходимо держать их обеими руками; одной рукой поддерживать дно, другой – верхнюю часть или горловину; руки от ожога предохраняют полотенцем, которым обертывают сосуд.

12. Во избежание ожогов и поражений от брызг и выбросов, не следует наклоняться над сосудом, в котором кипит или налита какая-либо жидкость.

13. При нагревании жидкости в пробирке, последнюю следует держать отверстием в сторону от себя и рядом стоящих.

14. Растворы щелочей, кислот и других едких или ядовитых веществ необходимо набирать в пипетку при помощи резиновой груши, специальных автоматических пипеток или при помощи шприца. НЕДОПУСТИМО ЗАСАСЫВАТЬ ЕДКИЕ И ЯДОВИТЫЕ ВЕЩЕСТВА В

ПИПЕТКУ РТОМ, ТАК КАК ПРИ ЭТОМ ВОЗМОЖНЫ ХИМИЧЕСКИЕ ОЖОГИ ПОЛОСТИ РТА ИЛИ ОТРАВЛЕНИЯ.

15. При взбалтывании растворов в колбах или пробирках необходимо закрывать их пробками; запрещается закрывать отверстие пальцем.

16. При взвешивании сыпучих веществ нельзя насыпать их на чашку весов. Для этого следует применять тарированные часовые стекла или сосуды; химические вещества нельзя оставлять на весах. Взвешивание ядовитых веществ производится только под тягой.

17. Все работы с кислотами, щелочами, едкими и ядовитыми веществами необходимо производить в резиновых перчатках и защитных очках. При проливе крепкой кислоты, щелочи или других едких веществ необходимо пролитый продукт засыпать песком, мокрый песок удалить и остатки смыть водой.

18. При работе с огнеопасными веществами спецодежду (халат) необходимо застегивать или завязывать сзади, обшлага рукавов также нужно плотно застегивать или завязывать. Известны случаи, когда при работе в застегнутых спереди или небрежно надетых халатах агрессивное или загоревшееся химическое вещество попадало на шелковый или вискозный материал, который мгновенно вспыхивал, и работающий получал тяжелые ожоги.

19. При проливах самовоспламеняющихся растворов (например, растворов фосфора) их следует засыпать слоем песка и заливать раствором медного купороса; мокрый песок осторожно собрать в ведро и вынести. Всю эту работу необходимо производить в резиновых перчатках, резиновом фартуке, галошах и защитных очках.

20. При работе с токсичными и агрессивными веществами заблаговременно должны быть приготовлены нейтрализующие и дегазирующие средства; для быстрого использования их размещают в удобном месте.

21. Работы с опасными химическими веществами необходимо производить в присутствии руководителя работ; приборы, которыми производят работы, нельзя оставлять без наблюдения.

22. Во избежание отравлений категорически запрещается хранить и принимать пищу в рабочих комнатах химических лабораторий.

Меры безопасности при обращении Чтобы избежать травмирования при резке стеклянных трубок, сборке и разборке приборов и деталей, изготовленных из стекла, необходимо соблюдать следующие меры безопасности.

Стеклянные трубки небольшого диаметра следует ломать только после надреза их напильником или специальным ножом для резки стекла; концы трубок для предохранения от порезов целесообразно обернуть полотенцем. Для того чтобы облегчить вставку стеклянных трубок в резиновые пробки или резиновые трубки, а также надевание каучуковых пробок на стеклянные трубки или палочки, при сборке приборов нужно смочить снаружи стеклянную трубку и внутренние края резиновой трубки или отверстие в пробирке водой, глицерином или вазелиновым маслом. Острые края стеклянных трубок нужно оплавить или сгладить напильником.

При сборке стеклянных приборов или отдельных их частей следует применять эластичные соединения и прокладки. Особенно тщательная защита приборов и стеклянных частей требуется в местах крепления их на металлических кольцах штативов или в держателях.

При вставке стеклянных трубок в просверленную пробку трубка не должна упираться в ладонь, ее следует держать за боковую поверхность.

Трубку нельзя сильно сжимать, и держать ее нужно возможно ближе к вставляемому в пробку концу.

При вставке пробки в горлышко колбы или другого тонкостенного сосуда следует держать сосуд за горлышко, по возможности ближе к месту установки пробки, обернув при этом руку полотенцем.

Стеклянную посуду (тонкостенные химические стаканы и колбы) из обычного стекла нельзя нагревать на открытом огне без асбестированной сетки. Такую посуду нужно осторожно ставить на керамическую, металлическую или цементную поверхность. Стеклянные изделия надо оберегать от царапин.

В стеклянной тонкостенной посуде нельзя хранить растворы щелочей и концентрированных кислот; стекло разъедается и может легко разбиться.

Химические реактивы следует хранить в определенном, предназначенном для каждого вещества месте, в закрытых банках, склянках или других сосудах. На каждом сосуде должна быть этикетка с точным названием вещества и его подробной характеристикой (концентрация, плотность, чистота и т. д.). ХРАНЕНИЕ СКЛЯНОК С РЕАКТИВАМИ

БЕЗ ПРОБОК, БЕЗ ЭТИКЕТОК ИЛИ В НЕИСПРАВНОЙ ТАРЕ ЗАПРЕЩАЕТСЯ.

Совместное хранение реактивов с различными свойствами допускается только при строгом соблюдении специальных правил. Химические реактивы, способные выделять газ (аммиак, концентрированная азотная кислота, соляная кислота и др.), необходимо хранить в толстостенных, достаточно прочных сосудах. При встряхивании этих сосудов следует соблюдать осторожность и вынимать пробку из них постепенно.

Концентрированные кислоты (азотная, серная, хлорсульфоновая и др.), сильнодействующие реактивы (бром, хлороформ и др.) надо хранить в вытяжном шкафу под тягой или специально оборудованных шкафчиках. ЯДОВИТЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ разрешается хранить только в отдельных запирающихся шкафчиках в строгом соответствии со специальными правилами и инструкциями по их хранению.

ГОРЮЧИЕ, ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ И НИЗКОКИПЯЩИЕ ЖИДКОСТИ (ацетон, бензол, сероуглерод, эфиры и др.) следует хранить в толстостенных склянках или сосудах, которые помещают в железный, выложенный асбестом и плотно закрывающийся ящик; последний должен быть установлен в противоположной от выхода из помещения стороне и удален от источника открытого огня, искрящихся электроустройств, отопительных приборов и других источников теплового излучения. Для переноски небольших количеств перечисленных веществ, находящихся в склянках, необходимо применять ведра или ящики, снабженные ручкой.

Общий запас одновременно хранящихся в рабочем помещении лаборатории легковоспламеняющихся и горючих жидкостей и других огнеопасных веществ определяется по согласованию с пожарной охраной в каждом отдельном случае и указывается в специальной инструкции.

Металлические НАТРИЙ и КАЛИЙ необходимо хранить под слоем керосина или масла, не содержащих влаги, в местах, куда не может попасть вода или другие вещества, способные вступить с ними в химическую реакцию.

РТУТЬ следует хранить в толстостенных, плотно закрывающихся сосудах. Переливание ртути и наполнение ртутью приборов надо производить только в специально приспособленных для работы со ртутью комнатах, на защищенных столах, в ваннах или кюветах, предохраняющих от проливания ртути.

Химические реактивы, не устойчивые к действию света, необходимо хранить в склянках из темного стекла.

с взрывчатыми и инициирующими веществами При работе в химических лабораториях с взрывчатыми и инициирующими веществами требуются особые меры безопасности.

Взрывчатые вещества необходимо хранить в отдельных помещениях, соблюдая все меры предосторожности, предусмотренные специальными инструкциями. Для хранения взрывчатых веществ следует применять толстостенные стеклянные банки, закрываемые корковыми (или резиновыми) пробками; банки со стеклянными пробками для этого не пригодны, так как при открывании и закрывании банки в результате трения может произойти взрыв.

Особую осторожность следует соблюдать при сушке взрывчатых веществ, способных разлагаться со взрывом в присутствии незначительных примесей (вследствие изменения температуры самовоспламенения).

Следует иметь в виду, что взрывчатые вещества могут образовываться в процессе реакции или при длительном хранении растворов некоторых комплексных солей (аммиачносеребрянные соли и др.). Поэтому нельзя оставлять на длительное время растворы комплексных солей, способных образовывать взрывчатые соединения.

Известно, что направление реакций может измениться под влиянием активных веществ, содержащихся в материале сосуда, в котором проводится реакция, или в результате случайного попадания посторонних веществ. В связи с этим нужно беречь химические вещества от всякого рода химических загрязнений; перед тем, как начать работать с прибором, необходимо проверить, как влияют материалы, из которых собран прибор, на направление и скорость реакции.

При работе с некоторыми веществами (смеси метана с хлором, водорода с хлором) требуются особые меры предосторожности, так как при сильном искусственном освещении или на солнечном свету такие вещества бурно реагируют друг с другом, иногда со взрывом.

Все работы с взрывчатыми и инициирующими веществами должны проводится в вытяжном шкафу, в сосудах, изготовленных из металла или заключенных в предохранительные чехлы.

В вытяжных шкафах, где проводятся работы с взрывчатыми и инициирующими веществами, должны быть установлены предохранительные экраны; створки шкафа делают из небьющегося стекла или защищают их металлическими сетками; работающие должны носить очки.

Работы, связанные с возможностью взрыва или повреждения оборудования, а также травмированием людей, необходимо проводить в специально оборудованных камерах (боксах, кабинах); управление приборами должно быть вынесено в безопасную зону.

Приборы и аппараты, состоящие из нескольких сосудов, в которых возможно образование взрывчатой смеси, для предохранения против распространения взрыва или пламени должны быть оборудованы огнепреградителями или гидравлическими затворами.

с металлическими натрием и калием Металлические натрий и калий чрезвычайно реакционноспособны.

Они непосредственно соединяются с галогенами и серой (со взрывом), фосфором, мышьяком, многими металлами, разлагают воду с выделением большого количества тепла, вследствие чего происходит воспламенение выделяющегося водорода. При соприкосновении с влажной кожей или одеждой металлические натрий и калий воспламеняются и могут причинить сильные ожоги. Поэтому при работе с ними следует соблюдать следующие меры безопасности.

Все работы необходимо проводить только в защитных очках и перчатках, в чистом и сухом месте, применяя необходимые количества этих металлов (1–2 г). Все отходы от металлов следует помещать в керосин; предметы, бывшие в употреблении, должны быть тщательно осмотрены и, после удаления приставших к ним кусочков натрия и калия, обработаны метанолом, а затем облиты водой. Запрещается выбрасывать обрезки металлических натрия и калия в мусорные ящики, банки, ведра, корзины и т. п., а также в канализацию. Отходы металлических натрия и калия в количестве до 5 г уничтожаются путём растворения в метаноле. Большие количества ликвидируют по согласованию с пожарным надзором.

Металлическая ртуть обладает сильными ядовитыми свойствами.

Отравление металлической ртутью происходит в основном при вдыхании ее паров. Мельчайшие частицы ртути, попадая в щели полов, стен, оборудования, мебели, впитываются в деревянные конструкции, адсорбируются, а затем, испаряясь, загрязняют помещение. Хронические отравления парами ртути возможны при вдыхании очень малых концентраций в течение длительного времени. Поэтому при работе с металлической ртутью необходимо выполнять следующие основные правила.

1. В лабораторных комнатах полы, стены, двери, окна, панели должны быть гладкими и окрашены масляными красками, нитролаками, непроницаемыми для ртути. Места стыков стен между собой, с потолком и полом должны быть закруглены. Температуру в помещениях следует выдерживать не более 18 °С.

2. При работе с большими количествами ртути помещения должны состоять не менее чем из двух комнат; одна из них предназначается исключительно для работ со ртутью.

3. Все работы, связанные с нагреванием, промыванием и дистилляцией ртути, а также с наличием приборов с открытой поверхностью ртути, или из которых ртуть может проливаться, следует проводить в отдельных комнатах, где другие работы, не связанные с применением ртути, не допускаются.

4. Работы с небольшими приборами, в которых ртуть изолирована, можно проводить в общих комнатах на специально оборудованных рабочих столах.

5. Приборы с наличием открытых поверхностей ртути необходимо устанавливать внутри вытяжных шкафов. Все операции со ртутью следует проводить на противнях под тягой. Взвешивание ртути допускается только в том помещении, где производятся работы с приборами.

6. В барометрах, вакуумметрах, манометрах и других приборах, где ртуть находится в открытых сосудах, необходимо во избежание испарения ртути заливать ее 1–2 мм слоем глицерина. Для предотвращения выброса ртути из открытых манометров, на свободный конец манометра следует устанавливать специальные ловушки.

7. В процессе работы и по окончании ее сотрудники лаборатории должны производить тщательную очистку рабочих мест и приборов от мельчайших капель ртути. При случайном проливе ртуть должна быть немедленно собрана. Для этого применяют водоструйный вакуум-насос:

к рабочему месту подводят шланг насоса и к нему присоединяют «ловушку» (склянка Дрекселя), заполненную водой; на втрое отверстие ловушки надевают резиновую грушу с наконечником, при помощи которого ртуть засасывают насосом в ловушку.

Небольшие капли ртути можно собирать при помощи амальгамированных (натертых ртутью) кисточек или пластинок, изготовленных из меди или белой жести. Для улавливания мельчайших капелек пролитой ртути рекомендуется так называемый «ртутный магнит», представляющий собой медную спираль, обработанную азотной кислотой и амальгамированную. Приставшие к амальгамированной поверхности капельки ртути стряхивают в специальный сосуд с водой, плотно закрытый резиновой пробкой. Выливание собранной ртути в канализационные раковины не допускается. КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ БРАТЬ

РТУТЬ В РУКИ И ПОИЗВОДИТЬ ОТСАСЫВАНИЕ ЕЕ РТОМ.

8. Ежедневно производить уборку всего помещения путем обтирания полов, вытяжных шкафов, потолков, мебели и т. д. влажной тряпкой. Один раз в месяц производится генеральная уборка. Для уборки должны быть выделены отдельные вёдра, щетки, тряпки и т. п., использование которых в других помещениях не допускается. Весь инвентарь для уборки помещения необходимо хранить в отдельном шкафчике.

9. Для лучшей очистки от ртути, посуду после обычного промывания хромовой смесью и тщательного ополаскивания водой следует промывать 2,5%-ным раствором йода в 30%-ном растворе йодида калия.

10. Все работающие со ртутью должны быть одеты в халаты без карманов, застегивающиеся или завязывающиеся сзади; волосы работающих должны быть закрыты косынками или шапочками. Спецодежду необходимо хранить отдельно от домашней одежды и одежды сотрудников. Стирку спецодежды необходимо производить не реже одного раза в неделю. По окончании работы и перед едой обязательно тщательно мыть руки и лицо теплой водой с мылом. При необходимости по окончании работы следует принять душ.

11. Работающие со ртутью должны подвергаться обязательному медосмотру не реже одного раза в три месяца.

1. Все работы, связанные с применением вакуума или давления, необходимо проводить в вытяжных шкафах, в которых установлены предохранительные экраны, щитки, сетки и т. д., или кабинах (камеры, боксы), обеспечивающих защиту работающих при взрывах сосудов, разбрызгивания горючих, едких и ядовитых веществ. Кроме того, все работающие обязаны носить защитные очки.

2. Стеклянные, кварцевые и другие сосуды, приборы и системы, предназначенные для работы под вакуумом или давлением, должны быть предварительно проверены на герметичность и испытаны при соответствующем разрежении или давлении.

При ожогах, отравлениях, порезах, ушибах, происшедших во время работы в химической лаборатории, необходимо обращаться к врачу.

Доврачебная (первая) помощь заключается в принятии обычных мер, применяемых при легких ранениях, ушибах, термических ожогах. Так, при ранениях края раны осторожно смазывают йодной настойкой и прикладывают стерильную повязку. Нельзя промывать раны водой. При ушибах необходимо пострадавшему создать покой. К ушибленной части тела до прихода врача необходимо прикладывать холодные примочки или пузырь со льдом. При венозном кровотечении следует накладывать давящую повязку, при артериальном кровотечении делают повязку и, если кровотечение не останавливается, накладывают жгут или закрутку.

При термических ожогах обожжённую часть тела смазывают вазелином, растительным маслом или присыпают питьевой содой. При более сильных ожогах (появление пузырей) прикладывают марлю, смоченную 5%-ным раствором перманганата калия, и делают повязку.

При химических ожогах обожженную часть кожи необходимо тщательно обмыть растворителем для данного вещества. При ожогах кислотами или едкими щелочами поврежденное место промывают обильной струей воды и затем обрабатывают: а) при ожогах кислотами – слабым раствором питьевой соды (можно присыпать обожженное место чистым мелом или оксидом магния); б) при ожогах щелочами – слабым раствором уксусной или лимонной кислоты.

Особенно опасно попадание химических веществ в глаза. При химическом ожоге веществами, растворимыми в воде, самым лучшим средством является немедленное промывание глаз струей воды.

При отравлениях химическими веществами, пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух, освободить от стесняющей его одежды. При остановке дыхания немедленно приступить к искусственному дыханию.

Средства первой помощи находятся в аптечке.

ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Химическая посуда.

2. Нагревательные приборы.

3. Металлическое оборудование.

4. Весы и взвешивание.

5. Работа со стеклом.

1. Практикум по неорганической химии / под ред. Ю. Д. Третьякова. –М. : Академия, 2004. – 384 с.

2. Воскресенский П. И. Техника лабораторных работ / П. И. Воскресенский. – Л. : Химия, 1970. – 720 с.

Тема 3. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ План семинара 1. Основные понятия и стехиометрические законы химии.

2. Методы определения молярных масс газообразных и летучих веществ.

1. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

2. Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3. Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия / Н. С. Ахметов. – М. : Высш. шк., 1998. – 639 с.

4. Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эткинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

5. Некрасов Б. В. Основы общей химии / Б. В. Некрасов. – М. :

Химия, 1972–1973. Т. 1-2.

6. Карапетьянц М. Х. Общая и неорганическая химия / М. Х. Карапетьянц, С. И. Дракин. – 3-е изд. – М. : Химия, 1994. – 588 с.

Решение задач по теме (по указанию преподавателя).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Определение эквивалента металла по количеству Большинство металлов, растворяясь в разбавленных кислотах или щелочах, вытесняют из них водород. Зная количество взятого металла, количество вытесненного водорода, температуру и давление, при которых находится выделившийся водород, можно подсчитать эквивалентную массу металла.

воронке был примерно в начале конусного расширения. Закрепите воронку в кольце штатива. Бюретку соедините с пробиркой Оствальда.

Рис 1. Прибор для определения эквивалента металла: 1,2 – бюретки; Для этого опустите воронку с водой 3 – резиновая трубка; 4 – переходводы в бюретке не изменится, приник; 5 – пробирка Оствальда бор собран герметично. Навеску металла, взятого у лаборанта, осторожно поместите в одно из колен пробирки, а в другое налейте с помощью пипетки приблизительно 5 мл серной кислоты, разбавленной 1:5. Пробирку с металлом и раствором кислоты присоедините к бюретке, после чего воду в бюретке и воронке приведите к единому уровню. Запишите, на каком уровне находится мениск воды в бюретке. После этого осторожно прилейте кислоту к металлу. Если металл растворяется плохо, то раствор подогрейте. Выделяющийся водород будет вытеснять воду из бюретки. По окончании реакции дайте пробирке остыть до комнатной температуры, приведите воду в бюретке и воронке к единому уровню.

Подсчитайте объем выделившегося водорода. Запишите показания барометра и термометра. Приведите полученный объем водорода к нормальным условиям. При расчете объема газа учтите парциальное давление паров воды при температуре опыта (табл. 1), так как водород собран над водой.

Подсчитайте массу выделившегося водорода и затем эквивалентную массу металла. Сравните полученную эквивалентную массу с контрольной. Данные наблюдения и расчетов запишите в таблицу 2.

Масса металла, г Атмосферное давление, мм рт. ст.

Температура, °С Давление водяного пара, мм рт. ст.

Уровень воды в бюретке до опыта, л Уровень воды в бюретке после опыта, л Объем водорода в условиях опыта, л Объем водорода при нормальных условиях, л Эквивалентная масса металла, г Величина ошибки, % 3.2. Определение молярной массы диоксида углерода Определение проводят следующим образом. Возьмите сухую плоскодонную колбу с хорошо пригнанной резиновой пробкой; положение нижнего края пробки отметьте специальным карандашом для надписей по стеклу или резиновым кольцом. Взвесьте на технохимических весах с точностью до 0,01 г колбу с пробкой. Заполните колбу диоксидом углерода, для чего трубку прибора опустите в колбу до дна, откройте кран 2 аппарата Киппа 1 (рис. 2) и пропустите газ в колбу в течение 1–2 мин. После наполнения колбы диоксидом углерода медленно выньте газоотводную трубку, закройте колбу пробкой до метки и взвесьте. Чтобы быть уверенным в том, что колба заполнена диоксидом углерода, еще раз в течение 1 мин пропустите газ в колбу. Затем снова ее взвесьте. Если результаты двух взвешиваний колбы с диоксидом углерода одинаковы, то наполнение и взвешивание прекратите. Если же наблюдаете различие в массе, то указанную операцию повторите. Запишите показания барометра и термометра, находящихся в лаборатории.

Определите объем диоксида углерода при данных условиях; для этого в колбу налейте воду до черты на ее горле, затем измерьте объем воды мерным цилиндром. Объем воды равен объему диоксида углерода и воздуха.

Рис. 2. Установка для получения и очистки диоксида углерода:

1 – аппарат Киппа; 2 – промывалка Вычислите молярную массу диоксида углерода. Полученные результаты запишите в таблицу 3.

Масса колбы с воздухом, г Масса колбы с диоксидом углерода, г Атмосферное давление, мм рт. ст.

Температура, °С Объем воздуха в колбе при условиях опыта, л Объем воздуха в колбе при нормальных условиях опыта, л Масса воздуха в объеме колбы, г Масса пустой колбы, г Масса диоксида углерода в объеме колбы, г Масса 1 л диоксида углерода (из данных опыта), г Плотность диоксида углерода по воздуху Молярная масса диоксида углерода, г/моль Величина ошибки, % План семинара 1. Теория строения атома водорода по Бору.

2. Двойственная природа микрообъектов. Уравнение волны де Бройля.

3. Принцип неопределенности Гейзенберга.

4. Уравнение Шрёдингера. Некоторые результаты решения уравнения Шрёдингера для одномерного и трехмерного потенциальных ящиков.

5. Результаты решения уравнения Шрёдингера для атома водорода.

6. Понятие о квантовых числах электронов.

7. Геометрические образы атомных орбиталей.

8. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Емкость электронных оболочек. Правило Гунда. Построение электронных конфигураций атомов элементов.

1. Дей К. Теоретическая неорганическая химия / К. Дей, Д. Селбин. – М. : Химия, 1976.

2. Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3. Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эткинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

4. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

План семинара 1. Основные характеристики химической связи (прочность, длина, валентный угол) 2. Ионная связь 3. Ковалентная связь. Кривые потенциальной энергии. Результаты расчета молекулы водорода по Гейтлеру и Лондону. Донорноакцепторный механизм образования ковалентной связи 4. Основные положения метода ВС. Понятие о гибридизации связи 5. Основные положения метода МО. - и - связи. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Гомоядерные и гетероядерные двухатомные молекулы по методу МО ЛКАО. Изоэлектронные атомы 6. Межмолекулярное взаимодействие. Поляризация молекул 1. Дей К. Теоретическая неорганическая химия / К. Дей, Д. Селбин. – М. : Химия, 1976.

2. Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3. Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эткинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

4. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

6.1. Кислород. Водород. Пероксид водорода Демонстрационные опыты готовятся студентами по заданию преподавателя.

6.1.1. Кислород 6.1.1.1. Способы получения кислорода.

А) Разложение оксидов металлов.

Прокалите в отдельных пробирках небольшие количества пероксида бария и оксида ртути (+2). Наблюдайте происходящие явления.

Составьте уравнения реакции.

Б) Разложение солей.

В сухие пробирки насыпьте небольшие количества бертолетовой соли (без MnO2 и с MnO2), перманганата калия и нитрата калия. Нагрейте их. Что наблюдаете? В пробирку с нитратом калия внесите разогретые уголек и серу. Составьте уравнения реакций.

6.1.1.2. Работа с газометром.

Для сбора и хранения газов в практикуме используют стеклянные газометры. Умеренно растворимые в воде газы, в том числе и кислород, собирают и хранят в них под водой.

Газометр состоит из двух частей (рис. 3): воронки 1, снабженной краном 2, и толстостенной склянки 3 (газовый резервуар) с трубкой для выхода газа 4 с краном 5 и сливным патрубком 6 внизу для воды. Заполнение газометра газом проводится в 2 этапа: вначале его полностью заполняют водой, затем воду вытесняют собираемым газом.

Заполните газометр водой. Для этого снимите воронку 1 и заполните склянку 3 водой доверху. Откройте кран 2 на воронке 1 и медленно погрузите ее в склянку 3, следя за полнотой ее заполнения. Наполните воронку 1 водой примерно на 2/3. Если в газометре остались пузырьки воздуха, то их следует удалить через открытый кран 2, слегка приподнимая и опуская воронку 1. Остатки воздуха из газоотводной трубки удалите через кран 5, затем кран закройте.

Рис. 3. Газометр: а – заполнение газом; б – получение тока газа из газометра:

1 – воронка; 2,5 – краны; 3 – корпус газометра; 4 -газоотводная трубка; 6 – сливной патрубок Наполните газометр кислородом из кислородной подушки. Для этого поставьте заполненный водой газометр на край стола около водопроводной раковины. Закройте все краны газометра (краны 2 и 5) и откройте сливной патрубок 6. Введите шланг от подушки в сливной патрубок 6 газометра. При сжатии подушки кислород будет поступать из нее в газометр и вытеснять из него воду. Вода должна сливаться в раковину.

Заполнив газометр (~2/3 объема), выньте газоподводящую трубку, закройте патрубок 6 пробкой и откройте кран 2. Следите за тем, чтобы воронка 1 была наполнена водой.

Чтобы наполнить реакционный сосуд кислородом, налейте в него до краев воду, закройте пластинкой, смазанной тонкой слоем вазелина, переверните и погрузите сосуд в кристаллизатор с водой. Опустите газоотводную трубку от газометра в кристаллизатор и, открыв кран 5 при открытом кране 2, отрегулируйте скорость подачи кислорода. Она должна быть такой, чтобы можно было легко считать пузырьки газа.

Подведите газоотводную трубку под отверстие сосуда, заполненного водой. Когда сосуд будет почти заполнен кислородом, закройте его под водой стеклянной пластинкой и выньте из воды. Наполните таким образом четыре сосуда и сохраните их для следующих опытов.

Для чего нужно оставить в сосуде небольшое количество воды?

Какие примеси содержит собранный кислород?

6.1.1.3. Свойства кислорода.

А) Положите в ложечку для сжигания кусочек серы величиной с горошину, подожгите ее на пламени горелки (под тягой!). Обратите внимание на цвет и размер пламени горящей серы. Внесите горящую серу в банку с кислородом. Какие изменения в горении серы наблюдаются?

Б) Положите в ложечку для сжигания небольшой кусочек древесного угля, накалите и внесите в банку с кислородом. Как изменяется интенсивность горения угля в кислороде?

В) Сверните спиралью отрезок стальной проволоки и прикрепите его к концу ложечки для сжигания. Присоедините к проволоке кусочек корковой пробки. Подожгите пробку и быстро внесите проволоку в банку с кислородом. Что происходит?

Для всех опытов напишите уравнения реакций в молекулярной и электронно-ионной формах. Какой вывод о свойствах кислорода можно сделать на основании проведенных опытов? Как влияет на интенсивность горения веществ замена воздуха кислородом? Чем это объясняется? Почему у кислорода низкие температуры плавления и кипения?

6.1.2.1. Получение озона К2S2O8 и прилейте 15 мл концентрированной азотной кислоты. Открытый конец трубки опустите в пробирку с 5%ным раствором йодида калия. Колбу с персульфатом аммония слегка нагрейте, при этом через раствор йодида калия будет проходить газ. По истечении некоторого времени наблюдайте изменение цвета раствора в пробирке. Пробирку уберите. Конец трубки опустите Рис. 4. Прибор для получения в другую пробирку с раствором йодида горизонтальной части П-образной трубки. Наблюдайте изменение цвета раствора в пробирке. Сравните время, в течение которого изменится цвет раствора в пробирке в первом и во втором случаях. Составьте уравнения реакций. Какое строение имеет молекула озона?

6.1.3. Водород Работа с водородом требует большой осторожности! Водород горюч и в смеси с кислородом и воздухом образует взрывчатую смесь.

Если водород необходимо нагреть в приборе или поджечь при выходе из него, вытесните из прибора весь воздух, проверьте водород на чистоту (в присутствии преподавателя). Для этого наденьте на газоотводную трубку сухую пробирку вверх дном, через 10–15 сек. медленно снимите ее, закройте отверстие пробирки большим пальцем и поставьте на ее место вторую. Поднесите заполненную водородом пробирку, перевернутую вверх дном, к пламени горелки и, отняв палец, подожгите водород. Производите, меняя пробирку, проверку чистоты выделяющегося водорода до тех пор, пока собранный водород не будет загораться почти без звука. Только убедившись в чистоте выделяющегося водорода, можно поджигать его горящей лучиной у отверстия прибора, из которого он выделяется, или начать нагревание прибора (в присутствии преподавателя!).

6.1.3.1. Получение водорода.

А) Действие металла на воду.

Заполните пробирку до краев водой. Закрыв отверстие большим пальцем, опрокиньте ее в ванну с водой и в таком положении закрепите в лапке штатива. Заверните несколько кусочков металлического кальция в марлю и быстро, при помощи щипцов, подведите металл под пробирку. Определите, какой газ выделяется. Напишите уравнение реакции в молекулярной и электронно-ионной формах.

Б) Действие алюминия на щелочь. (Опыты проводить в вытяжном шкафу!) Положите в пробирку несколько кусочков алюминия, прилейте к ним 2–3 мл 20%-ного раствора едкого натра. Если реакция идет плохо, осторожно подогрейте. Определите, какой газ выделяется. Напишите уравнение реакции в молекулярной и электронно-ионной формах.

6.1.3.2. Свойства водорода А) Приготовление гремучей смеси (опыт проводится в присутствии преподавателя!).

Измерьте емкость пробирки и отметьте резиновым кольцом 1/3 ее объема. Налейте в пробирку воду и перенесите в ванну с водой. Одну треть пробирки заполните кислородом из газометра и две трети – водородом из аппарата Киппа.

Закройте пробирку под водой большим пальцем, выньте ее из ванны, заверните полотенцем, поднесите к пламени горелки и, открыв отверстие пробирки, подожгите газовую смесь. Что происходит? Напишите уравнение реакции в молекулярной и электронно-ионной формах.

Б) Сравнение восстановительных свойств атомарного и молекулярного водорода.

В две пробирки налейте по 3 мл раствора серной кислоты (1:5) и по 0,5 мл раствора перманганата калия. В одну пробирку бросьте 2– кусочка цинка, в другую пропустите ток водорода из аппарата Кипа. В какой пробирке быстрее произойдет изменение окраски раствора? Составьте уравнения реакции происходящих процессов.

6.1.4. Пероксид водорода 6.1.4.1. Окислительные и восстановительные свойства пероксида водорода А) В две пробирки налейте по 1–2 мл раствора пероксида водорода. Добавьте в первую 2 мл серной кислоты (1:5) и такой же объем йодида калия, во вторую 2–3 мл раствора едкого натра, немного раствора Na[Cr(OH)4] и слегка нагрейте. Что происходит в обеих пробирках? Составьте уравнение реакций происходящих процессов. Какова роль пероксида водорода в них?

Б) Налейте в пробирку 1–2 мл раствора перманганата калия, 2 мл раствора серной кислоты (1:5), прилейте по каплям раствор пероксида водорода. Что наблюдается?

В) Налейте в пробирку 5 капель раствора нитрата серебра, добавьте по каплям 10%-ный раствор аммиака до растворения образующегося осадка. К полученному раствору прилейте по каплям 30%-ный раствор пероксида водорода. Что наблюдается?

Составьте электронно-ионные уравнения реакций. Какую роль играет пероксид водорода в опытах Б и В?

6.1.4.2. Реакция открытия пероксида водорода.

Налейте в пробирку 2 мл раствора H2O2, 2 мл разбавленного раствора серной кислоты, 0,5 мл эфира и добавьте несколько капель раствора хромата калия. В присутствии пероксида водорода в кислой среде хроматы (и бихроматы) образуют интенсивно окрашенные надхромовые кислоты. Составьте уравнение реакции. Какова роль эфирного слоя?

6.2.1. Хлор Все работы с хлором должны проводится в вытяжном шкафу. В случае отравления хлором пострадавшего следует немедленно вывести на свежий воздух и принять следующие меры: дать понюхать разбавленный раствор аммиака, этиловый спирт и приложить холодные компрессы на грудь и горло. В случае серьезного отравления вызвать скорую помощь.

6.2.1.1. Получение хлора.

Получите хлор путем взаимодействия MnO2, KMnO4, CaOCI2 с соляной кислотой в приборе, изображенном на рис. 5. Прибор должен быть собран точно по схеме. После наполнения трех склянок хлором пропустите выделяющийся хлор через: а) раствор сильно охлажденной щелочи, б) через 50%-ный раствор нагретого едкого кали.

Выделившиеся кристаллы отфильтруйте на воронке с фильтрующим дном. Составьте уравнения реакций.

Рис. 5. Прибор для получения хлора: 1 – колба Вюрца; 2 – капельная воронка;

3, 4 – фильтры; 5–7 – промывалки; 8 – газоотводящая трубка; 9 – склянка 6.2.1.2. Свойства хлора.

А) В наполненную ранее хлором склянку внесите порошок сурьмы. Наблюдайте происходящее явление. Составьте уравнение реакции.

Б) В следующую склянку с хлором внесите красный фосфор (предварительно подожженный). Что происходит? Составьте уравнение реакции.

В) В третью склянку внесите окрашенную ткань. Что наблюдаете?

6.2.1.3. Хлорная вода и ее свойства.

А) Насытьте 5–10 мл дистиллированной воды хлором. Отметьте цвет и запах (осторожно!) полученного раствора. Какие вещества присутствуют в хлорной воде? Напишите уравнение реакции и ее константу равновесия. Испытайте действие полученной хлорной воды на раствор индиго и окрашенную ткань. Что наблюдается? Какое вещество производит белящее действие?

Б) Налейте в пробирку 2–3 мл хлорной воды и прибавьте по каплям раствор гидроксида натрия. Как объяснить исчезновение окраски и запаха хлорной воды? Какое влияние оказывает щелочь на сдвиг равновесия в реакции между хлором и водой? Сформулируйте принцип Ле Шателье.

Добавьте в пробирку разбавленный раствор серной кислоты до кислой реакции, изменился ли запах раствора? Напишите уравнение реакции. Объясните полученные результаты. Как можно получить хлорноватистую кислоту (в растворе)? Какие типы превращений характерны для хлорноватистой кислоты? Какие условия способствуют преобладанию того или иного вида превращений?

6.2.1.4. Свойства бертолетовой соли. (Опыты проводить в вытяжном шкафу!) А) В маленькую фарфоровую чашку положите несколько кристаллов бертолетовой соли и осторожно смочите их 3–4 каплями 96%-ного раствора серной кислоты. Что наблюдается? Проделайте аналогичный опыт с концентрированной соляной кислотой. Что наблюдается в этом случае? Напишите уравнения реакций. Какие продукты образуются при взаимодействии бертолетовой соли со щавелевой кислотой?

Б) Отвесьте 0,5 г мелкокристаллической бертолетовой соли и смешайте палочкой (осторожно!) с равным количеством сахарной пудры.

Высыпьте смесь в фарфоровую чашку (под тягой!) и смочите ее двумятремя каплями концентрированной серной кислоты. Что происходит?

На какие свойства бертолетовой соли указывают проделанные опыты?

6.2.2.1. Свойства йода.

А) В маленькую фарфоровую чашку поместите несколько кристаллов полученного сухого йода и порошка алюминия и осторожно перемешайте (опыт проводить в вытяжном шкафу!). В приготовленную смесь внесите каплю воды при помощи длинной трубки или палочки.

Что наблюдается? Какую роль играет вода в данном опыте? Напишите уравнение реакции.

Б) Налейте в две пробирки воду и опустите в них по одному кристаллу йода. Содержимое пробирок сильно взболтайте. Какова растворимость йода в воде? Какие молекулы и ионы содержатся в йодной воде? Напишите уравнение реакции взаимодействия йода с водой.

Оставьте одну пробирку для сравнения, во вторую пробирку прилейте раствор йодида калия и сильно взболтайте. Что происходит? Образованием какого вещества объясняется увеличение растворимости йода? Напишите уравнение реакции.

В) К 2–3 мл йодной воды прилейте 1 N раствор щелочи до исчезновения окраски раствора. Полученный раствор подкислите серной кислотой. Что при этом наблюдается? Объясните происходящие явления.

Напишите уравнение реакции.

Г) Налейте в ряд пробирок по 2–3 мл йодной воды и добавьте в них по 2–3 капли органических растворителей (бензол, хлороформ, бензин, сероуглерод, четыреххлористый углерод). Содержимое пробирок взболтайте и отметьте окраску слоя органического растворителя. В чем заключается сущность закона распределения?

6.2.2.2. Свойства йодидов.

К разбавленному раствору йодида калия прибавьте при помешивании небольшими порциями хлорную воду. Чем объяснить сначала появление, а затем исчезновение темно-бурой окраски? Составьте уравнения реакций.

6.2.3. Сравнение восстановительных свойств галогенид-ионов А) В три пробирки (сухие) поместите небольшое количество кристаллических хлорида калия, бромида калия, йодида калия, и прилейте к ним одинаковый объем концентрированной серной кислоты. В каких пробирках произошло изменение окраски раствора? Чем можно объяснить? Составьте соответствующие уравнения реакций.

Б) В одну пробирку внесите 3–5 капель раствора йодида калия, в другую – такое же количество раствора бромида натрия. В обе пробирки добавьте по 2–3 капли раствора хлорида железа (+3). В каком случае изменилась окраска раствора и почему? Составьте уравнение реакции происходящего процесса. Чем объяснить различную восстановительную способность галогенид – ионов?

6.3.1. Восстановительные и окислительные свойства серы А) Налейте в пробирку 2–3 мл концентрированной азотной кислоты, всыпьте немного порошка серы и нагревайте до кипения. Затем раствор охладите и добавьте к нему раствор хлорида бария. Что наблюдается?

Б) Смешайте в пробирке 5–6 железных стружек с 2–3 г порошка серы и подогрейте. Благодаря выделению большого количества тепла начавшаяся реакция продолжается без подогревания. Какую роль в этих процессах играет сера? Напишите уравнения реакций для опытов А и Б.

6.3.2. Свойства сероводорода и его производных Налейте в четыре пробирки бромную воду, хлорную воду, подкисленные растворы перманганата калия и бихромата калия. Добавьте 1– мл раствора сульфида натрия Na2S. Что происходит? Составьте уравнения реакций. На какие свойства сероводорода и его производных указывают происходящие явления?

Испытайте водный раствор сульфида натрия на лакмус. Что наблюдается? Познакомьтесь по учебнику с константами диссоциации сероводородной кислоты.

6.3.3. Свойства сернистой кислоты 6.3.3.1. В пробирки налейте по 5 мл хлорной воды, бромной воды и подкисленных серной кислотой растворов перманганата калия и бихромата калия. Прилейте в пробирки немного раствора соли сернистой кислоты. Что происходит? Напишите уравнения происходящих реакций.

Какие свойства проявляет при этом ион SO32-?

6.3.3.2. Налейте в пробирку 1–2 мл раствора Na2S и раствора соли сернистой кислоты. Что происходит? Какие свойства в данном случае проявляет сульфит-анион? А какие вещества образуются при взаимодействии газообразных сернистого ангидрида и сероводорода? Напишите уравнение реакций.

6.3.4. Свойства серной кислоты 6.3.4.1. Действие серной кислоты на органические вещества.

А) Приготовьте 2–3 мл раствора серной кислоты (1:1). Смочив конец стеклянной палочки этим раствором, сделайте надпись на листке белой бумаги. Осторожно нагревая, высушить бумагу. Что происходит?

На какие свойства серной кислоты указывают проделанные опыты?

Б) В стакан емкостью 50 мл поместите 16 г сахарной пудры, смочите ее водой до состояния густой кашицы, и затем прилейте 8 мл концентрированной серной кислоты. Быстро перемешайте массу стеклянной палочкой и наблюдайте происходящее явление. Какие газообразные вещества при этом получаются?

6.3.4.2. Действие серной кислоты на неметаллы.

В две пробирки налейте 2–3 мл 96%-ного раствора серной кислоты, внесите в одну из них небольшой кусочек серы, в другую – угля и осторожно нагрейте (под тягой!). Что происходит? Напишите уравнения реакций.

6.3.4.3. Действие серной кислоты на металлы Налейте в пробирку 2–3 мл концентрированного раствора серной кислоты и опустите в нее несколько кусочков железной проволоки. Что наблюдается? Осторожно нагрейте пробирку. Происходит ли теперь какое-либо изменение? Какие свойства проявляет серная кислота в этом случае? В чем различие действия концентрированной и разбавленной серной кислоты на металлы? Чем объясняется большая сила и устойчивость серной кислоты по сравнению с сернистой кислотой?

6.3.5. Свойства тиосульфата натрия А) Положите на крышку тигля несколько кристаллов тиосульфата натрия и сначала осторожно, а затем сильно нагрейте. Что наблюдается?

Напишите уравнение реакции. Докажите, какие вещества образовались при распаде тиосульфата натрия.

Б) Налейте в пробирку 3–4 мл хлорной воды и прибавьте по каплям раствор тиосульфата натрия до исчезновения запаха хлора. Напишите уравнение реакции. Почему тиосульфат натрия называется «антихлором»?

В) Проделайте аналогичный опыт с йодной водой. Напишите уравнение реакции.

Почему при взаимодействии хлорной и йодной воды с тиосульфатом натрия получаются различные продукты окисления серы? Что образуется при действии бромной воды на тиосульфат натрия? Какое техническое название имеет тиосульфат?

6.3.6. Окислительные свойства персульфатов В пробирку налейте 5–6 капель 2 М раствора азотной кислоты, капли 10%-ного раствора сульфата марганца (+2), каплю раствора нитрата серебра (для чего?) и всыпьте несколько кристаллов персульфата калия. Раствор нагрейте до кипения. Что наблюдается? Составьте уравнение реакции.

Опыты 6.4.1 и 6.4.3.1. демонстрационные, готовятся студентами по заданию преподавателя.

6.4.1. Получение и свойства азота Соберите прибор (рис. 6) и проверьте его на герметичность. Насыпьте в пробирку 1–2 г измельченного нитрита натрия, прилейте по каплям 2–3 мл концентрированного раствора хлорида аммония и осторожно (почему?) нагрейте. Соберите выделяющийся газ и проверьте, поддерживает ли он горение. Напишите Рис. 6. Прибор для получения 6.4.2. Водородные соедиазота: 1, 3 – пробирки; нения азота 2 – капельная воронка 6.4.2.1. Свойства аммиака.

А) В пробирку внесите 2–3 капли бромной воды и 1–3 капли концентрированного раствора аммиака. Как изменяется окраска раствора?

Составьте уравнение реакции.

Б) Внесите в пробирку 1–2 капли раствора перманганата калия, 3– 5 капель концентрированного раствора аммиака. Полученную смесь слегка подогрейте. Как изменяется окраска раствора? Составьте уравнение реакции.

6.4.2.2. Свойства гидразина и гидроксиламина.

А) В две пробирки налейте по 5 мл воды и внесите в них 2–3 капли гидразина, гидразингидрата или несколько кристаллов сульфата гидразина. В одну пробирку прибавьте несколько капель йодной воды. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции. В другую пробирку добавьте растворы хлорида меди (II) и щелочи. Осторожно нагрейте содержимое пробирки. Что происходит? Напишите уравнение реакции.

Какими свойствами обладают соединения гидразина?

Б) Растворите несколько кристаллов солянокислого гидроксиламина в 4–5 мл воды. Испытайте раствор на лакмус. Прилейте несколько капель йодной воды. Что происходит? На какие свойства гидроксиламина указывает данная реакция?

Каково строение гидразина, гидразингидрата, сульфата гидразина и гидроксиламина? Проявляют ли данные соединения окислительные свойства?

6.4.3. Кислородные соединения азота 6.4.3.1. Оксид азота (+1) и его свойства.

Соберите прибор по рис. 6. Поместите в пробирку 1–2 г нитрата аммония и осторожно нагрейте. Соберите над водой выделяющийся газ в две баночки. В одну баночку внесите ложечку с горящим фосфором, в другую – тлеющую лучинку. Как отличить закись азота от кислорода?

6.4.3.2. Свойства азотистой кислоты.

А) Налейте в пробирку раствор нитрита калия, подкислите его разбавленной серной кислотой и добавьте несколько капель перманганата калия. Что происходит? Напишите уравнение реакции. Сделайте аналогичный опыт с бихроматом калия. На какие свойства азотистой кислоты указывают эти реакции?

Б) К подкисленному раствору йодида калия добавьте несколько капель крахмала и раствора нитрита калия. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции. Проделайте аналогичный опыт с бромидом калия, заменив крахмал органическим растворителем. Какую роль играет азотистая кислота в этих реакциях?

6.4.3.3. Свойства азотной кислоты (опыты проводить под тягой!).

А) Налейте в фарфоровую чашку 1–2 мл концентрированной азотной кислоты. Добавьте 1–2 капли концентрированного раствора серной кислоты и осторожно, под тягой (окно опустить!), прибавьте к ней при помощи трубки или пипетки 2–3 капли чистого скипидара. Что наблюдается?

Б) Испытайте действие концентрированного раствора азотной кислоты на цинк и олово. Реакцию проведите в маленьких фарфоровых чашках при слабом нагревании (под тягой!). Напишите уравнения происходящих реакций.

В) Возьмите две пробирки, в одну из них поместите 2–3 кусочка цинка, в другую – такое же количество олова. Прилейте в обе пробирки по 5 мл 2%-ного раствора азотной кислоты и оставьте до следующего занятия. Как определить, что в данных условиях образовались соли аммония? Напишите уравнения реакций. На какие свойства азотной кислоты указывают проведенные опыты?

Фосфорные кислоты 6.5.1. Реакции на метафосфорную кислоту и ее соли А) Налейте в пробирку около 1 мл водного раствора белка и прибавьте к нему примерно такое же количество раствора метафосфорной кислоты. Что наблюдается?

Б) К раствору метафосфорной кислоты прилейте несколько капель нитрата серебра. Отметьте цвет выпавшего осадка. Испытайте отношение его к разбавленной азотной кислоте. Напишите уравнения реакций.

В какой среде может быть осажден метафосфат серебра?

6.5.2. Реакции на ортофосфорную кислоту и ее соли А) К раствору гидрофосфата натрия или фосфорной кислоты прилейте «молибденовую жидкость». Какой состав выпавшего осадка? Напишите уравнение реакции. Растворяется ли полученный осадок в азотной кислоте?

Б) Испытайте отношение нитрата серебра к раствору натриевой соли ортофосфорной кислоты. Отметьте цвет выделившегося осадка.

Напишите уравнение реакций. Растворяется ли полученное вещество в N растворе азотной кислоты?

6.5.3. Реакции на пирофосфорную кислоту и ее соли А) Испытайте действие раствора пирофосфорной кислоты на белок. Что наблюдается?

Б) К 2–3 мл раствора дигидропирофосфата натрия добавьте несколько капель раствора нитрата серебра. Что наблюдается? Растворяется ли полученное вещество в разбавленном растворе азотной кислоты? Напишите уравнения реакций.

6.6.1. Получение и свойства гидроксидов сурьмы (+3) и висмута (+3) Возьмите четыре пробирки, в первую и вторую налейте по 1 мл раствора хлорида сурьмы (+3), в третью и четвертую – по 1 мл раствора хлорида висмута (+3) и по каплям прибавляйте во все пробирки раствор щелочи до выпадения белого осадка в каждой пробирке. Отцентрифугируйте осадки и отделите от них жидкость. Затем в первую и третью пробирки добавьте немного 2 М раствора соляной кислоты, во вторую и четвертую пробирку – 2 М раствора щелочи. Во всех случаях добейтесь полного растворения осадков. Составьте уравнения реакций.

6.6.2. Гидролиз солей сурьмы (+3) и висмута (+3) В одну пробирку поместите несколько капель раствора хлорида сурьмы (+3), в другую – небольшое количество раствора нитрата висмута (+3). Затем в обе пробирки по каплям прибавляйте дистиллированную воду (прибавьте предварительно во вторую пробирку несколько капель раствора хлорида натрия) до выпадения осадка малорастворимых оксосолей ЭОСI.

6.6.3. Сульфиды сурьмы (+3) и висмута (+3), тиосоли Возьмите две пробирки, в первую налейте подкисленный раствор хлорида сурьмы (+3), во вторую – раствор нитрата висмута (+3). В обе пробирки добавьте несколько капель раствора сульфида натрия. Отметьте цвет образовавшихся осадков. Составьте уравнения реакций.

Что такое тиосоли и как их можно получить?

6.6.4. Окислительные свойства висмутатов В пробирке к небольшому количеству сульфата марганца (+2) добавьте несколько капель 2 М раствора азотной кислоты и половину микрошпателя кристаллов соли висмутата натрия или калия. Содержимое пробирки перемешайте стеклянной палочкой. Что наблюдается?

Объясните наблюдаемое явление. Составьте уравнение реакции.

6.7.1. Свойства борной кислоты и ее солей А) Работать под тягой! Надеть защитные очки! В фарфоровую чашку на 50 мл налейте 5–7 мл этилового спирта, подожгите содержимое, и в горящий спирт насыпьте немного буры или борной кислоты. Как меняется цвет пламени? Напишите уравнение соответствующей реакции.

Б) Несколько кристалликов буры растворите в воде и добавьте 2– капли раствора фенолфталеина. Что наблюдается?

6.7.2. Окрашенные перлы буры Нагрейте в ушке нихромовой или платиновой проволоки (проволоку предварительно прокалите!) небольшое количество буры в пламени горелки. После прекращения выделения воды слегка охладите полученный плав и смочите его раствором соли хрома (III) или кобальта.

Вновь нагрейте массу до плавления в пламени горелки. Какую окраску приобрело вещество после охлаждения? Напишите уравнения реакций.

1. Дей К. Теоретическая неорганическая химия / К. Дей, Д. Селбин. – М. : Химия, 1976.

2. Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

4. Неорганическая химия. Т. 2. Химия непереходных элементов / под ред. Ю. Д. Третьякова,– М. : Академия, 2004. – 368 с.

5. Неорганическая химия. Химия элементов. Кн. 1 / Ю. Д. Третьяков [и др.]. – М. : Химия, 2001. – 472 с.

Тема 7. ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

План семинара 1. 1-й закон термодинамики. Внутренняя энергия и ее составляющие. Тепловой эффект при изобарном и изохорном процессах. Энтальпия.

2. Тепловые эффекты химических реакций, их классификация.

Термохимические реакции. Термохимические уравнения. Закон Гесса, следствия из него. Применение закона Гесса для расчетов энергетических характеристик различных процессов.

3. Энтропия как мера структурной неупорядочности в системе.

Изменение энтропии в химических процессах. Энтропия фазовых переходов. Стандартная энтропия. 2-е начало термодинамики.

4. Энергия Гиббса. Стандартный изобарно-изотермический потенциал. Направление химических процессов.

5. Химическое равновесие и химическая кинетика. Закон действующих масс. Температурная зависимость скорости реакции (правило Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса). Константа химического равновесия. Энергия и энтропия активации. Связь изобарного потенциала с константой химического равновесия.

Решение задач по теме (по указанию преподавателя).

1. Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

2. Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эткинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

3. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

7.1. Определение энтальпии реакции нейтрализации сильного основания сильной кислотой Для определения тепловых эффектов реакций, протекающих в водных растворах, можно пользоваться калориметрической установкой, изображенной на рис. 7. Во взвешенный калориметрический стакан отмерьте цилиндром 50 мл 1 N раствора щелочи (NaOH), предварительно измерив ее температуру с точностью до 0,1С. В другой стакан поместите такой же объем 1 N раствора кислоты (HCl), и измерьте ее температуру с такой же точностью. Быстро добавьте раствор кислоты в калориметрический стакан, непрерывно перемешивая образующийся раствор. Отметьте максимальную температуру, которую покажет термометр 4 после сливания растворов. Найдите среднюю температуру раствора до реакции – среднее арифметическое из температур растворов Рис. 7. Калориметр: 1, 2 – стаканы; 3 – изолирующий матегде теплоемкость стекла Сс = 0,75 Дж/г;

риал; 4 – крышка; 5 – термотеплоемкость Ср водного раствора массой метр; 6 – мешалка; 7 – воронка 2. Составьте уравнение реакции нейтрализации и рассчитайте энтальпию реакции нейтрализации 1 эквивалента кислоты по формуле:

где Нх – количество теплоты, выделившейся в калориметре.

3. Определите относительную ошибку опыта.

Тепловой эффект реакции, протекающей при постоянных температуре и давлении, равен изменению энтальпии в процессе. Обычно тепловой эффект относят к 1 молю вещества при температуре 25 оС и давлении 1 атм. Большое значение для развития химии имело определение теплот нейтрализации как частного случая определения тепловых эффектов химических реакций. Было установлено, что теплота нейтрализации грамм-эквивалента кислоты щелочью является постоянной величиной. Этот факт объяснила теория электролитической диссоциации Аррениуса, согласно которой любая реакция нейтрализации сводится к образованию молекулы воды из катиона водорода и аниона гидроксила.

Постоянство величины Ннейтр было обнаружено во всех случаях, когда сильная кислота нейтрализуется сильным основанием. Теплоты нейтрализации слабых кислот и оснований отличаются от теплот нейтрализации сильных кислот и оснований, и их величина не является постоянной.

7.2. Определение теплоты гидратации Гидратацией называется электростатическое взаимодействие частиц растворенного вещества с полярными молекулами воды, в результате чего на поверхности частицы образуется гидратная оболочка, состоящая из определенным образом ориентированных молекул воды.

Нейтральные молекулы гидратируются слабее, чем ионы. Иногда гидраты бывают настолько прочными, что при кристаллизации вещества из раствора ион входит в состав кристаллической решетки вместе с молекулами воды. Такие структуры называются кристаллогидратами. Процесс гидратации – экзотермический процесс.

Для определения теплоты гидратации сульфата меди, в предварительно взвешенный сухой калориметрический стакан налейте 100 мл дистиллированной воды. Взвесьте 3,5 г безводного сульфата меди с точностью до 0,01 г. Отметьте с точностью до 0,1 С температуру воды в калориметрическом стакане t1. Затем при работающей мешалке всыпьте соль и отметьте максимальную температуру t2. Приняв плотность раствора равной единице, его удельную теплоемкость – 4,18 Дж/г · град., удельную теплоемкость стекла – 0,76 Дж/г · град. и зная массу раствора и массу калориметрического стакана, вычислите количество теплоты, выделившейся при растворении навески соли.

Рассчитайте теплоту растворения 1 моля безводного сульфата меди H1 по формулам, приведенным в работе 7.1.

Опыт повторите, взяв вместо безводной соли навеску ~3,5 г кристаллогидрата сульфата меди, и определите его теплоту растворения H2. По полученным данным рассчитайте теплоту гидратации сульфата меди, т. е. тепловой эффект процесса:

При расчете теплоты гидратации необходимо учесть знаки H1 и Полученные данные занесите в таблицу.

Масса калориметрического стакана, г Навеска безводной соли, г Начальная температура t1, °С Конечная температура t2, °С Теплоемкость системы, Дж/град Количество теплоты, выделившейся в калориметре, Дж Теплота растворения безводной соли, Дж/моль Навеска кристаллогидрата, г Начальная температура, t1, °С Конечная температура t2, °С Теплоемкость системы, Дж/град Количество теплоты, поглотившейся в калориметре, Дж Теплота растворения кристаллогидрата, Дж/моль Теплота гидратации безводной соли, Дж/моль Величина ошибки определения, % Решение задач по теме (по указанию преподавателя)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

8.1. Зависимость скорости реакции от концентрации вещества Взаимодействие водного раствора тиосульфата натрия с серной кислотой протекает с образованием нерастворимой серы в коллоидном состоянии, которая выделяется в виде мути. Время от начала реакции до появления первых следов мути зависит от концентрации реагирующих веществ. Пронумеруйте четыре пробирки (1, 2, 3, 4) и налейте В них пипеткой (мерной пробиркой) показанные в таблице 4 количества раствора тиосульфата натрия и воды.

пробирки В четыре другие пробирки отмерьте пипеткой по 6 мл раствора серной кислоты. Слейте по очереди, попарно, приготовленные растворы тиосульфата натрия и серной кислоты, быстро перемешайте и отсчитайте по секундомеру время с момента сливания до начала появления мути в каждой пробирке. Скорость реакции определите как величину, обратно пропорциональную найденному времени.

Приняв концентрацию раствора тиосульфата натрия в первой пробирке равной единице, постройте график зависимости скорости реакции от концентрации раствора, откладывая на оси абсцисс концентрации, а на оси ординат – относительную скорость реакции. Каким должен быть график при идеальном выполнении закона действия масс?

Составьте уравнение реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой. Запишите математическое выражение закона действия масс.

8.2. Влияние температуры на скорость реакции В четыре чистые нумерованные пробирки (1, 2, 3, 4) налейте пипеткой по 4 мл раствора тиосульфата натрия, а в четыре другие (1а, 2а, 3а, 4а) – по 4 мл раствора серной кислоты. Все пробирки поместите в стакан с водой и через 5 мин, измерив температуру воды, слейте содержимое пробирок 1 и 1а, не вынимая их из воды быстро перемешайте и отсчитайте по секундомеру время с момента сливания до начала появления мути. Стакан с водой и пробирками нагрейте до температуры, на °С выше первоначальной, и повторите опыт с пробирками 2 и 2а. Проведите опыты с остальными пробирками, повышая температуру воды каждый раз ещё на 10 оС.

Данные опыта запишите в таблицу 5.

пробирки Постройте график зависимости скорости реакции от температуры.

По полученным опытным данным рассчитайте величину температурного коэффициента, который выражает зависимость скорости реакции от изменения температуры на 10 °С.

8.3. Скорость взаимодействия магния с соляной В данной работе предполагается определить скорость растворения металлического магния в разбавленных растворах соляной кислоты различной концентрации (от 0,5 до 0,2 М). Опыт емкостью 250 мл. На кончик края бюретки наденьте резиновую трубку. Держатель представляет собой загнутую стеклянную трубку с Прикрепите на парафине пластинку магния. Лицевую сторону пластинки тщательно Рис. 8. Прибор для оп- очистите мелкой наждачной бумагой. Замерьте ределения скорости ре- площадь пластинки с помощью миллиметроакции металла с кисловой бумаги, результат измерения запишите.

Для более полной очистки реакционной поверхности магния опустите конец держателя с пластинкой магния на несколько секунд в 0,1 М раствор соляной кислоты, затем обмойте дистиллированной водой и обсушите фильтровальной бумагой. Конец держателя с магнием введите вовнутрь бюретки, второй конец держателя остается снаружи бюретки. Держатель прикрепите к бюретке резиновым кольцом 3, как показано на рисунке. Бюретку вместе с держателем опустите в стакан и закрепите в зажиме штатива.

Определение скорости реакции производите следующим образом.

Открыв кран бюретки, налейте в стакан 0,5 М раствор соляной кислоты.

Кислоту наливайте с таким расчетом, чтобы уровень ее в бюретке немного не доходил до пластинки магния. После этого осторожно засосите с помощью отводной трубки кислоту в бюретку. Когда кислота заполнит бюретку на 1–2 см выше верхнего деления бюретки, закройте кран. Наблюдайте начало реакции и постепенное заполнение бюретки водородом. Когда уровень жидкости в бюретке достигнет первоначального (верхнего) деления бюретки, сделайте первый отсчет времени по секундомеру. Наблюдения продолжайте до тех пор, пока в бюретке не соберется 20–30 мл водорода. Тогда сделайте второй отсчет объема водорода и отсчет времени. Отсчеты записывайте. Аналогично повторите опыт с 0,4; 0,3; 0,2 М растворами кислоты. В тех опытах, где растворение идет медленно, можно ограничиться меньшим количеством водорода: 20 мл для 0,3 М раствора и 10 мл для 0,2 М раствора кислоты. Количество растворившегося при реакции магния пропорционально объему выделенного водорода. Поэтому скорость растворения магния может быть выражена числом мл водорода, выделившегося во время реакции с единицы поверхности в единицу времени, т.е.

где S – свободная поверхность магния;

t – время опыта в минутах;

V – объем водорода, выделившегося за время t.

При точных определениях объем V должен быть приведен к нормальным условиям, в данной работе эта поправка может быть опущена.

Пользуясь приведенной формулой, рассчитайте скорость растворения магния для всех четырех концентраций соляной кислоты. С помощью полученных величин дайте графическое изображение зависимости скорости растворения магния от концентрации соляной кислоты (на графике по оси абсцисс отложите концентрацию соляной кислоты, по оси ординат – скорость растворения магния). Сделайте соответствующий вывод о характере зависимости растворения магния от концентрации соляной кислоты.

Решение задач по теме (по указанию преподавателя)

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

9.1. Определение молярной массы неэлектролитов Растворы замерзают при температурах более низких, чем чистый растворитель. Обозначим температуру замерзания раствора через t, температуру замерзания чистого растворителя через t0, понижение температуры замерзания через tзам., тогда:

В соответствии со вторым законом Рауля, понижение температуры замерзания раствора пропорционально концентрации растворенного вещества:

где C – моляльная концентрация; K – криоскопическая константа. При C = 1 моль/кг tзам = K, т. е. криоскопическая константа означает понижение температуры замерзания одномоляльного раствора, она зависит от природы растворителя. Учитывая, что C = m/M, где m – масса растворенного вещества в 1000 г растворителя, а M – молярная масса растворенного вещества, можно определить M:

Метод определения молярной массы растворенного вещества по понижению температуры замерзания раствора называется криоскопическим.

Для проведения опыта используйте прибор, изображенный на рис.

9. Наружный сосуд емкостью 0,5 л заполните охлаждающей смесью из снега или льда (3 вес. части) с поваренной солью (1 вес. часть), во внутренний стакан емкостью 200 мл вставьте термометр с ценой деления 0, С и проволочную мешалку. Измерьте термометром температуру охладительной смеси.

помешивая ее мешалкой, определите температуру замерзания чистой воды (она может несколько отклонятся от 0 °С). Это температура, при которой появляются первые кристаллики льда. Иногда вода переохлаждается, и при появлении льда ее температура неРис. 9. Установка для сколько повышается, а затем снова начинает криоскопических падать. В этом случае точкой замерзания счиизмерений Взвесьте с точностью до 0,01 г 0,05 г-моль неэлектролита (по указанию преподавателя), всыпьте навеску во внутренний стакан и отметьте температуру начала замерзания раствора. По полученным данным вычислите молярную массу неэлектролита. Данные наблюдений и расчетов запишите в таблицу 6.

Масса растворителя, г Температура замерзания растворителя, °С Навеска неэлектролита, г Температура замерзания раствора, °С Молярная масса неэлектролита, г/моль 9.2. Определение кажущейся степени диссоциации Степень диссоциации есть отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных молекул. Молекулы электролита при растворении в полярном растворителе диссоциируют на ионы. Число частиц в растворе оказывается больше, чем в случае растворения неэлектролита, и это обусловливает увеличение tзам.:

где t зам. – понижение температуры замерзания раствора, определенное опытным путем; t зам.. – понижение температуры замерзания раствора, вычисленное по формуле (1) без учёта диссоциации электролита; i – поправочный коэффициент Вант – Гоффа (изотонический коэффициент).

Степень диссоциации и изотонический коэффициент i связаны уравнением:

где n – число ионов, на которые диссоциирует электролит. Следует иметь в виду, что сильные электролиты практически полностью диссоциируют на ионы. Определяемая степень диссоциации является кажущейся и не для сильно разбавленных растворов электролитов имеет значение меньше 1.

Опыт проводите в приборе, используемом в предыдущей работе, по описанной выше методике. Навеску соли возьмите в количестве, указанном преподавателем. Данные наблюдений и расчетов запишите в таблицу 7.

Масса растворителя, г Температура замерзания растворителя, °С Навеска соли, г Температура замерзания раствора, °С tзам опытное, °С tзам теоретическое, вычисленное по уравнению (1) Число ионов n, образующихся при диссоциации одной молекулы соли Кажущаяся степень диссоциации, % 9.3. Химическое равновесие в растворах электролитов Изучение свойств растворов электролитов показывает, что при наличии смеси электролитов равновесие между ионами и недиссоциированными молекулами устанавливается независимо друг от друга, причем константы диссоциации сохраняют свои численные значения.

А) Поместите по одному кусочку гранулированного цинка в две пробирки и прилейте приблизительно по 1 мл 1 М раствора соляной кислоты. Когда установится равномерное выделение водорода, прилейте в одну пробирку около 1 мл концентрированного раствора ацетата натрия, а в другую – такой же объем дистиллированной воды. Сравните скорость выделения водорода. Интенсивность выделения водорода при этой реакции может служить относительным индикатором концентрации ионов водорода в растворе.

Б) К раствору 2 М уксусной кислоты прибавьте 2 капли метилоранжа. Отметьте окраску раствора. Затем прибавьте в эту пробирку несколько кристалликов ацетата аммония. Как изменился рН раствора?

Объясните наблюдаемое явление, используя правило Ле Шателье и выражение для константы диссоциации уксусной кислоты.

1. Налейте в пробирки по 2 мл 1 N растворов солей Na2SO4, Na2CO3, AI2(SO4)3, CH3COONa, Na2B4O7. Добавьте по 1 мл нейтрального раствора лакмуса и сравните окраску растворов солей с окраской раствора лакмуса (находящегося в контрольной пробирке) на фоне белой бумаги. Какие соли подвергаются гидролизу? Составьте в ионной и молекулярной форме уравнения гидролиза этих солей. Объясните, чем обусловлена реакция среды в каждом случае.

2. Влияние температуры на гидролиз. В пять пробирок поместите по 3 мл 1 N растворов ацетата натрия, хлорида аммония, хлорида цинка, сульфата алюминия. Прибавьте по 3 капли универсального индикатора и нагрейте почти до кипения. Как влияет температура на гидролиз, и как изменяется рН раствора?

3. Налейте в пробирку 3 мл раствора AI2(SO4)3 и 5 мл раствора ацетата натрия и нагрейте до кипения. Объясните появление осадка.

4. Растворение веществ в продуктах гидролиза. Налейте в пробирку 2 мл концентрированного раствора хлорида алюминия, бросьте в раствор кусочек цинка, вынутого из раствора соляной кислоты (очищенного от оксидной пленки). Что наблюдается? Нагрейте раствор до кипения. Какой газ выделяется?

5. Необратимый гидролиз. В химическом стакане к 20 мл 2 N раствора хлорида железа (III) добавьте 20 мл 2 N раствора соды. Смесь нагрейте. Какой газ выделяется? Осадок отфильтруйте на воронке Бюхнера и тщательно промойте горячей водой для удаления избытка Na2CO3.

Затем осадок перенесите в пробирку и добавьте 2–3 мл раствора соляной кислоты. Наблюдается ли выделение СО2? Почему при действии на FeCI3 раствора Na2CO3 не образуется карбонат железа?

Тема 10. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ План семинара 1. Номенклатура комплексных соединений 2. Химическая связь в комплексных соединениях с позиции квантово-механических методов 1. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

2. Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3. Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эткинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

10.1. Различие между двойными солями и комплексными А) В две пробирки налейте по 6-8 капель раствора железоаммонийных квасцов NH4Fe(SO4)2. В одну из пробирок добавьте несколько капель роданида аммония, а в другую – несколько капель хлорида бария. Что наблюдаете? Составьте ионные уравнения реакций и уравнения электролитической диссоциации квасцов.

Б) Налейте в пробирку немного раствора гексациано(+3)феррата калия K3[Fe(CN)6] и добавьте несколько капель раствора роданида аммония. Содержит ли раствор гексациано(+3)феррата калия ионы трехвалентного железа? Составьте уравнение диссоциации комплексного соединения. Чем отличаются двойные соли от комплексных соединений?



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА БИОГЕОХИМИЯ Казань 2008 КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Химический институт им. А.М. Бутлерова Кафедра неорганической химии УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ЛЕКЦИОННОГО КУРСА БИОГЕОХИМИЯ Казань 2008 2 Печатается по решению кафедры неорганической химии Протокол № 7 от 1 февраля 2008 г. и секции научно – методического совета Казанского государственного университета Составители: доктор химических наук, профессор Н.А.Улахович, кандидат...»

«2 Программа, методические указания и контрольные задания рассмотрены и одобрены на заседании геологической ПЦК Протокол № от Председатель ПЦК:_ Москальцова М.С. 3 Содержание стр. 1. Пояснительная записка.. 4 2. Общие методические рекомендации. 4 3. Примерный тематический план. 5 4. Основное содержание дисциплины. 5 5. Контрольная работа.. 18 6. Список рекомендуемой литературы. 21 4 Пояснительная записка Решением и важнейшими постановлениями правительства Республики Казахстан...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого Факультет естественных наук и природных ресурсов Кафедра химии и экологии СОДЕРЖАНИЕ ВОДОРОДНЫХ ИОНОВ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ Методические указания к лабораторной работе Великий Новгород 2007 Содержание водородных ионов в природных водах: Методические указания/ Составитель Кузьмина И.А. - НовГУ, Великий Новгород, 2007. – 12...»

«Федеральное агентство по образованию АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОУВПО АмГУ УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой Х и Е Т.А. Родина 19 июня 2007г. ХИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ШВЕЙНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ДИСЦИПЛИНЕ для специальности 260901 – Технология швейных изделий Составитель: С.А. Лескова Благовещенск 2007 г. Печатается по решению редакционно-издательского совета инженерно-физического факультета Амурского государственного университета С.А. Лескова...»

«1 Казанский (Приволжский) федеральный университет Институт геологии и нефтегазовых технологий Элементный состав нефти и рассеянного органического вещества и методы его изучения Учебно-методическое пособие по изучению состава природных нефтей, битумов и органического вещества пород для студентов специалистов, обучающихся по специальности 020305-Геология и геохимия горючих ископаемых, и студентов бакалавров, обучающихся по специальности 020700-Геология, профиль — Геология и геохимия горючих...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановская государственная текстильная академия Кафедра химии КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ по органической химии для самостоятельной работы студентов I курса Иваново 2004 Методические указания содержат индивидуальные домашние задания по темам Углеводороды, Кислородсодержащие органические соединения, Углеводы и амины и предназначены студентам I курса. Методические...»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Кафедра фармацевтической и токсикологической химии Илларионова Е.А., Сыроватский И.П. Фотометрия. Теоретические основы метода. Практическое применение метода. Учебное пособие Иркутск – 2011 УДК 616-073.524(075.8) ББК 53.64.1я73 И 44 Учебное пособие обсуждено на методическом совете...»

«Код Наименование Тип Авторы Издательство Цена опт. Стр. Год 081528.01.01 CD-ROM: Биологический энциклопедический словарь: 9000 страниц текста; свыше 1000 иллюстраций - (Классика энциклопедий) CD ROM ДиректМедиа 313 0 2006 091986.01.01 Анализ загрязненной почвы и опасных отходов: Практическое руководство - (Методы в химии) переплет Другов Ю.С., Родин А.А. БИНОМ.ЛЗ 304,5 424 2007 091987.01.01 Анализ загрязненных биосред и пищевых продуктов: Практическое руководство - (Методы в химии) Другов Ю.С.,...»

«РОССИЙСКОЕ ОБЩЕСТВО МЕДИЦИНСКИХ ГЕНЕТИКОВ Федеральные клинические рекомендации (протоколы) по оказанию медицинской помощи больным пропионовой ацидемией Москва 2013 2 Федеральные методические рекомендации подготовлены коллективом авторов: Сотрудники ФГБУ Московский НИИ педиатрии и детской хирургии Минздрава России д.м.н., проф. П.В.Новиков д.м.н. Е.А.Николаева Сотрудники ФГБУ Научный центр здоровья детей РАМН д.м.н., проф. Т.Э.Боровик к.м.н. Т.В.Бушуева Сотрудники ФГБУ Медико-генетический...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДРАЦИИ Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ГОРНО-АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВРСИТЕТ Биолого-химический факультет Кафедра органической, биологической химии и методики преподавания химии Учебное пособие по органической химии Алифатические и ароматические углеводороды Составитель д.х.н., профессор кафедры органической, биологической химии и методики преподавания химии...»

«Основная литература. 1. Андруз Дж., П. Бримблекумб, Т. Джикелз, П. Лисс. Введение в химию окружающей среды = An introduction to environmental chemistry: пер. с англ. /; под ред. Г.А. Заварзина. – М.: Мир, 1999. – 271с. 2. Тарасова Наталия Павловна, Кузнецов Владимир Алексеевич, Малков Александр Владимирович и др. Задачи и вопросы по химии окружающей среды: учеб. Пособие для вузов (спец. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов спец. Защита окружающей среды). – М.:...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра теплотехники и гидравлики ГИДРО- И ПНЕВМОАВТОМАТИКА Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 220200.62 Автоматизация и управление и специальности 220301.65...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОТЕХНОЛОГИЯ (Часть 1) Микробная биотехнология Химическая энзимология Учебное пособие Составители: Т.А. Ковалева, А.И. Сливкин, А.С. Беленова С.Н. Суслина Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета 2011 Утверждено научно-методическим советом фармацевтического факультета 30 мая 2011 г., протокол Рецензент д-р биол. наук,...»

«Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации Г.Г.ОНИЩЕНКО 23 сентября 2010 года 1.2. ГИГИЕНА, ТОКСИКОЛОГИЯ, САНИТАРИЯ ПОРЯДОК ОТБОРА ПРОБ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ И ИДЕНТИФИКАЦИИ НАНОМАТЕРИАЛОВ В ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУ 1.2.2741- 1. Авторский коллектив: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека; Учреждение...»

«ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию (ГОУ ВПО ИГМУ Росздрава) Илларионова Е.А., Сыроватский И.П., Тыжигирова В.В. Учебное пособие по фармацевтической химии для студентов 4 курса заочного отделения фармацевтического факультета ОБЩИЕ И ЧАСТНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ № 1, № 2 и № 3 Иркутск – 2008 Авторы учебного пособия для студентов 4 курса заочного отделения фармацевтического факультета...»

«НОВОБРАНОВА Е.В., БОТЕВА В.Ю., ГАЙДАРОВА Е.В. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для самостоятельной работы иностранных студентов по химии (специальности: Охрана здоровья, Инженерно-технические и инженерно-экономические) МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М. ГОРЬКОГО МЕЖДУНАРОДНЫЙ УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР Новобранова Е.В., Ботева В.Ю., Гайдарова Е.В. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ для самостоятельной работы иностранных студентов по химии (специальности: Охрана здоровья,...»

«Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный медицинский университет Министерство здравоохранения Российской Федерации Преддипломная практика Методическое пособие для студентов 5 курса медико-биологического факультета, обучающихся по специальности 060601 Медицинская биохимия Волгоград, 2013 г. Авторы: д.м.н., профессор Б.Ю.Гумилевский д.м.н., профессор О.П.Гумилевская к.м.н., доцент Е.А.Загороднева Преддипломная...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановская государственная текстильная академия (ИГТА) Кафедра химии ИНЖЕНЕРНАЯ ОХРАНА ВОДНОГО БАССЕЙНА Методические указания для студентов специальности 280102 (330500) Иваново 2009 Методические указания разработаны для студентов специальности 280102 (330500) Безопасность технологических процессов и производств. Они помогут студентам в самостоятельной работе при освоении...»

«РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ФГБОУ ВПО ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ АГРОБИЗНЕСА И ЭКОЛОГИИ КАФЕДРА ЗЕМЛЕДЕЛИЯ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению курсового проекта по дисциплине агрохимия для студентов факультета агробизнеса и экологии по направлению подготовки 110100.62 – Агрохимия и агропочвоведение профиль подготовки: Агроэкология Орел 2011 Методические указания подготовили доценты кафедры земледелия Л.А Кузнецова., Б.С. Кондрашин...»

«Министерство здравоохранения Украины Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького Методические указания для студентов 2-го курса фармацевтического факультета по самостоятельной подготовке к практическим занятиям по аналитической химии Донецк, 2012 УДК 543 (075.5) Авторы: к.х.н., доц. Глушкова Е.М. Данное методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки по аналитической химии студентов 2-го курса фармацевтического факультета. Методические указания по каждой теме...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.