Краткие теоретические сведения

Практическая работа №2

«Получение и распознавание газов»

Краткие теоретические сведения

Строение газообразных веществ отличается от строения веществ в твердом и жидком состояниях. Газы не имеют собственной формы и расширяются до тех пор, пока не заполнят весь сосуд принимая его форму, по этой же причине газы не имеют собственного объема. Объем газа определяется объемам сосуда. Газ оказывает на стенки сосуда одинаковое во всех направлениях давления. Газы легко сжимаются. Благодаря большому расстоянию между молекулами газы смешиваются друг с другом в любом отношении. Основные газы получаемые и используемые в лабораториях это водород, кислород, углекислый газ.

Лабораторные способы получения этих газов:

Водород получают в аппарате Киппа, при взаимодействии соляной кислоты и металлического цинка (в гранулах) - при комнатной температуре:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Оксид углерода (IV) = углекислый газ можно получить, действуя соляной или разбавленной серной кислотой на мрамор (основное вещество - карбонат кальция) или другой карбонат (при комнатной температуре). Сильная кислота (серная или соляная) будет вытеснять слабую угольную кислоту из её солей; угольная кислота нестойкая, поэтому практически сразу разлагается на углекислый газ и воду:

СаСО3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Можно получить углекислый газ, сжигая лучину, бумагу или кусочек угля.

Кислород можно получить разложением при нагревании бертолетовой соли или лучше перманганата калия:

2KClO3 = 2KCl + 3O2 (есть опасность взрыва)

2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Собирание газов

В устройстве аппарата Киппа предусмотрена газоотводная трубка с краником; для получения углекислого газа и кислорода реактивы помещают в пробирку и закрывают её пробкой с газоотводной трубкой. Пробирку с перманганатом калия закрепляют в штативе и нагревают пламенем спиртовки.

Водород легче воздуха, поэтому его собирают над воздухом, в перевёрнутую пробирку. Кислород и углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому их можно собирать вытеснением воздуха, опустив газоотводную трубку на дно пробирки. Кислород малорастворим в воде, поэтому его можно также собирать над водой, в перевёрнутую пробирку (этот способ лучше, т.к. разница молярных масс кислорода (32 г/моль) и воздуха (29 г/моль) невелика).

Чтобы распознать эти газы, нужно знать их свойства.

Так, кислород поддерживает горение - опущенная в пробирку с кислородом тлеющая лучинка начинает ярко гореть; углекислый газ не поддерживает горение - горящая лучинка, опущенная в пробирку с углекислым газом, гаснет.

Углекислый газ, кроме того, мутит известковую воду: при его взаимодействии с гидроксидом кальция ("известковой водой") образуется нерастворимый в воде осадок карбоната кальция:

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О

Чистый водород сгорает с легким звуком «пах», водород с примесью воздуха взрывоопасен «гремучий газ» и в небольшом количестве сгорает с резким лающим звуком.

Водород (Н₂) – самый легкий, бесцветный, не имеет запаха.
Кислород (О₂) без запаха и цвета, тяжелее воздуха, мало растворим в воде.

Аммиак (NН₃) имеет резкий характерный запах, без цвета, хорошо растворим в воде, легче воздуха.

Это оформить в тетради!

Практическая работа №2

Получение и распознавание газов

Цель: изучить процессы и химизм получения газов на примере водорода, кислорода и углекислого газа.

Оборудование: цинк в гранулах, раствор соляной кислоты, мел, раствор пероксида водорода, оксид марганца (II); пробирки, спиртовка, лучинка

Последовательность выполнения работы:

Внимание: Записи о наблюдаемых явлениях по всем опытам внесите в таблицу по форме:

Что делали	Что наблюдали	Уравнения реакций
Опыт №1. «Получение, собирание и распознавание водорода». https://youtu.be/71ALWvO82LA
В пробирку поместить две гранулы цинка. 2. Прилить 2 мл раствора соляной кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции с точки зрения окислительно-восстановительного процесса. 3. Накрыть пробирку-реактор пробиркой большего диаметра. 4. Через 4 минуты поднимите большую пробирку и, не переворачивая, поднесите её к пламени спиртовки. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции. Что можете сказать о «чистоте» собранного водорода?
Опыт №2. «Получение, собирание и распознавание кислорода». https://youtu.be/-kem8rOavEo
1. В пробирку прилить 5 мл раствора пероксида водорода. 2. Подготовьте тлеющую лучину. 3. Добавьте в пробирку несколько крупинок оксида марганца (IV). Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции с точки зрения окислительно-восстановительного процесса. 4. Внесите тлеющую лучину в пробирку с раствором пероксида водорода.
Опыт №3. «Получение, собирание и распознавание углекислого газа». https://youtu.be/9VQAFj4DSUg
1. В пробирку поместить кусочек мела. 2. Прилить к мрамору 4 мл раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнение химической реакции в молекулярной и ионной форме. 3. Зажгите лучину. 4. Внесите горящую лучину в пробирку-реактор.

Вывод

Контрольные вопросы:

1. Почему водород собирают в перевернутую пробирку?

2. Если через раствор известковой воды посредством стеклянной трубки продувать выдыхаемый воздух, то через некоторое время известковая вода помутнеет. Почему?

3. Какое свойство углекислого газа лежит в основе его применения в углекислотном огнетушителе.

Список литературы

Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия для профессий и специальностей технического профиля. М. Издательский центр «Академия». 2017

Тема 2. Практическая работа №3

Решение экспериментальных задач по теме «Металлы и неметаллы»

Это для ознакомления, не писать!

Краткие теоретические сведения

Распознавание веществ производится с помощью качественных реакций.

Качественные реакции – это химические реакции, с помощью которых можно определить то, чем одно вещество отличается от другого по элементарному составу, иначе говоря, эти реакции позволяют определить отдельные ионы или молекулы, из которых состоит исследуемое вещество или смесь веществ. В качественном анализе применяют реакции, сопровождающиеся каким-либо эффектом, который можно легко обнаружить органами чувств:

· Изменение окраски раствора;

· Выпадение или растворение осадка;

· Выделение газов (иногда обладающих характерным запахом)

В таблице приведены некоторые из качественных реакций.

Катион	Воздействие или реактив	Наблюдаемая реакция
Na⁺	Пламя	Желтое окрашивание
К⁺	Пламя	Фиолетовое окрашивание
Са²⁺	Пламя	Кирпично-красное окрашивание
Аg⁺	хлорид	Выпадение белого осадка
Fe²⁺	гексациано-феррат (III) калия (красная кровяная соль)	Выпадение синего осадка
Fe³⁺	роданид	Красное окрашивание

Анион	Воздействие или реактив	Наблюдаемая реакция
S0₄^2-	соль бария	Выпадение белого осадка
СО₃^2-	кислота	вскипание или пузырьки газа
Cl^-	ионы Аg+	Выпадение белого осадка, не растворимого в HN0₃