Лабораторна робота № 4

І. Тема: Хімічні властивості металів

Робоче місце: лабораторія хімії.

Тривалість заняття: 2 години.

ІІ. Мета: навчитися експериментально визначати та порівнювати хімічну ак-тивність металів; вивчити хімічні властивості деяких металів; ознайо-митися з причинами та видами корозії та дізнатися про способи захисту металів від неї.

ІІІ. Матеріально-технічне оснащення

- штатив з пробірками;

- скляна паличка.

- реактиви: цинк, олово, порошок заліза;

- розчини: хлоридна кислота, купрум сульфат, натрій гідроксид, сульфатна кислота, магній сульфат.

IV. Правила охорони праці:

Інструкція № 1.

Інструкція № 3.

Інструкція № 6.

Інструкція № 7.

V. Короткі відомості з теоретичної частини роботи.

До металічних елементів належать усі d- і f-елементи, а також s-елементи та кілька р-елементів. У природі металічні елементи трапляються досить час-то. Найбільше металічних елементів містить літосфера. Найпоширенішим елементом серед них є Алюміній. Елементи, які утворюють активні метали, містяться переважно в хлоридних, карбонатних, сульфатних і сілікатних міне-ралах, інші – в оксидних і сульфідних мінералах; дуже рідко трапляються самородні мідь, срібло, золото, платина.

В атомі будь-якого металічного елемента на зовнішньому електронному рівні перебуває невелика кількість електронів(як правило, від одного до трьох). Такий атом може віддавати ці електрони й перетворюватися на пози-тивно заряджений йон (катіон):

М – ne^- = M ⁿ⁺

Здатність атомів металічних елементів втрачати електрони зростає зі збіль-шенням радіусів атомів: у періоді – справа наліво, а в групі – згори донизу. Типові металічні елементи розміщені в лівому нижньому куті періодичної системи.

Металічні елементи утворюють прості речовини – метали. За звичайних умов вони перебувають у твердому стані (крім ртуті) і є кристалічними речо-винами.

Атоми металічних елементів у хімічних реакціях завжди віддають елект-рони, тому метали, взаємодіючи з різними речовинами, є відновниками.

Активні метали реагують із багатьма неметалами за звичайних умов, а менш активні – за підвищеної температури:

Zn + I₂ = ZnI₂

З водою за звичайних умов взаємодіють лужні та лужноземельні метали з утворенням лугу та водню:

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂

Деякі менш активні метали взаємодіють з водяною парою за високої теме-ратури:

Mn + H₂O = MnO + H₂

Для прогнозування можливості реакції між металом та кислотою (а також сіллю) використовують ряд активності металів: метали, розміщені ліворуч від водню, взаємодіють з кислотами (розведеними) з виділенням водню, а роз-міщені праворуч - не реагують із ними:

Ni + H₂SO₄ = NiSO₄ + H₂

Із лугами реагують амфотерні метали, продуктами такої реакції є сіль і во-день:

Zn + 2KOH = K₂ZnO₂ + H₂

Vі. Зміст і послідовність виконання завдань.

Дослід 1. Порівняння активності металів у реакціях з кислотою .

1. В одну пробірку помістити гранулу цинку, в іншу – гранулу олова.

2. Добавити в кожну пробірку по 2 мл хлоридної кислоти.

Який метал виявляє більшу хімічну активність? Чи узгоджується результат досліду із розміщенням металів у ряду активності?

3. Нагрійте пробірку з менш активним металом, не доводячи до кипіння. Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакцій у молекулярній та йонно-молекулярній формах. Зробіть висновки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Порівняння активності металів у реакціях із сіллю в розчині.

1. В одну пробірку помістити гранулу олова, а в іншу – гранулу цинку.

2. Добавити в кожну пробірку по 2 мл розчину купрум (II) сульфату.

Що спостерігаєте? Який метал виявляє більшу хімічну активність? Чи уз-годжується результат досліду із розміщенням металів у ряду активності ? На-пишіть рівняння реакцій у молекулярній та йонно-молекулярній формах. Зро-біть висновки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Добування алюміній гідроксиду і доведення його амфотерності.

1. Налийте у пробірку 1-2 мл розчину алюміній хлориду і додайте по краплях розчин натрій гідроксиду до утворення осаду. Опишіть зовнішній вигляд алюміній гідроксиду.

2. Вміст пробірки перемішайте скляною паличкою і половину суміші перелийте в іншу пробірку.

3. Для доведення амфотерного характеру алюміній гідроксиду в першу пробірку додайте при перемішуванні розчин сульфатної кислоти, а в другу – розчин лугу.

Що спостерігаєте? Напишіть рівняння здійснених реакцій у йонно-молекулярній формі. Зробіть висновки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Відношення заліза до розчинів лугу, кислоти і солей..

1. У чотири пробірки насипте трохи порошку заліза.

2. У першу пробірку налийте 1-2 мл розчину натрій гідроксиду, у другу – стільки ж хлоридної або розбавленої сульфатної кислоти, у третю – 1-2 мл розчину купрум (II) сульфату, в четверту – стільки ж розчину магній сульфа-ту.

Чи відбуваються зміни у цих пробірках? Зробіть висновки і напишіть від-повідні хімічні рівняння в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зробити загальний висновок до роботи:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Після виконання лабораторної роботи студент повинен

знати:

- причини різної активності металів;

- основні фізико-хімічні властивості типових металів;

- основні фізико-хімічні властивості амфотерних металів та їх сполук;

- причини корозії металів та способи захисту від неї.

вміти:

- досліджувати властивості металів;

- доводити в експерименті амфотерний характер металів та їх сполук;

- порівнювати активність металів та пояснювати наслідки проведених експе-риментів;

- доводити експериментальним шляхом здатність деяких металів кородувати, - пропонувати способи захисту металів від корозії.