Міністерство освіти і науки україни

Київська державна академія водного транспорту

імені гетьмана Петра Конашевича-Сагайдачного

ФАКУЛЬТЕТ СУДНОВОДІННЯ

Сєрова Тамара Олександрівна

методичні вказівки

ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

З дисципліни «ХІМІЯ»

Для студентів спеціальностей “Судноводіння на морських та внутрішніх водних шляхах” та “Експлуатація суднових енергетичних установок”

КИЇВ КДАВТ 2003

Рецензент: проректор КДАВТ з наукової роботи

к.т.н., Черінько В.М.

Рекомендовано:

Кафедрою природничих і технічних дисциплін

Протокол № 5 від “ 17 “ грудня 2003р.

Схвалено:

Радою факультета “Судноводіння”

Протокол № ___ від «___»__________2003р.

КИЇВ КДАВТ 2003

Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Хімія для студентів спеціальностей «Судноводіння на морських і внутрішніх водних шляхах» та «Експлуатація суднових енергетичних установок».

Укл. Т.О.Сєрова ст. викладач.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Тема:	Основні класи неорганічних сполук. Оксиди, основи.
Мета:	Ознайомитись з методами одержання основ, їх хімічними властивостями.
Реактиви:
	Розчини:	Натрій гідроксид;
		Купрум (ІІ)сульфат;
		Кальцій гідроксид.
	Тверді речовини:	Кальцій оксид;
		Купрум (ІІ) оксид.
	Індикатори:
		Метилоранж;
		Лакмус;
		Фенолфталеїн.
Обладнання:	Хімічний штатив, пробірки, фізичний штатив, бюретки, скляна паличка

1.1 Методичні вказівки до вивчення теоретичного матеріалу

До основних класів неорганічних сполук належать оксиди, кислоти, основи, солі.

Оксидами називають сполуки елементів з киснем, ступінь окислення якого –2. Так, Са²⁺О^2- - кальцій оксид, а Са²⁺О₂ – кальцій пероксид (містить пероксидну групу –0 –0 -).

За хімічним характером оксиди поділяють на солетворні і несолетворні (NO, CO. SiO та ін.). Солетворні оксиди, в свою чергу, поділяють на основні, кислотні, амфотерні.

Основними називають оксиди, гідратами яких є основи. Це оксиди металів у нижчих ступенях окислення. Серед них тільки оксиди лужних і лужноземельних металів реагують з водою, утворюючи розчинні у воді основи – луги:

Li₂O+H₂O=2LiOH

Кислотними називають оксиди, гідратами яких є кислоти. Їх також називають ангідридами відповідних кислот. Це оксиди неметалів (SO₂, N₂O₃, SO₃…) і деякі оксиди металів у вищих ступенях окислення (Mn₂O₇, V₂O₅, CrO₃…). Кислотні оксиди взаємодіють з водою з утворенням кислот (виняток SiO₂).

SO₂+H₂O=H₂SO₃

Амфотерними називають оксиди, які залежно від умов виявляють властивості основних і кислотних оксидів. Наприклад, BeO, ZnO, Al₂O₃, Cr₂O₃, Fe₂O₃, MnO₂ та ін. З водою не взаємодіють.

Методи добування то основні властивості оксидів детально описані в наведених підручниках. Слід звернути увагу на зв’язок між властивостями хімічних елементів, ступенем їх окислення і хімічним характером оксидів та гідроксидів, що утворюються. Так, хром (ІІ) оксид CrO – основний, хром (ІІІ) оксид Cr₂O₃ – амфотерний, а хром (VI) оксид CrO₃ – кислотний. Їм відповідають хром гідроксид Cr(OH)₂ , амфотерний хром гідроксид Cr(OH)₃ і хромова кислота H₂CrO₄. Тобто хімічний характер оксидів із зростанням ступеня окислення змінюється від основного через амфотерний до кислотного. Таким же чином і в межах малих періодів і рядів великих періодів із збільшенням порядкового номера елементів змінюється характер вищих оксидів від основних через амфотерні до кислотних.

При вивченні номенклатури необхідно запам’ятати технічні назви деяких оксидів і гідроксидів, які використовуються в будівництві. Наприклад, СаО – гашене вапно, MgO – палена магнезія, Al₂O₃ – глинозем, SiO₂ – кварц, пісок та ін.

Найскладнішим у вивченні цієї теми є розуміння поняття “амфотерність”. Амфотерність – це властивість оксидів і гідроксидів залежно від умов перебігу процесу реагувати як з кислотами, так і з основами.

З кислотами амфотерні оксиди реагують як основні оксиди, а амфотерні гідроксиди – як слабкі основи з утворенням солей відповідних кислот:

Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O

Характер продуктів реакції амфотерних оксидів і гідроксидів з гідроксидами і карбонатами активних металів залежить від умов.

У водних розчинах реакції відбуваються з утворенням комплексних гідроксосолей:

натрій тетрагідроксоалюмінат

Al₂O₃+3H₂O+2NaOH=2NaAl (OH₄)

Al(OH)₃+ NaOH_{(P-H)_} NaAl (OH₄)

натрій гексогідроксоалюмінат

Al (OH)₃+ 3NaOH Na₃Al (OH₆)

натрій метаалюмінат

При високій температурі утворюються безводні солі:

t^o

A l₂O₃+2NaOH 2NaAl (OH₄) натрій метаалюмінат

t^o

A l₂O₃+СаСО₃ Са(AlO₂)₂+СО₂↑ кальцій метаалюмінат

При вивченні основ необхідно звернути увагу на їх кислотність. Це поняття використовують у багатьох хімічних розрахунках. Кислотність дорівнює кількості гідроксогруп ОН^- , які зв’язані із катіоном металу в основі, або заміщені в хімічній реакції. Так, NH₄OH – амоній гідроксид – це однокислотна основа.

Запам’ятайте, що одно - і багатокислотні основи можуть утворювати один, або кілька основних залишків. Основний залишок – це група атомів, яка утворюється внаслідок ступінчатого відриву від основи гідроксогруп ОН^-.

Основи

NaOH Na⁺

Al (OH)₃ Al (OH)⁺₂

Al (OH)⁺₂ Al (OH) ²⁺

Al (OH) ²⁺ Al³⁺

Al (OH)₃ Al (OH)⁺₂ Al (OH) ²⁺ Al³⁺

Зверніть увагу на позитивний заряд основних залишків.