Е.С. Денисова

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине «Химия»

Омск 2009

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство морского и речного транспорта___

Омский институт водного транспорта (филиал) ФГОУ ВПО

«Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Кафедра естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин

Е.С. Денисова

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине «Химия»

Омск 2009

УДК 378.302.2

ББК 74.58.4

Д 33

Рецензент:

канд. пед. наук, доцент И.Н. Дергачева

Работа одобрена учебно-методическим советом филиала в качестве методических указаний к лабораторным работам по дисциплине «Химия» для студентов очного и заочного отделения ОИВТ (филиал) ФГОУ ВПО НГАВТ.

Денисова, Е.С. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Химия» [Текст]: методические указания / Е.С. Денисова. – Омск: Омский институт водного транспорта (филиал) ФГОУ ВПО НГАВТ, 2009. – 26 с.: ил.

Изложена последовательность каждой лабораторной работы; при выполнении работ студенты знакомятся с измерительными приборами, с методами химического эксперимента, а также выполняют расчеты и отвечают на контрольные вопросы.

Настоящие методические указания предназначены для студентов очного и заочного отделения ОИВТ (филиал) ФГОУ ВПО НГАВТ.

© Е.С. Денисова, 2009

© ОИВТ (филиал) ФГОУ ВПО НГАВТ, 2009

СОДЕРЖАНИЕ Общие правила работы в лаборатории………………………………………… Правила техники безопасности………………………………………………… Первая помощь при несчастных случаях……………………………………… Техника лабораторных работ…………………………………………………… Лабораторная работа 1. Приготовление раствора заданной концентрации… Лабораторная работа 2. Скорость химических реакций……………………… Лабораторная работа 3. Химическое равновесие…………………………….. Лабораторная работа 4. Ионное произведение воды. Гидролиз солей……… Лабораторная работа 5. Коллоидные растворы……………………………….. Лабораторная работа 6. Коррозия металлов…………………………………... Лабораторная работа 7. Качественный анализ катионов…………………….. Лабораторная работа 8. Качественный анализ анионов……………………… Лабораторная работа 9. Количественный анализ…………………………….. Библиографический список……………………………………………………..

4 5 5 6 8 11 13 14 16 18 19 22 24 26

ОБЩИЕ ПРАВИЛА РАБОТЫ В ЛАБОРАТОРИИ

Перед каждым лабораторным занятием студент должен изучить соответствующий раздел учебника, конспекта лекций и описание лабораторной работы.

При оформлении отчета по проделанной работе в тетради для лабораторных работ записывают дату, номер, название работы и опыта, краткое описание хода опыта и результаты, полученные при его выполнении, отвечают на поставленные вопросы, делают общий вывод.

При проведении лабораторных работ необходимо соблюдать следующие правила:

1. Без преподавателя или лаборанта и в верхней одежде в лабораторию входить не разрешается. Все личные вещи, не являющиеся необходимыми для выполнения работы, убираются.

2. В химической лаборатории нельзя принимать пищу и хранить продукты.

3. Перед началом проведения опытов проверяется подготовка студентов к работе. Не подготовившиеся студенты к работе не допускаются.

4. При работе в лаборатории должны находиться не менее 2 человек.

5. Запрещается производить в лаборатории какие-либо работы, не связанные непосредственно с выполнением учебных заданий.

6. На рабочих столах и вокруг работающих не должно быть ничего лишнего.

7. При работе в лаборатории следует соблюдать тишину, экономить реактивы, электроэнергию, бережно относиться к оборудованию, мебели, посуде. Запрещается оставлять без присмотра работающие установки, включенные электронагревательные приборы, спиртовки.

8. Запрещается бросать в раковины твердые предметы, бумагу, битое стекло, посуду, железо, цинк и т. д. При выливании в раковину растворов необходимо одновременно открывать водопроводный кран.

9. Необходимые для выполнения работы реактивы ставятся на столах, а некоторые реактивы общего пользования хранятся на специальных полках или в вытяжном шкафу. Реактивы общего пользования, а также реактивы с резким запахом уносить на рабочие места запрещается.

10. Сухие реактивы из ванночек нужно брать чистым шпателем или специальной ложечкой (для каждого реактива своя ложечка).

11. При приливании жидкого реактива склянку следует держать так, чтобы ее этикетка была повернута к ладони, а горловина склянки касалась стенки сосуда, в который приливается реактив. Пробки нужно класть на стол сухим концом.

12. Реактивы нельзя возвращать в исходные склянки, так как при этом загрязняется весь исходный реактив.

13. Токсичные и резко пахнущие вещества нельзя держать открытыми. Менять пробки химических веществ запрещается.

14. Уходя из лаборатории, нужно убрать рабочее место, выключить электрические приборы и тщательно вымыть руки.

15. Лабораторию можно покидать после работы с разрешения дежурных. Дежурные назначаются на каждое занятие. Они следят за порядком, в конце занятия принимают рабочие места у студентов и сдают лаборанту чистую лабораторию.

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

В химической лаборатории студент работает с различными веществами, которые иногда бывают токсичными, поэтому каждый работающий должен выполнять основные правила:

1. Не трогать, не включать и не выключать без разрешения преподавателя рубильники и электрические приборы.

2. Нельзя брать вещества руками и пробовать их на вкус. При определении веществ по запаху склянку следует держать на расстоянии и направлять движением руки воздух от отверстия склян­ки к носу.

3. Опыты с ядовитыми веществами надо проводить в вытяжном шкафу.

4. При приливании реактивов нельзя наклоняться над отверстием сосуда во избежание попадания брызг на лицо и одежду.

5. Нельзя наклоняться над нагреваемой жидкостью, так как ее может выбросить.

6. При нагревании жидкости в пробирке, следует вращать ее в наклонном положении и держать ее отверстием от работающего и от его соседей. Особенно внимательным необходимо быть при нагреве жидкости, содержащей осадок. Во избежание выброса, необходимо пробирку время от времени выводить из зоны нагрева и встряхивать. Нагрев следует начинать с верхней части осадка.

7. При нагревании нельзя передвигать спиртовку. Спиртовку можно зажигать только спичками.

8. Разбавляя концентрированные кислоты, особенно серную, осторожно вливают кислоту в воду.

9. При проведении опытов, в которых может произойти самовозгорание, необходимо иметь под руками песок, войлок.

Первая помощь при несчастных случаях

В лаборатории бывают случаи, требующие неотложной медицин­ской помощи, - порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами. В особо серьезных случаях необходимо не­медленно обратиться к врачу.

Для оказания первой помощи в лаборатории имеется аптечка.

Основные правила первой помощи сводятся к следующему:

1. При ранении стеклом удалите осколки из раны, смажьте края раны раствором йода и перевяжите бинтом.

2. При ожоге рук или лица реактивом смойте реактив большим количеством воды, затем либо разбавленной уксусной кислотой (в случае ожога щелочью), либо раствором соды (в случае ожога кис­лотой), а затем опять водой.

3. При ожоге горячей жидкостью или горячим предметом обож­женное место обработайте раствором перман­ганата калия, смажьте обожженное место мазью от ожога или вазе­лином. Можно присыпать ожог питьевой содой и забинтовать.

4. При химических ожогах глаз обильно промойте глаза водой, а затем обратитесь к врачу.

ТЕХНИКА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Работа с мерной посудой

Мерной называют посуду, приме­няемую для измерения объемов жидкости. К ней относятся ци­линдры, пипетки, бюретки и мерные колбы.

При измерении объемов необходимо, чтобы глаз наблюдателя находился на одной горизонтальной линии с нижним мениском жидкости. Нижний мениск жидкости должен быть на одном уровне с меткой. Исключение составляют непрозрачные или сильно окрашенные жидкости, отсчет объема ведут по верхнему краю мениска.

Цилиндры (рис.1, а) применяют в тех случаях, когда измерение объема жидкости не требует большой точности. Мерные цилинд­ры - стеклянные сосуды с нанесенными на наружной стенке деле­ниями, указывающими объем в миллилитрах. В СИ объем выра­жают в кубических метрах или его кратных долях (см^З, дм^З). Мер­ная посуда градуирована в миллилитрах (мл) или литрах (л) (1 мл соответствует 1см^З; 1 л - 1 дм^З).

Чтобы отмерить нужный объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск не достигнет уровня нужного деления.

Бюретки позволяют точно отмерить любой объем жидкости в пределах ее вместимости. Объемные бюретки (см. рис. 1, в) представляют собой стеклян­ные градуированные трубки, снабженные притертым краном или стеклянным капилляром, присоединенным к бюретке с помощью резиновой трубки. Внутрь резиновой трубки закладывают стеклян­ную бусину, закрывающую выход жидкости из бюретки. Для выте­кания жидкости резиновую трубку оттягивают от бусины. Бюретку заполняют жидкостью через воронку, при этом должен быть запол­нен и стеклянный капилляр. Если в капилляре остается пузырек воздуха, резиновую трубку изгибают так, чтобы кончик капилля­ра был направлен вверх, и вытесняют жидкостью весь воздух. Перед началом работы уровень жидкости в бюретке должен быть установлен на нулевом делении. Для этого наливают жидкость в бюретку на 2—3 см выше нулевого деления, а затем снимают воронку и сливают избыток жидкости. Уровень прозрачных растворов устанавливают по нижнему краю мениска, непрозрачных — по верхнему.

При отсчете по бюретке глаз наблюдателя должен находиться на одной плоскости с уровнем жидкости.

а б в г

Рис. 1. Мерная посуда:

а - мерный цилиндр; б - пипетки; в - бюретка; г – мерная колба

Мерные колбы применяют для приготовления раствора. Они представляют собой плоскодонные сосуды различной вместимости (рис.1, г). На горлышке колбы имеется метка, а на самой колбе указана ее вместимость в миллилитрах при определенной температуре. Для приготовления раствора в колбу наливают немного воды, вносят вещество и растворяют его. После растворения, в мерную колбу доливают дистиллированную воду так, чтобы уровень жидкости был на 0,5-1 см ниже уровня метки. Затем добавляют воду по каплям (с помощью капельниц), доводя уровень жидкости до метки. Далее, закрыв колбу пробкой, тщательно перемешивают раствор, переворачивая колбу вверх дном так, чтобы пузырь воздуха проходил через весь раствор, а при возвращении колбы в исходное положение касался пробки (при этом пробку следует придерживать большим пальцем).

Следует помнить, что при всех измерениях объемов жидкостей пипетку, бюретку, цилиндр, колбу нужно держать вертикально, а отсчеты вести по нижнему краю вогнутой поверхности мениска.

Для того чтобы измерение объемов было правильным, мерная посуда должна быть идеально чистой. Критерием ее чистоты служит стекание жидкости по внутренним стенкам сосуда без появления капель на них. Чтобы добиться такой чистоты, посуду обрабатывают хромовой смесью, при этом в мерную колбу и бюретку хромовую смесь наливают из стаканчика, а пипетку заполняют с помощью резиновой груши. После сливания хромовой смеси обратно в фарфоровый стакан (не в раковину!) посуду тщательно промывают водопроводной водой от остатков смеси и несколько раз ополаскивают дистиллированной водой.

Лабораторная работа 1.

Приготовление раствора заданной концентрации

Номер варианта	3адание
1	Приготовить 250 мл 1м раствора NаCI. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его нормальность и процентную концентрацию
2	Приготовить 250 мл 1н раствора Nа2CО3. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его молярность и процентную концентрацию
3	Приготовить 250 мл 0,35м раствора NаCI. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его нормальность и процентную концентрацию
4	Приготовить 250 мл 0,6м раствора Nа2CО3. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его нормальность и процентную концентрацию
5	Приготовить 250 мл 1,064 н раствора NаCI. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его молярную и процентную концентрацию
6	Приготовить 250 мл 0,11 м раствора Nа2CО3. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его нормальность и процентную концентрацию
7	Приготовить 200 г 16 % раствора NaCI. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его молярность и нормальность.
8	Приготовить 200 г 10 % раствора Nа2CО3. Определить плотность полученного раствора. Вычислить его молярность и нормальность

Работу выполнять в следующей последовательности:

1. Получите у преподавателя задание.

2. Рассчитайте необходимое количество соли для приготовления раствора заданной концентрации.

3. Взвесьте в предварительно взвешенном стаканчике рассчитанное количество соли на технохимических весах с точностью до 0,01 г.

4. Аккуратно перенесите навеску соли через воронку в мерную колбу на 250 мл. В мерную колбу вставьте воронку и перенесите в нее соль. Небольшим количеством дистиллированной воды смойте соль со стекла в воронку и промойте воронку, наполнив колбу на 2/3 объема водой. Перемешайте содер­жимое круговыми движениями колбы до полного растворения кристаллов. Долейте в колбу воды до метки по нижнему краю мениска (последние порции воды вливайте по каплям). Закрыв колбу пробкой, перемешайте раствор, переворачивая несколько раз колбу вверх дном.

5. Определите ареометром плотность приготовленного раствора.

6. В соответствии с заданием определите процентную и нормальную (либо молярную) концентрации раствора

7. Определите относительную и абсолютную ошибки, используя табличное значение плотности раствора по формулам:

Δабс = | ρ_ист – ρ_эксп |

Е, % = Δабс / ρ_ист * 100