Лабораторная работа №1 Получение гидроксидов и их свойства

Гидроксиды – это вещества, которые диссоциируют в водных растворах с отщеплением аниона гидроксогруппы ОН^¯.

Растворимые гидроксиды (щёлочи) можно получить взаимодействием щелочных и щёлочно-земельных металлов или их оксидов с водой. Нерастворимые гидроксиды получают действием щёлочей на соль соответствующего металла.

Все растворимые гидроксиды по своим химическим свойствам являются основными, то есть взаимодействуют только с кислотными оксидами и кислотами. Среди нерастворимых гидроксидов встречаются амфотерные – это, например, гидроксиды цинка Zn(OH)₂ и алюминия Al(OH)₃ – которые обладают двойственным химическим характером, взаимодействуя как с кислотными оксидами и кислотами, так и с основными оксидами и щёлочами.

Для данной лабораторной работы вам потребуются следующие реактивы:

1. Оксид кальция СаО;

2. Гидроксид калия КOH;

3. Соляная кислота HCl;

4. Сульфат меди СuSO₄;

5. Сульфат цинка ZnSO₄;

6. Индикатор фенолфталеин;

7. Индикатор феноловый красный;

8. Индикатор лакмус;

9. Индикатор бромтимоловый синий.

Вопросы для допуска к выполнению лабораторной работы:

1. Какие неорганические соединения относятся к классу гидроксидов?

2. Как формируются названия гидроксидов?

3. Какими способами можно классифицировать гидроксиды?

4. Чем амфотерные гидроксиды отличаются от основных?

5. Гидроксиды каких элементов являются амфотерными?

6. Какие гидроксиды называют щёлочами?

7. Как определить, какой оксид соответствует данному гидроксиду?

8. Какие гидроксиды могут образовывать основные соли?

Опыт №1. Взаимодействие гидроксида калия с индикаторами

Наличие растворимого гидроксида можно установить с помощью таких индикаторов как, например, фенолфталеин, феноловый красный, лакмус, бромтимоловый синий.

Методика опыта. В четыре пробирки наливаем по 2 мл раствора гидроксида калия КOH и добавляем в первую пробирку одну каплю индикатора фенолфталеина, во вторую пробирку – одну каплю индикатора фенолового красного, в третью пробирку – одну каплю индикатора лакмуса, в четвертую пробирку – одну каплю индикатора бромтимолового синего. В растворе гидроксида калия индикаторы фенолфталеин и феноловый красный имеют красную окраску, лакмус – фиолетовую, бромтимоловый синий – синюю.

Сделайте вывод о возможности использования данных индикаторов для установления наличия растворимого гидроксида.

Опыт №2. Получение гидроксида кальция

Гидроксиды щелочных и щёлочно-земельных металлов можно получить взаимодействием соответствующих оксидов с водой.

Методика опыта. В пробирку вносим небольшое количество порошка оксида кальция СаО и добавляем 4-5 мл дистиллированной воды. После растворения оксида кальция добавляем каплю фенолфталеина – раствор окрашивается в красный цвет, что подтверждает наличие в нём растворимого гидроксида.

Составьте уравнение взаимодействия оксида кальция с водой в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

Сделайте вывод о данном способе получения основных гидроксидов.

Опыт №3. Получение гидроксида меди и доказательство его основности

Основными являются гидроксиды, которые взаимодействуют с кислотами, но не взаимодействуют со щёлочами.

Методика опыта. В пробирку наливаем 3-4 мл раствора сульфата меди СuSO₄ и по каплям добавляем раствор гидроксида калия КOH до выпадения осадка гидроксида меди голубого цвета.

Составьте уравнение взаимодействия сульфата меди с гидроксидом калия в молекулярном, а также полном и сокращённом ионно-молекулярном виде.

Полученный осадок гидроксида меди делим на две части, перенося половину его в другую пробирку. К одной половине осадка добавляем по каплям раствор соляной кислоты HCl до растворения осадка.

Составьте уравнение взаимодействия гидроксида меди с соляной кислотой в молекулярном, а также полном и сокращённом ионно-молекулярном виде.

Ко второй половине осадка добавляем ещё небольшое количество раствора гидроксида калия – изменений не наблюдается.

Сделайте вывод о свойствах основных гидроксидов.

Опыт №4. Получение гидроксида цинка и доказательство его амфотерности

Амфотерными являются гидроксиды, которые взаимодействуют и с кислотами и со щёлочами.

Методика опыта. В пробирку наливаем 3-4 мл раствора сульфата цинка ZnSO₄ и по каплям добавляем раствор гидроксида калия КOH до выпадения осадка гидроксида цинка белого цвета.

Составьте уравнение взаимодействия сульфата цинка с гидроксидом калия в молекулярном, а также полном и сокращённом ионно-молекулярном виде.

Полученный осадок гидроксида цинка делим на две части, перенося половину его в другую пробирку. К одной половине осадка добавляем по каплям раствор соляной кислоты HCl до растворения осадка.

Составьте уравнение взаимодействия гидроксида цинка с соляной кислотой в молекулярном, а также полном и сокращённом ионно-молекулярном виде.

Ко второй половине осадка добавляем по каплям раствор гидроксида калия КОН до растворения осадка.

Составьте уравнение взаимодействия гидроксида цинка с гидроксидом калия в молекулярном, а также полном и сокращённом ионно-молекулярном виде.

Сделайте вывод о свойствах амфотерных гидроксидов.

Вопросы для защиты лабораторной работы:

1. Какие гидроксиды могут быть получены непосредственным взаимодействием металла с водой?

2. Какие гидроксиды могут быть получены взаимодействием соответствующих оксидов с водой?

3. Взаимодействием каких веществ между собой могут быть получены нерастворимые гидроксиды?

4. Как можно обнаружить наличие в растворе гидроксид-ионов?

5. С какими неорганическими веществами могут взаимодействовать растворимые гидроксиды? Какие продукты получаются в результате этих реакций?

6. С какими неорганическими веществами могут взаимодействовать нерастворимые гидроксиды? Какие продукты получаются в результате этих реакций?

7. Как практически можно убедиться в амфотерных свойствах гидроксида?

8. Какие гидроксиды способны разлагаться при нагревании? Какие вещества получаются в результате разложения?

Рекомендуемая литература:

1. Н.Л. Глинка. «Общая химия». Глава «Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ».

2. Е.М. Рыбалкин, О.Ю. Ковалик. «Химия. Учебное наглядное пособие». Глава «Гидроксиды металлов».

3. Р.И. Славкина, В.Д. Иванова, Р.М. Белкина. «Классификация неорганических соединений. Методические указания и контрольные задания». Глава «Гидроксиды».

4. Р.И. Славкина. «Химия. Методические рекомендации». Глава «Ионные уравнения».