90

KClO + H2O + CO2 → KHCO3 + HClO.

Механізм окислюючої та дезинфікуючої дії хлорнуватистої кислоти і її солей пояснюють наявністю хлору у ступені окислення +1, що проявляє себе в цих процесах як активний окислювач:

С1++e-→ Сl; С1++ 2 e-→ С1-.

Гіпохлорити – дуже сильні окислювачі.

При пропусканні хлору в розчин лугу, нагрітий до 100°С, процес (б) відбувається інакше – з утворенням хлоратів (солей хлорнуватої кислоти HClO3):

або

3Cl2 + 6OH- → 5Cl- +СlO3- +3H2O

При нагріванні до 400°С в присутності каталізатора із хлоратів утворюються перхлорати (солі хлорної кислоти):

4KClO3 → 3KClO4 + KCl (г)

Таким чином, солі кисневих кислот хлору отримують шляхом взаємодії галогенів із лугом. Це загальний спосіб їх отримання. При цьому, як видно з рівнянь (б), (в), (г), якщо хлорити одержують при кімнатній температурі, то при нагріванні до 100°С – хлорати і принагріваннідо400°С– перхлорати.

Реакції (а), (б), (в), (г) – окислювально-відновлювальні. Це реакції диспропорціонування, вонихарактернідлягалогенів.

Усі кисневі сполуки галогенів є окислювачами. Із збільшенням ступеня окислення галогена зростає сила кисневих кислот, але зменшується їхня окислювальна здатність.

8.8.Експериментальначастина

8.8.1.Одержанняортоборноїкислотиізбури

До пробірки з 5-6 краплями гарячого насиченого розчину бури внести 2-3 краплі концентрованої сірчаної кислоти H2SО4. Відзначте швидке випадіння кристалів ортоборної кислоти. Складіть у молекулярній та іонній формі рівняння реакції отримання ортоборної кислоти. Сіллю якої кислоти є бура ?

8.8.2. Гідроліз бури

До 5-6 крапель розчину бури додайте 2-3 краплі нейтрального розчину лакмуса. Що відбувається ? Складіть рівняння гідролізу бури.

8.8.3. Якісний аналіз бору

Чутлива реакція на бор грунтується на здатності його сполук забарвлювати полум’я в зелений колір. 1-2 крупинки бури помістити в тигель, додати декілька крапель метилового чи етилового спирту, суміш перемішати скляною паличкою і

91

запалити. Відзначте зелений колір полум’я – воно забарвлюється утвореними при реакції леткими ефірами борної кислоти зі спиртом – типу B(OC2H5)3.

8.8.4. Дія лугів і кислот на алюміній (під тягою)

Покладіть у три пробірки трохи алюмінієвих стружок і додайте в першу – 30%-ний розчин NаОН, у другу – розведену HCl, у третю – концентровану HNO3 (по 2-3 мл у кожному випадку).

Поясніть механізм реакції алюмінію з лугом, різне ставлення до соляної і азотної кислот. Напишіть рівняння реакцій.

2NaOH + 2H2O + 2Al → 2NaAlO2 + 3H2

3 2H+ + 2e- → H2o

2 Alo - 3e- → Al3+

іонне рівняння:

2OH- + 2H2O + 2Al → 2AlO2- + 3H2.

У цій реакції алюміній витісняє Н2 з води, оскільки утворений гідроксид алюмінію розчиняється в лузі. В концентрованій холодній HNO3 не розчиняється – він пасивується. В HCl алюміній розчиняється з витісненням.

8.8.5. Амфотерністьгідроксидуалюмінію

Одержіть гідроксид алюмінію і переконайтеся в його амфотерності. Напишітьрівнянняреакціїутворенняалюмінатунатрію:

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

8.8.6.Гідролізсолейалюмінію

Учотири пробірки налийте по 2 мл дистильованої води і додайте до кожної по 5-6 крапель нейтрального розчину лакмуса. У три пробірки введіть по 2-3

кристалики солі алюмінію: в першу хлорид AlCl3 6Н20, у другу – сульфат A12(SO4)3 18H20 і в третю – нітрат Al(NO3)3 9Н2O. Четверта пробірка слугує для порівняння забарвлень. Як змінилося забарвлення лакмуса при розчиненні у воді солей алюмінію? Напишіть іонне рівняння реакції гідролізу солі алюмінію.

8.8.7. Виконайтеякіснуреакціюнаалюміній

Чутлива реакція на алюміній основана на здатності Al(OH)3 утворювати адсорбційну сполуку з барвником, наприклад, з алізарином, яскравого забарвлення.

Для досліду на фільтрувальний папір нанесіть краплю досліджуваного розчину, дайте їй всотатися і потім протягом 1-2 хв. тримайте папір над склянкою з концентрованим аміаком. Утворений на папері осад Аl(OH)3 обробіть по периферії краплею розчину алізарину і знову потримайте над аміаком. Під його дією алізарин забарвлюється у фіолетовий колір, тому забарвлення сполуки не видно. Щоб зробити його непомітним, підсушіть папір над

92

полум’ям. Тепер на тлі алізарину забарвлення алізаринового лаку видно добре. Одночасно за тією ж методикою корисно проводити контрольний дослід із фільтрувальним папером, на який замість краплі розчину солі Аl3+ нанесена крапля дистильованої води.

8.8.8. Відновлювальні властивості вугілля

До тугоплавкої циліндричної пробірки внести близько 0,5 г оксиду міді (II) та 0,1 г подрібненого в порошок деревного вугілля, ретельно перемішати скляною паличкою. Пробірку горизонтально закріпити в лапці штативу. Потім всю пробірку прогріти полум’ям пальника, а суміш сильно прогріти. Спостерігати за кольоромсуміші. Прогріванняприпинити, коливміст пробіркизмінитьчорнийколірна червоний– колірметалічноїміді. Написатирівнянняреакції.

8.8.9.Гідроліз солей вугільної кислоти

Удві конічні пробірки налити по 8-10 крапель розчинів солей: в одну

Nа2СO3, у другу – NаНСО3. До кожної пробірки внести по 1-2 краплі спиртового розчину фенолфталеїну. Пояснити, чому забарвлення розчинів різне? Написати рівняння реакцій гідролізу карбонату і гідрокарбонату натрію.

8.8.10.Одержання і властивості кремнію

Уфарфоровій ступці змішати 0,5 г тонкоподрібненого кварцового піску з 0,75 г порошкоподібного магнію. Суміш висипати в циліндричну пробірку, закріплену в лапці штативу над листом азбесту. Прогріти пробірку по всій довжині, а потім сильно нагріти її дно. Коли суміш сильно нагріється внаслідок реакції, нагрівання припинити, а пробірці дати охолонути.

Розбивши пробірку, перенести продуктрозжарюванняневеликимипорціями до мікросклянки, наполовину наповненої розведеною (1:1) соляною кислотою. Який газ виділяється? Чим пояснюються спалахи, що спостерігаються біля поверхні рідині? Поясніть утворення білого диму.

На дні мікросклянки осідає кремній у вигляді бурого порошка. Відфільтрувати осад кремнію і промити його на фільтрі дистильованою водою. Взяти мікрошпателем невелику кількість одержаного кремнію, перенести в конічну пробірку і додати туди 6-8 крапель 2%-ного розчину гідроксиду натрію. Який газ виділяється? Написати рівняння реакції. Випробувати відношення кремнію до кислот.

8.8.11.Одержання і властивості аміаку

Зважити по 0,5 г хлориду амонію та гідроксиду кальцію (гашеного вапна), помістити їх у циліндричну пробірку і перемішати скляною паличкою. Закрити пробірку пробкою з газовідвідною трубкою. Рівномірно нагрівати пробірку газовим пальником по всій довжині. Випробувати газ, що виділяється, на запах (як ?). Написати рівняння реакції.

93

Виділений аміак зібрати в суху пробірку, перекинути догори дном, закрити отвір пробірки пальцемізануритивчашкузводою, кудипопередньододати2 краплірозчину фенолфталеїну. Знятипалець під водою. Щоспостерігається? Написати рівнянняреакції взаємодії аміаку з водою.

Піднесіть до газової трубки скляну паличку, змочену в концентрованій соляній кислоті. Пояснити утворення білого нальоту. Зібрати білий наліт зі скляної палички в конічну пробірку, додати 2-3 краплі розчину лугу. Відзначити запах розчину. Спостерігати зміну кольору вологого червоного лакмусового папірця, піднесеного до отвору пробірки. Як можна виявити іон амонію?

8.8.12. Одержання і властивості кальцієвих солей ортофосфорної кислоти

Налити в одну конічну пробірку 3 краплі розчину хлориду кальцію, в другу – 3 краплі розчину хлориду кальцію і 3 краплі розчину аміаку, в третю, як і в першу, – 3 краплі розчину хлориду кальцію. Потім у дві перші пробірки додати по 3 краплі розчину Na2HPO4, а в третю – 3 краплі розчину NаН2РО4. Що утворюється в кожній пробірці ? Написати рівняння реакцій.

Відцентрифугувати осади і випробувати їх на розчинність в оцтовій кислоті. Написати рівняння реакцій.

8.8.13.Взаємодіятіосульфатунатріюз хлором, бромом та йодом

Удві конічні пробірки налити по 4-5 крапель розчину тіосульфату натрію. До першої додати по краплях хлорну воду до появи осаду сірки, в другу – бромну воду також до появи осаду сірки. До третьої пробірки налити 4-5 крапель йодної води і по краплях додавати розчин тіосульфату до знебарвлення йоду.

Написати іонні рівняння реакцій взаємодії тіосульфату натрію з хлором, бромомійодом.

8.8.14. Одержання кисню і вплив каталізатора на швидкість розкладу KСlO3

Насипте в суху пробірку близько 0,5 г хлорату калію KСlO3. Пробірку закріпіть на штативі вертикально. Нагрійте її до початку плавлення солі. Час від часу вносьте у пробірку тліючу скіпку, переконуючись в тому, що кисень не виділяється або виділяється дуже слабо. Стежте за тим, щоб скіпка не торкнулася поверхні KСlO3. Коли сіль почне плавитися, припиніть нагрівання і тут же всипте у пробірку з кінчика шпателя трохи оксиду марганцю (ІV). Водночас із цим піднесіть до отвору пробірки тліючу скіпку. Що спостерігаєте? Складіть рівнянняреакції.

8.8.15. Одержаннякиснюприрозкладіперманганатукалію

Помістіть до пробірки близько 0,5 г перманганату калію КMnO4. Закріпіть пробірку у штативі вертикально, підігрійте полум’ям пальника. Внесіть у пробірку тліючу скіпку і переконайтеся у виділеннікисню. Післязакінченнядослідута