Введение

Лабораторный практикум по химии является одной из составных частей программы базового образования бакалавров.

Методические указания к лабораторным работам предназначены для всех студентов нехимических специальностей, в учебные планы которых входит дисциплина «Химия». Основные цели, преследуемые при выполнении этих работ, состоят в том, чтобы помочь студентам приобрести навыки выполнения химического эксперимента, обработки результатов опытов, выполнения требований техники безопасности при работе в лаборатории.

В данном пособии представлены восемь лабораторных работ. Каждая работа включает теоретическую часть, решение типовых задач, вопросы для самоконтроля, которые позволяют подготовиться к тесту по данной теме, и описание лабораторного эксперимента.

Методика и условия проведения опытов, объекты исследований выбраны таким образом, чтобы обеспечить полную самостоятельность студентов при выполнении лабораторной работы.

Выполнение лабораторного практикума способствует формированию у студента компетенций прописанных в ФГОСах по данной дисциплине.

После проведения представленных лабораторных работ студент должен

- знать: химические свойства элементов и их соединений, термодинамические и кинетические условия протекания химических реакций, равновесие в гомогенных и гетерогенных системах, правила безопасной работы в учебно-научных лабораториях;

- уметь определять концентрации растворов различных соединений, термодинамические характеристики химических реакций и равновесные концентрации веществ, скорость реакции и влияние различных факторов на неё, анализировать полученные данные, выявлять общую закономерность их изменения;

- владеть: навыками выполнения основных химических лабораторных операций.

После выполнения лабораторной работы студент должен отчет по следующей форме:

- номер, название, цель и ход лабораторной работы;

- основные расчетные формулы (если они есть в методичке);

- схема установки (если она есть в методичке);

- таблицы и графики (если они есть в методичке);

- ответы на вопросы для самоконтроля;

- выводы.

Каждая лабораторная работа оценивается от 0 до 5 баллов, в зависимости от работы в лаборатории и оформления отчета. Баллы могут быть снижены если:

- при выполнении лабораторной работы был нарушен ход работы, повлекший за собой нарушение техники безопасности или порчу имущества;

- не было приведено в порядок рабочее место по окончании работы;

- отсутствуют необходимы разделы в предоставляемом отчете;

- допущены ошибки в составлении уравнений.

Основные правила по технике безопасности при работе в химической лаборатории

1. Не трогайте, не включайте без разрешения преподавателя рубильники и электрические приборы.

2. Не загромождайте свое рабочее место лишними предметами.

3. Нельзя брать вещества руками и пробовать их на вкус. При определении веществ по запаху, склянку следует держать на расстоянии и направлять движением руки воздух от отверстия склянки к носу.

4. При приливании реактивов нельзя наклоняться над отверстием сосуда, во избежание попадания брызг на лицо и одежду; наклоняться над нагреваемой жидкостью, так как ее может выбросить.

5. Разбавляя концентрированные кислоты, особенно серную, осторожно вливают кислоту в воду.

6. Опыты с ядовитыми и легковоспламеняющимися веществами надо проводить в вытяжном шкафу.

7. С легковоспламеняющимися веществами нельзя работать вблизи нагревательных приборов.

8. Нельзя сливать растворы, содержащие ядовитые соединения, в раковину. Остатки ядовитых реактивов сливать в специальные сосуды.

9. Если на склянке отсутствует этикетка, её следует отдать преподавателю.

10. При проведении нагревания спиртовку зажигают после того как в пробирку внесены все вещества, горящую спиртовку не передвигать.

11. В лабораторию запрещается приносить продукты питания.

Правила пожарной безопасности

1. При проведении опытов, в которых может произойти самовозгорание, необходимо иметь под руками огнетушители, песок, войлок.

2. В случае воспламенения горючих веществ отключите электроэнергию, примите меры к тушению пожара. В случае возгорания большой площади покиньте аудиторию и вызовите специальные службы.

3. В случае воспламенения щелочных металлов, нефтепродуктов не тушите пламя водой.

Первая помощь при несчастных случаях

1. При ранении стеклом удалите осколки из раны, смажьте края раны раствором йода и перевяжите бинтом. При попадании на руки или лицо реактив, смойте реактив большим количеством воды.

2. При термическом ожоге смажьте обожженное место мазью от ожога. При химических ожогах глаз, обильно промойте глаза водой, а затем сразу обратитесь к врачу.

Лабораторная работа №1

КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель работы: ознакомиться с основными классами неорганических соединений, научиться их получать и называть.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Все неорганические вещества делятся на простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного элемента, при этом число атомов может быть любым (Fe, Cl₂, O₃). Сложные вещества (соединения) образованы атомами разных элементов (H₂O, KOH, HNO₃, NaCl). К важнейшим классам неорганических соединений относят четыре: оксиды, основания, кислоты, соли.

1.1 Оксиды

Оксидами называются сложные вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых кислород.

По химическим свойствам оксиды делятся на четыре группы: основные, кислотные, амфотерные и безразличные. Первые три группы оксидов способны образовывать соли при взаимодействии с кислотами или основаниями, поэтому их называют солеобразующими. Безразличные оксиды солей не образуют (CO, NO, N₂O).

Основным оксидам соответствуют основания, основные оксиды образуют металлы. Например, K₂O, CaO, Fe₂O₃ являются основными оксидами, т.к. им соответствуют основания KOH, Ca(OH)₂, Fe(OH)₃.

Кислотным оксидам соответствуют кислородсодержащие кислоты, к кислотным оксидам относятся оксиды типичных неметаллов и оксиды некоторых d – элементов в высших степенях окисления. Например, CO₂, SO₃, Mn₂O₇ – кислотные оксиды, т.к. им соответствуют кислоты H₂CO₃, H₂SO₄, HMnO₄ .

Амфотерные оксиды проявляют как кислотные, так и основные свойства, например, ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃. Амфотерные оксиды образованы только металлами.

Если металл может проявлять несколько степеней окисления, то в высшей степени окисления он образует кислотный оксид, в низшей – основной, а в промежуточной – амфотерный. Например, у хрома существует три устойчивых оксида: CrO, Cr₂O₃, CrO₃. В высшей степени окисления (+6) хром образует кислотный оксид CrO₃, в низшей (+2) - основной оксид CrO, в промежуточной (+3) – амфотерный оксид Cr₂O₃.

Номенклатура. Названия оксидов образуются из слова «оксид» и названия элемента, в скобках указывается степень окисления элементов. Например: СО – оксид углерода (II), СО₂ – оксид углерода (IV), P₂O₃ – оксид фосфора (III), P₂O₅ – оксид фосфора (V).

Химические свойства:

Оксиды
основные	кислотные	амфотерные
1) Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов с водой образуют растворимые в воде основания (щелочи): Na2O + H2O = 2NaOH 2) Взаимодействуют с кислотами с образованием солей: FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O 3) С кислотными оксидами образуют соли: CuO + SO3 = CuSO4 4) Не реагируют друг с другом и с основаниями.	1) Большинство с водой образуют кислоты: SO3 + H2O = H2SO4 2) Взаимодействуют со щелочами с образованием солей: CO2+ 2NaOH = = Na2CO3 + H2O 3) C основными оксидами образуют соли: SiO2 + CaO = CaSiO3 4) Взаимодействуя с амфотерными оксидами образуют соли: P2O5+Al2O3 2AlPO4 5) Не реагируют друг с другом и с кислотами.	1) Взаимодействуют с кислотами: Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 +3H2O 2) Взаимодействуют с щелочами: Al2O3+2NaOH+3H2O = = 2Na[Al(OH)4]