Методические указания по дисциплине Химия

(раздел Общая и неорганическая химия )

для студентов 1 курса, специальность 1-31 01 01 Биология (научно-педагогическая деятельность)1-33 01 01-01 Биоэкология. Общая экология о

Тема: Элементы техники лабораторных работ. Получение и собирание газов. Газовые законы

ПО данной теме студент должен

знать:

• закон объемных отношений;

• закон Авогадро, объединенный газовый закон;

• способы собирания газов;

уметь:

• Проводить расчеты с использованием закона Авогадро

• Решать задачи с использованием объединенного газового закона

• Решать задачи на установление состава газовых смесей,

• Собирать газы способом вытеснения воздуха и воды («над водой»)

Цель:познакомиться с основными лабораторными приемами работы; научиться получать и собирать газы;закрепить знания газовых законов умения применять их для решения расчетных и практических задач.

Задачи.

1. Практически познакомиться с приемами работы:

• взятие навески твердого вещества: способы помещения твердых веществ в сосуды и склянки, взвешивание на техно-химических весах;

• нагревание веществ в пробирке в пламени спиртовки:

• закрепление пробирки в штативе;

• отмеривание жидкостей и помещение их в сосуды;

• фильтрование: изготовление гладких и складчатых фильтров, сборка прибора для фильтрования при атмосферном давлении;

• сборка прибора для получения и собирание газов различными способами;

• получение газов.

2. Повторить газовые законы и потренироваться в решении расчетных задач.

Подготовка студентов к занятию

1. Познакомиться с основами техники работы в химической лаборатории по [Практикум по неорганической химии: Учеб. Пособие для студентов пед. Ин-тов / Л.В. Бабич, С.А. Балезин, Ф.Б.Глинка и др.–4-е изд. Перераб.–М.: Просвещение, 1991,–320с.] стр. 8-36]

2. Подготовиться к ответу на вопросы.

1.1. Каковы правила работы на весах?

1.2. Для каких целей используется соответствующая посуда?

1.3. Как устроен штатив?

1.4. Какие существуют способы мытья и сушки посуды?

1.5. Из какой посуды собирают прибор для фильтрования при атмосферном давлении?

1.6.Каковы способы получения газов?

1.7. Каковы способы собирания газов?

2.Выучить формулировки газовых законов, изучить алгоритмы решения задач. Подготовиться к ответу на вопросы:

2.1. Сформулируйте объединенный газовый закон, запишите математическое его выражение. Какие показатели можно с его помощью определить.

2.2. Запишите уравнение Клапейрона - Менделеева. Каков физический смысл универсальной газовой постоянной? Какие значения она может принимать и от чего зависит ее величина?

2.3. Что такое молярный объем газа? Как он связан с объемом газа и его химическим количеством? Почему у разных газов при одина­ковых условиях значение молярного объема примерно одинаково?

2.4. Сформулируйте закон Авогадро. К веществам в каком агрегатном состоянии он применим и почему?

2.5. Сформулируйте важнейшие следствия из закона Авогадро. Какие условия считаются нормальными и чему равен молярный объем газа при этих условиях? В каких единицах он выражается?

2.6. Что характеризует относительная плотность одного газа по другому газу? Как рассчитывается плотность газа, каков ее физический смысл?

2.7. Как используется закономерности объемных отношений участников реакции при решении задач?

3.Подготовиться к проведению эксперимента.

Лабораторная работа

Реактивы:

На пару студентов.

Крист. Поваренная соль-1г , крист. Мел 1г, дист. вода, крист. Перманганат калия.

Оборудование. Комплект пробирок, посуда по рис. Эксперимента, воронка химич., фильтровальная бумага, держатель, спиртовка

Демонстрационный стол: различная посуда стеклянная и фарфоровая по одному экземпляру.

1. Изготовление тарной лодочки для взвешивания твердых веществ

При взвешивании следует помнить, что категорически запрещается насыпать вещества на чашки весов, в качестве тары следует использовать стаканы, чашки фарфоровые, бюксы и пр.

При случае можно использовать «тарные лодочки» из вощенной бумаги. Для приготовления лодочки необходимо взять два одинаковых кусочка бумаги размером 1 х 8 см, из одного листочка приготовить лодочку, другой листочек – для уравновешивания весов.

Для изготовления лодочки бумагу перегнуть по линиям 1, 2, 3, 4, образуются бортики высотой  1,5 см; далее по линиям 5,6 согнуть уголки и завернуть их за бортик В, бортик Г загнуть за борт В. В готовом виде лодочка представлена на рисунке 2.

3. Поместить в пробирку 1г поваренной соли.

4. Найти на столе и показать посуду, названную преподавателем.

5. Поместить в пробирку с помощью химической воронки раствор поваренной соли.

6. Поместить в пробирку 0,5 мл раствора поваренной соли с помощью пипетки с грушей.

7. Зажечь спиртовку и нагреть на ней пробирку с водой с помощью держателя, штатива.

8. Помыть пробирку или другой сосуд.

9. Перемешать жидкость в пробирке.

10. Смешать два сыпучих вещества.

11. Собрать прибор для фильтрования по рис.47[3]. Отфильтровать взвесь песка в воде.

12. Собрать прибор для получения и собирания кислорода способом вытеснения воздуха и «над водой».

Получение кислорода. Собирают прибор по рисунку 1а. В реактор насыпают кристаллический перманганат калия. Проводят нагревание спиртовкой, прогревая сначала всю пробирку, а потом в одном месте. Чтобы воду не засосало в пробирку-реактор, необходимо обеспечить постоянное нагревание и достаточное поступление газа. При засасывании холодной жидкости горячая пробирка- реактор растрескивается.

Рис.1а. Прибор для получения кислорода вытеснением воды

Рис.1б. Прибор для получения кислорода вытеснением воздуха

• Если в приборе несколько мест соединения частей, каждая для устойчивости должна быть закреплена в штативе (это дополнительные «руки» химика-экспериментатора). Со штативом необходимо научиться работать в совершенстве, узнав все его возможности.

• При проведении опыта руки у экспериментатора должны быть свободныдля манипуляций в случае возникновения аварийных ситуаций.

• При сборке приборов с нагреванием открытым пламенем необходимо определить места, где возможно растрескивание посудыи принять меры, например монтировать эту часть на подносе ( фотованночке)

• В эксперименте с нагреванием и выделением большого количества газов должно быть обеспечено сообщение с атмосферой.

• При получении газов с поглощением их жидкостью необходимо обеспечить постоянный ток газадля предохранения от засасывания жидкости в пробирку - реактор, с той же целью недопустимо прекращать нагревание реакционной пробирки, пока есть контакт газоотводной трубки с жидкостью ( сначала нарушить контакт, затем прекратить нагрев)

• Рядом с действующим прибором находиться в защитных очках!Не стоять близко с прибором, лучше наблюдать за процессом сбоку и стоя.

Рекомендации по обезвреживанию отходов эксперимента. Остатки вещества в реакторе залить раствором сульфита натрия, после обесцвечивания слить в канализацию.

Оформление результатов. По каждому опыту отметить существенные моменты приемов работы.

По опыту получения кислорода. Изобразить прибор. При этом следует использовать не рисунок, а чертеж в разрезе, так как рисунок не позволяет точно передать правильность приборов. Переписать правила работы с прибором.