Лабораторная работа №5.

Тема: Взаимодействие металлов с раствором солей

Цели: 1. Закрепление знаний о классификации солей.

2. Закрепление знаний о химических свойствах солей.

Теория:

Соли – сложные вещества, состоящие из атомов металла и кислотных остатков.

В начале XIX в. Шведский химик Й. Я. Берцелиус сформулировал определение солей как продуктов реакции кислот с основаниями или соединений, полученных замещением атомов водорода в кислоте на металл. По этому признаку различают соли средние, кислые и основные.

Классификация солей.

Группа солей	Характеристика	Примеры
Средние (или нормальные)	Продукты полного замещения атомов водорода в молекуле кислоты на атомы металла и ионы аммония.	NaCI, CaCO3, K2SiO3, Ba(NO3)2, NH4CI
Кислые	Продукты не полного замещения атомов водорода в молекуле кислоты на атомы металла.	NaHCO3, Ca(H2PO4)2
Основные	Продукты не полного замещения гидроксогрупп в молекуле основания на кислотный остаток.	(CuOH)2CO3, ZnOHCI

Взаимодействие происходит при соблюдении ряда условий:

• металл должен находиться в ряду напряжений левее металла соли.

• в результате реакции должна образоваться растворимая соль, так как в противном случае она образует слой осадка на поверхности металла и доступ раствора к металлу прекратится.

• для этих реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы, так как они активно взаимодействуют с водой.

Например, при соблюдении этих условий реагируют:

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu

При осуществлении эксперимента по доказательству состава, какой либо соли проводят определение катиона и аниона, образующих эту соль, с помощью качественных реакций с использованием реагентов на данный катион и данный анион. В роли таких реагентов часто выступают другие соли. Например, чтобы доказать состав хлорида бария, необходимо провести качественную реакцию на катион Ba²⁺ с раствором сульфата натрия и качественную реакцию на хлорид – анион с раствором нитрата серебра ( I ):

BaCI₂ + Na₂SO₄ + 2NaCI

Ba²⁺ + SO^2-₄ = BaSO₄

BaCI₂ + 2AgNO₃ = Ba( NO₃ )₂ + 2AgCI

CI^- + Ag⁺ = AgCI

Оборудование: Пробирки, скрепки, раствор сульфата меди (II), сульфат натрия, хлорид бария, нитрат серебра.

Выполнение работы:

Опыт №1. Изучение замещения меди железом.

Налейте в пробирку 2 - 3 мл раствора сульфата меди(II) и опустите в него стальную кнопку или скрепку.

Наблюдали:

Реакция:

Опыт №2. Изучение взаимодействия солей с солями.

В каждую из двух пробирок хлорида бария приливаем сульфат натрия и нитрат серебра.

Наблюдали:

Реакция:

Лабораторная работа №6.

Тема: Ознакомление с образцами металлов и сплавов

Цели: 1. Закрепление знаний о физических свойствах металлов.

2. Ознакомление со свойствами сплава металлов( чугун).

Теория:

Общие физические свойства металлов обусловлены металлической кристаллической решеткой и металлической химической связью. Этот металлический блеск, пластичность, высокая электро - и теплопроводность, рост электрического сопротивления при повышении температуры, а так же такие практически значимые свойства, как плотность, температура кипения и температура плавления, твердость, магнитные свойства.

Все металлы – твердые при обычных условиях вещества, кроме жидкой ртути, которая при низких температурах становится твердой и ковкой, как свинец. Не обладают пластичностью лишь висмут и марганец, которые хрупки.

Все металлы имеют серебристо – белый или серый цвет. Стронций, золото и медь, в большей степени поглощают короткие волны (близкие к фиолетовому цвету) и отражают длинные волны светового спектра, а потому имеют соответственно светло – желтый, желтый и «медный» цвет. Очень тонкие листочки серебра и золота имеют голубовато – зеленый оттенок, а мелкие порошки этих металлов кажутся темно – серыми, даже черными. И только магний, и алюминий в порошках сохраняют серебристо – белый цвет.

В технике металлы принято классифицировать по различным физическим свойствам:

• плотности – легкие ( p < 5г/см³ ) и тяжелые ( p > 5г/см³ ).

• температуре плавления – легкоплавкие и тугоплавкие.

Виды чугунов	Состав	Свойства	Применение
Серый (с высоким содержанием кремния)	1,7 – 4,3% углерода, 1,25 – 4,0% кремния и до 1,5% марганца. Большое содержание кремния снижает растворимость углерода в железе, и углерод выделяется из расплава в виде графита.	Сравнительно мягкий, легко поддается механической обработке.	В изготовлении методом литья различных деталей (шестерен, колес, труб и т.д)
Белый (с небольшим содержанием кремния)	1,7 – 4,3% углерода, более 4% марганца и малое содержание кремния. Углерод в основном содержится в виде цементита – карбида железа Fe3C	Твердый, но хрупкий, так как содержит цементит Fe3C	Перерабатывается в сталь.

Оборудование: скрепки, лезвия бритвы, спиртовки, спички, вода, химические стаканы, пробирки, держатель, лупы, тигельные щипцы, кусочки чугуна.

Выполнение работы:

Опыт №1. Проведение закалки и отпуска стали.

Швейную иглу или лезвие безопасной бритвы возьмите тигельными щипцами, раскалите на пламени горелки и постепенно охладите.

Наблюдали:

Иголку или половинку лезвия снова накалить до красна и немедленно охладить в холодной воде, то они перестанут гнуться, а при попытке согнуть их – ломаются.

Наблюдали:

Вывод:

Опыт №2. Ознакомление с серым и белым чугуном.

В пакетиках №1 и №2 выданы образцы белого и серого чугуна. Определите вид чугуна.

Внимательно рассмотрите внешний вид и сколы образцов белого и серого чугуна. Эти образцы имеют зернистую поверхность и многочисленные плоские грани на сколе.

В сером чугуне углерод присутствует преимущественно в виде графита. Через лупу можно заметить темные прожилки. Графит придает чугуну характерный цвет и хрупкость.

В белом чугуне углерод присутствует преимущественно в виде соединения с железом – цементита Fe₃C. Цементит придает белому чугуну твердость и хрупкость.