Дослід 3. Анодні і катодні покриття

а) Проведіть якісну реакцію на виявлення іонів Fe²⁺ у розчині. Для цього у пробірці приготуйте розчин сульфату заліза(II) і додайте 3-5 крапель розчину червоної кров'яної солі K₃[Fe(CN)₆]. Як змінюється забарвлення? Складіть рівняння цієї реакції обміну в молекулярному й іонно-молекулярному вигляді.

б) У дві пробірки налийте по 4-5 крапель розчину Н₂SO₄ і по 2 краплі розчину червоної кров'яної солі. В одну з пробірок опустіть пластину оцинкованого заліза, в іншу - пластину лудженого заліза. В якій пробірці спостерігається якісна реакція на іони Fe²⁺? Поясніть явище, що спостерігається. Підтвердіть своє пояснення схемами процесів, які протікають при порушенні цілісності покриття лудженого й оцинкованого заліза в сірчанокислому середовищі.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 10

Хімічні властивості металів

Необхідні прилади і реактиви: штатив з пробірками, розчини

H₂SO₄, HNO₃ (розведені та концентровані), КОН (концентро-ваний), стружка Cu, Zn та гранули або порошок Al.

Послідовність виконання роботи

Дослід 1. Дія сульфатної (сірчаної) кислоти на метали

В одну з двох пробірок помістіть шматочок міді, в іншу – шматочок цинку і долийте по 1 мл розведеної сірчаної кислоти. Нагрійте. Що спостерігається? Аналогічний дослід проробіть з концентрованою сірчаною кислотою. Можливі продукти відновлення концентрованої сірчаної кислоти визначаються або по запаху (SO₂ або H₂S), або по жовтому осаді на стінці пробірки (сірка). Складіть рівняння реакцій, підберіть коефіцієнти.

Дослід 2. Дія нітратної (азотної) кислоти на метали

Методика проведення досліду аналогічна наведеній у досліді 1. Можливі продукти відновлення азотної кислоти розпізнаються по кольору або по запаху. NO₂ – газ бурого кольору, NO - газ зі специфічним запахом. При виході з пробірки він встигає окиснитися повітрям до NO₂ і набуває бурого забарвлення. Складіть рівняння реакцій, підберіть коефіцієнти. Чому в цих реакціях не виділяється Н₂?

Дослід 3. Дія розчину лугу на метали

У пробірку помістіть 1-2 мікрошпателя порошку алюмінію або 1 гранулу і долийте 1 мл концентрованого розчину лугу. Нагрійте. Спостерігайте бурхливе виділення газу. Напишіть рівняння реакцій, що відбуваються, і відзначте роль лугу в цьому процесі.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 11

Електроліз

Необхідні прилади і реактиви: лабораторний електролізер, розчини Na₂SO₄, CuSO₄, індикатор метилоранж.

Послідовність виконання роботи

Дослід 1. Електроліз водного розчину натрій сульфату з нерозчинним анодом

У досліді зясовують реакції, які мають місце на електродах, і вимірюють обєм водню, що виділяється на катоді. Перед виконанням досліду складіть електрохімічну схему електролізу водного розчину Na₂SO₄ з нерозчинним а нодом. Який газ буде виділятися на катоді? На аноді? Якими іонами будуть збагачуватися катодний та анодний електроліти? Напишіть рівняння електрохімічної реакції, тобто окисно-відновної реакції, у процесі якої електрична енергія зовнішнього джерела струму перетворюється на хімічну енергію. Яка речовина розкладається при електролізі вказаної солі?

Дослід проводиться в електролізері (рис.4), який являє собою скляну U-подібну трубку з двома графітовими електродами 1 і 2, заповнену розчином Na₂SO₄. Коліно 3 відкалібровано для вимірювання обєму газу, який виділяється при електролізі. Графітові електроди зєднуються з полюсами зовнішнього джерела струму. Той електрод, який знаходиться у відкаліброваному коліні, зєднується з негативним полюсом джерела струму (це катод), другий – з позитивним (це анод). Електролізер забезпечений також вирівнювальною воронкою, яка зєднується з ним резиновою трубкою. Це пристосування служить для приведення тиску, під яким водень збирається у закритому пробкою 7 коліні 3 електролізера, до атмосферного.

Послідовність виконання досліду

1. Заповніть електролізер розчином натрій сульфату, додайте в розчин індикатор – метилоранж.

2. Закрийте пробкою отвір коліна 3 електролізера. Визначте рівень розчину у цьому коліні перед дослідом V₁±0,1мл. Вимірювання рівню стовпчика розчину проводьте за нижнім меніском.

3 . Включіть постійний струм і запишіть його силу (з точністю до 0,01А), пропускайте струм крізь розчин на протязі 5 хвилин (з точністю до секунди), потім виключіть. Підождіть повного закінчення виділення пухирців водню.

4. Водень збирається над водним розчином, тому в коліні 3 знаходиться також насичена пара води. Приведіть тиск, під яким знаходиться суміш водню і насиченої пари води, до атмосферного. Для цього воронку з кільцем, у якому вона кріпиться, зніміть зі штативу і врівноважте два стовпчики розчину: у коліні 3 і воронці 6, тобто розташуйте їх на однаковій висоті. При врівноважених стовпчиках розчину запишіть рівень розчину у коліні 3 після досліду V₂±0,1мл.

5. Проаналізуйте зміну забарвлення метилового оранжевого, яка спостерігається у розчині біля катода і анода. У якого з електродів середовище розчину лужне, кисле?

Результати досліду занесіть у таблицю:

Рівень розчину у коліні 3, мл		T,*K	Р*, кПа	h**, кПа	t, с	I, A	Реакція розчину
перед дослі- дом V1	після дослі-ду V2						біля като- да	біля ано- да

*Температуру водню і розчину в бюретці приймають рівною температурі повітря в лабораторії. Значення температури повітря і атмосферного тиску отримайте у лаборанта;**h–тиск насиченої водяної пари над розчином Na₂SO₄, приймається рівним тиску пари над водою при температурі розчину.

Обробка результатів досліду

1. Визначте обєм водню, який виділяється, при температурі досліду: V(мл) = V₂ – V₁.

2. Визначте парціальний тиск водню у бюретці за формулою:

Р(Н₂) = Р – h,

тому, що загальний тиск у бюретці (Р), рівний атмосферному, складається з парциальних тисків водню і водяної пари.

3. Розрахуйте обєм зібраного водню за н.у. (Р₀=101,3 кПа, Т₀=273 К), використовуючи обєднаний газовий закон:

4. Використовуючи закон Фарадея, розрахуйте теоретичну кількість водню, яка повинна була виділитися за н.у.:

де V_m(1/2 H₂) – молярний обєм еквівалентів водню, л/моль; F- – константа Фарадея, Кл/моль; I – сила струму, А;  - час, с.

5. Розрахуйте відносну помилку досліду (%):