Якісна реакція на карбонат-аніон

Якісним реактивом на карбонат-аніон є розчини кислот, навіть органічних, наприклад, оцтової. При додаванні в розчин з карбонат-аніоном розчину кислоти відбувається характерне закипання: утворюється нестійка карбонатна кислота, яка одразу ж розпадається на вуглекислий газ і воду:

СО + 2Н⁺ = Н₂СО₃,

Н₂СО₃ = Н₂О + СО₂↑.

Вуглекислий газ, що при цьому виділяється, виявляють за допомогою вапняної води – свіжоприготованого насиченого розчину кальцій гідроксиду. При пропусканні вуглекислого газу вапняна вода мутніє:

Са(ОН)₂ + CO₂ = СaCO₃ + H₂O.

 

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Як добувають вуглекислий газ в лабораторії та в промисловості? Відповідь підтвердіть рівняннями реакцій.

2. Проілюструйте відповідними рівняннями реакцій окисні та відновні властивості вуглецю.

3. Порівняйте властивості оксидів карбону. Поясніть причини відмінності.

4. Розкажіть про фізіологічну дію чадного газу. На чому вона ґрунтується?

5. Які з зазначених речовин можна використати для осушення вуглекислого газу: фосфор (V) оксид, вапняна вода, баритова вода, розчин сульфатної кислоти, розчин натрій гідроксиду. Для речовин, які неможливо використати, напишіть відповідні рівняння реакцій.

6. Карбонати лужних металів, а також амонію та талію розчинні у воді і їх розчини мають лужну реакцію. Поясніть причину.

7. Напишіть рівняння реакцій за схемою:

а) барій карбонат → барій хлорид → барій нітрат → барій сульфат,

б) вуглець → карбон (ІІ) оксид → карбон (ІV) оксид → кальцій карбонат ↔ кальцій гідрокарбонат.

ЛІТЕРАТУРА

1. Алексеев В.Н. Качественный анализ. Госхимиздат, 1958 г. - §69.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. Ленинград: Химия, 1984 г. - §152 - 157.

3. Сухан В.В., Табенська Т.В. та ін. Хімія: Посібник для вступників до вузів. Київ: Либідь, 1996 р.- 15.2.

4. Шапиро С.А., Шапиро М.А. Аналитическая химия. м.: Высшая школа, 1971 г. - §104.

 

ВИКОНАННЯ РОБОТИ

ДОСЛІД 1. ГОРІННЯ ВУГЛЕЦЮ В АТМОСФЕРІ КИСНЮ

Вуглинку помістіть на ложечку для спалювання речовин і розжарте в полум’ї спиртівки, не даючи їй спалахнути. Розжарену вуглинку внесіть на ложечці у колбу з термостійкого скла, заповнену попередньо добутим киснем. Спостерігайте яскраве сліпучо-жовте полум’я і „зникнення” вуглинки. Про що це свідчить? Напишіть рівняння реакції, визначте окисника і відновника в ній методом електронного балансу.

В охолоджену колбу налийте трохи прозорої вапняної води. Що спостерігаєте? Напишіть відповідні реакції в молекулярному, йонно-молекулярному та йонному вигляді.

 

ДОСЛІД 2. ВІДНОВЛЕННЯ МІДІ З КУПРУМ (ІІ) ОКСИДУ ВУГЛЕЦЕМ

В пробірку приладу для добування газів помістіть кілька гранул купрум (ІІ) оксиду і кілька шматочків деревного вугілля (розміром з горошину). Пробірку закрийте корком з газовідвідною трубкою і закріпіть в штативі. Кінець газовідвідної трубки помістіть в склянку з вапняною водою. Обережно нагрійте пробірку, а потім інтенсивно прожарюйте в полум’ї спиртівки. Що спостерігаєте? Напишіть відповідні реакції в молекулярному, йонно-молекулярному та йонному вигляді. Що відбувається з вапняною водою? Напишіть відповідні реакції в молекулярному, йонно-молекулярному та йонному вигляді.

ВИСНОВОК: У висновку зазначте, які властивості вуглецю ви спостерігали в першому та другому дослідах.

 

ДОСЛІД 3. ДОБУВАННЯ КАРБОН (ІV) ОКСИДУ.

ВИЯВЛЕННЯ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ ТА ВИВЧЕННЯ ЙОГО ВЛАСТИВОСТЕЙ

а) Добування вуглекислого газу і виявлення його.

В пробірку з газовідвідною трубкою покладіть шматочки мармуру. Кінець газовідвідної трубки помістіть в склянку з дистильованою водою. Перевірте дистилят лакмусовим папірцем. Спостерігайте незмінний колір лакмусу.

У пробірку долийте хлоридної кислоти. Спостерігайте виділення газу та почервоніння лакмусу. Про що це свідчить? Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

Одержаний газ пропустіть через розчин вапняної води. Спостерігайте утворення осаду у вигляді помутніння.

Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

ВИСНОВОК: Зазначте, як у лабораторії можна одержати карбон (ІV) оксид та як можна виявити вуглекислий газ і карбонатну кислоту.

б) Продовжуйте пропускати вуглекислий газ через вапняну воду. Спостерігайте зникнення осаду. Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

ВИСНОВОК: Зазначте, як у лабораторії можна одержати карбон (ІV) оксид, як можна виявити вуглекислий газ і карбонатну кислоту. та які їх властивості ви спостерігали.

ДОСЛІД 4. ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ СОЛЕЙ КАРБОНАТНОЇ КИСЛОТИ.

В три пробірки покладіть потроху сухих солей: в першу – магній карбонату, в другу – натрій карбонату, в третю – натрій гідрокарбонату. До кожної пробірки додайте по 0,5 мл хлоридної кислоти. Опишіть спостереження, напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

В дві пробірки налийте по 0,5 мл розчину солей: в першу – натрій карбонату, в другу – натрій гідрокарбонату. До кожної пробірки додайте по кілька краплин сульфатної кислоти. Що спостерігаєта? Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

ВИСНОВОК: У висновку зазначте, яку якісну реакцію на карбонат- та гідрокарбонат-аніон ви спостерігали.

 

ДОСЛІД 5. ЯКІСНА РЕАКЦІЯ НА КАРБОНАТ-ЙОН.

В дві пробірки налийте по 1 мл розчинів а) натрій карбонату, б) натрій гідрокарбонату. До кожної пробірки додайте по декілька крапель хлоридної кислоти. Спостерігайте бурхливе виділення газу. Напишіть рівняння реакції в молекулярній, йонно-молекулярній та йонній формі.

ВИСНОВОК: Зазначте, що є якісним реактивом на карбонат-йон та які ознаки супроводжують ці реакції.