Лабораторна робота № 3. Добування карбон оксиду і вивчення його властивостей. Взаємоперетворення карбонатів та гідрогенкарбонатів.

МЕТА: засвоїти лабораторний метод отримання вуглекислого газу та на дослідах вивчити його властивості, а також властивості карбонатів і гідрогенкарбонатів.

В результаті виконаної роботи студенти повинні:

а) знати будову атомів підгрупи вуглецю і особливості ступенів окиснення та валентності елементів цієї підгрупи; властивості оксидів, гідроксидів, солей та якісні реакції на карбонат-іон.

б) вміти складати формули сполук за ступенем окиснення, записувати рівняння реакції, властивих елементам підгрупи вуглецю та їх сполук; складати в молекулярній та іонний формах рівняння реакцій обміну, електронний баланс для окисно-відновних реакцій і використовувати його для розстановки коефіцієнтів в ОВР, визначати окисник та відновник, робити простий хімічний експеримент для отримання вуглекислого газу.

ПРИЛАДИ ТА РЕАКТИВИ : штатив з пробірками, пальник, тріска, мармур, вапняна вода, лакмус, соляна (хлоридна) кислота, розчин гідроксиду натрію, карбонат натрію, гідрогенкарбонат натрію.

ЗАВДАННЯ:

1. Отримання диоксиду вуглецю.

2. Вивчення кислотних властивостей диоксиду вуглецю.

3. Зрівняння властивостей карбонатів і гідрогенкарбонатів.

4. Якісна реакція на карбонат-іон.

ПОПЕРЕДНІ ВКАЗІВКИ:

СО₂ – безбарвний, важкий і негорючий газ із слабким кислуватим запахом і смаком, не підтримує горіння і дихання. Малі кількості вуглекислого газу не шкідливі для людського організму і навіть необхідні для збудження дихального центру нервової системи. Проте великі кількості СО₂ небезпечні для людського організму: вже за наявності 7% СО₂ у повітрі людина непритомнює. Під час взаємодії СО₂ з водою утворюється слабка й нестійка двохосновна кислота Н₂СО₃ . Солі карбонатної кислоти – карбонати – мало розчинні у воді, за винятком карбонатів лужних металів та амонію. У разі взаємодії СО₂ з лугами утворюються два типи солей: карбонати (середні солі) та гідрогенкарбонати (кислі солі).

ХІД ВИКОНАННЯ РОБОТИ:

Завдання 1: Отримання диоксиду вуглецю.

В першу пробірку з водою додати 2-3 краплі лакмусу. В другу пробірку покласти шматочки мармуру (крейди), прилити хлоридної кислоти, закрити пробірку пробкою з газовідвідною трубкою. Трубку занурити в воду у першої пробірки. Відмітити і пояснити зміну кольору води.

Завдання 2: Вивчення кислотних властивостей диоксиду вуглецю.

В пробірку покласти шматочки мармуру , прилити хлоридної води, закрити газовідвідною трубкою. Трубку занурити в пробірку з вапняною водою, в яку налити 2-3 краплі лакмусу. Пропустити через вапняну воду газ що виділяється. Відмітити колір розчину вапняної води до та після пропускання через неї газу.

Завдання 3: Зрівняння властивостей карбонатів і гідрогенкарбонатів.

а) В пробірку насипати (щоб ледь було покрите дно) карбонат натрію. Долити 3-4 краплі соляної кислоти. Внести в пробірку запалену тріску. Який газ виділяється під дією соляною кислоти на карбонати? Записати та пояснити спостереження.

б) В пробірку з вапняною водою пропустити СО₂ до появи білого осаду, потім до повного його зникнення. Отриманий прозорий розчин розділити на дві частини . До одної з них додати кілька крапель вапняної води, другу нагріти до кипіння. Відмітити утворення білого осаду. Записати та пояснити спостереження.

в) В пробірку насипати гідрогенкарбонату натрію, додати хлорної води. Закрити газовідвідною трубкою. Кінець трубки занурити в пробірку з вапняною водою. Потім прилити до розчину декілька крапель розчину соляної кислоти. Газ, що виділяється, випробувати тліючою тріскою. Записати спостереження.

Завдання 4: Якісна реакція на карбонат-іон.

На шматочок крейди капнути 2-3 краплі кислоти. Спостерігати виділення бульбашок газу.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ :

1. Як в лабораторії можна отримати вуглекислий газ та довести, що отриманий газ –вуглекислий?

2. Чому змінюється колір вапняної води після пропускання через неї вуглекислого газу?

3. Чому зникає білий осад після при надлишку вуглекислого газу?

4. Яка реакція є якісною на карбонат–іон?

5. Як діє нагрівання на солі карбонатної кислоти?

6. В чому сутність явища адсорбції?

7. Як і чому змінюється колір лакмусового папірця ( червоного ) при нанесенні на нього краплі розчину карбонату натрію?

8. Яка властивість карбонатної кислоти є головною?

9. Написати рівняння ступінчатої дисоціації карбонової кислоти.

10. Які властивості має диоксид вуглецю?

11. Чому змінюється колір лакмусу після взаємодії води з диоксид вуглецю?

12. Чому підіймається розчин гідроксиду натрію в пробірці з вуглекислим газом?

МАТЕРІАЛИ ДО ЗВІТУ:

1. Оформити титульний лист.

2. Записати спостереження і зробити висновки.

3. Мета лабораторної роботи.

3. Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах.

а) до завдання 1: - диоксид вуглецю та водою, рівняння ступінчатої дисоціації вуглецевої кислоти, карбонат кальцію та хлорної кислоти;

- вуглекислий газ і гідроксид кальцію.

б) до завдання 2: - карбонат натрію, диоксид вуглецю та вода;

- термічне розкладання карбонату натрію ;

- гідрогенкарбонат натрію і хлорна кислота.

ЛІТЕРАТУРА:

1. Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія – К.; Ірпінь: „Перун”, 1998. с.285-289.

2. Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія, 10кл. – К.; Ірпінь: „Перун”, 2000. с.81-86.

3. Астахов А.И.. Касьяненко А.И. Химия – К.: ВШ, 1988. с.99-100.