«Получение АММИАКА из аммиачной воды, его осушение и собирание»
1. Демонстрация опыта целесообразна при изучении темы:
«Получение аммиака. Физические и химические свойства аммиака».
2. Реактивы:
а) Аммиачная вода NH3 · H2O (20 – 25%);
б) Гранулированный гидроксид натрия или калия.
3. Оборудование:
а) Колба Вюрца обёмом 500 см3 с пробкой;
б) Химическая воронка;
в) Осушительная колонка или склянка Тищенко для твердых веществ;
г) Демонстрационный цилиндр объемом 500 см3;
д) Резиновые пробки для колбы и пробирки;
е) Штатив с зажимами и кольцами;
ж) Кристаллизатор;
з) Спиртовка;
и) Прямая стеклянная трубка;
к) Резиновые трубки;
л) Влажные полоски фенолфталеиновой или универсальной индикаторной бумаги;
м) Ватный тампон;
н) Центры кипения (кусочки битого фарфора).
4. Подготовка к демонстрации:
а) Боковой отвод колбы Вюрца соедините резиновой трубкой с осушительной колонкой (склянкой Тищенко), в которой находится гранулированная щелочь. Колбу укрепите вертикально в зажиме штатива и поместите в нее 3 – 4 центра кипения. Через воронку налейте аммиачную воду не более 1/3 объема колбы и закройте ее пробкой. Осушительную колонку (склянку Тищенко) соедините с прямой стеклянной трубкой.
|
|
б) В кольце или в зажиме штатива закрепите сухой демонстрационный цилиндр дном вверх и введите в него газоотводную трубку. Отверстие цилиндра закройте неплотным ватным тампоном.
5. Демонстрация опыта:
д) Осторожно нагрейте колбу Вюрца до начала «кипения» жидкости. Скорость выделения газа регулируйте, изменяя нагрев колбы.
е) Степень наполнения цилиндра контролируйте, периодически поднося к его отверстию индикаторную бумагу. Как только она интенсивно окрасится, нагревание прекратите и достаньте из цилиндра газоотводную трубку, укрепив ватный тампон в его отверстии.
6. Объяснение наблюдаемых явлений:
При нагревании аммиачной воды содержащийся в ней неустойчивый гидрат аммиака легко разлагается:
NH3 · H2O = NH3↑ + H2O.
Выделяющийся из кипящей жидкости газ содержит примесь паров воды. Она поглощается гранулами щелочи в осушительной склянке, из которой газ выходит сухим и собирается в цилиндре. Поскольку аммиак легче воздуха почти в полтора раза, его собирают в цилиндр, перевернутый вверх дном: аммиак из газоотводной трубки поднимается вверх, вытесняя из цилиндра воздух.
Бесцветная фенолфталеиновая бумага у отверстия цилиндра окрашивается в малиновый цвет, а универсальная индикаторная бумага изменяет цвет с желтого на фиолетовый, что свидетельствует о наличии гидроксид-анионов. Это объясняется тем, что аммиак соединяется с водой, находящейся на бумаге, и превращается в гидрат аммиака. Он обратимо диссоциирует, образуя гидроксид-анионы, которые изменяют окраску индикатора:
NH3 + H2O ↔ NH3 · H2O ↔ NH4+ + OH – .