Лабораторна робота № 3 добування карбон (іv) оксиду і вивчення його властивостей. Взаємоперетворення карбонатів та гідрогенкарбонатів.

Мета роботи: засвоїти лабораторний метод отримання вуглекислого газу та на дослідах вивчити його властивості, а також вивчити властивості карбонатів і гідрогенкарбонатів.

В результаті виконання роботи учні повинні:

• знати будову всіх атомів підгрупи карбону і особливості ступенів окиснення та валентності елементів цієї підгрупи; властивості оксидів, гідроксидів, солей та якісні реакції на карбонат-іон.

• вміти складати формули сполук за ступенем окиснення, записувати рівняння реакцій, властивих елементам підгрупи карбону та їх сполук; складати в молекулярній та іонній формах рівняння реакцій обміну, електронний баланс для ОВР, визначати окисник та відновник, робити простий хімічний експеримент для отримання вуглекислого газу.

Прилади та реактиви: штатив з пробірками, пальник, тріска, мармур (крейда), вапняна вода, хлоридна кислота, розчин натрій(І) гідроксиду, натрій(І) карбонат, натрі(І) гідрогенкарбонат, лакмус.

Завдання:

1. Отримати карбон (IV) оксид лабораторним методом.

2. Вивчити кислотні властивості карбон (IV) оксиду.

3. Порівняти властивості карбонатів і гідрогенкарбонатів.

4. Провести якісну реакцію на карбонат-іон.

Попередні вказівки:

Карбон(IV) оксид СО₂ – безбарвний, негорючий газ із слабким кислуватим запахом і смаком, не підтримує горіння і дихання. Малі кількості вуглекислого газу не шкідливі для людського організму і навіть необхідні для збудження дихального центру нервової системи. Проте великі кількості СО₂ небезпечні для людського організму: вже за наявності 7% СО₂ у повітрі людина знепритомніє. Під час взаємодії СО₂ з водою утворюється слабка й нестійка двохосновна кислота Н₂СО₃ . Солі карбонатної кислоти – карбонати – мало розчинні у воді, за винятком карбонатів лужних металів та амонію. У разі взаємодії СО₂ з лугами утворюються два типи солей: карбонати (середні солі) та гідрогенкарбонати (кислі солі).

Хід виконання роботи

Завдання 1. Отримання карбон(IV) оксиду.

Взяти дві пробірки. В першу пробірку додати дистильованої води та 2-3 краплі лакмусу. В другу пробірку покласти шматочки мармуру (крейди), прилити хлоридної кислоти, закрити пробірку пробкою з газовідвідною трубкою. Трубку занурити в першу пробірку з водою та лакмусом. Записати та пояснити спостереження.

Завдання 2. Вивчення кислотних властивостей карбон(IV) оксиду.

В пробірку покласти шматочки мармуру, прилити 4-5 крапель хлоридної кислоти, закрити газовідвідною трубкою. Трубку занурити в пробірку з вапняною водою, в яку налити 2-3 краплі лакмусу. Пропустити через вапняну воду газ, що виділяється. Відмітити колір розчину вапняної води до та після пропускання через неї газу.

Завдання 3. Порівняння властивостей карбонатів і гідрогенкарбонатів.

1) В пробірку насипати (щоб ледь було покрите дно) натрій(І) карбонат. Долити 3-4 краплі хлоридної кислоти. Внести в пробірку запалену тріску. Який газ виділяється під дією хлоридної кислоти на карбонати? Записати та пояснити спостереження.

2) В пробірку налити вапняну воду та пропустити крізь цю воду СО₂ до появи білого осаду, потім до повного його зникнення. Отриманий прозорий розчин розділити на дві частини. До одної з них додати кілька крапель вапняної води, другу нагріти до кипіння. Відмітити утворення білого осаду. Записати та пояснити спостереження.

3) В пробірку насипати натрій(І) гідрогенкарбонату, додати хлоридної кислоти. Закрити газовідвідною трубкою. Газ, що виділяється, випробувати тліючою тріскою. Записати спостереження.

Завдання 4. Якісна реакція на карбонат-іон.

На шматочок крейди капнути 2-3 краплі хлоридної кислоти. Спостереження записати.

Контрольні запитання:

1. Як в лабораторії отримати CO₂ та довести, що отриманий газ – вуглекислий?

2. Чому змінюється колір вапняної води після пропускання через неї CO₂?

3. Чому зникає білий осад після? (при надлишку вуглекислого газу)

4. Яку формулу має карбонатна кислота?

5. Карбонатна кислота відноситься до слабких чи до сильних кислот?

6. Яка реакція є якісною на карбонат–іон?

7. Як діє нагрівання на солі карбонатної кислоти?

8. В чому сутність явища адсорбції?

9. Як і чому змінюється колір лакмусового папірця при нанесенні на нього краплі розчину карбонату натрію?

10. Яка властивість карбонатної кислоти є головною?

12. Які властивості має карбон(IV) оксид?

13. Чому змінюється колір лакмусу після взаємодії води з карбон(IV) оксидом?

Матеріали до звіту:

1. Оформити титульний лист.

2. Написати рівняння реакцій:

до завдання 1: - ступінчатої дисоціації карбонатної кислоти,

- взаємодія кальцій(ІІ) карбонату та хлоридної кислоти;

до завдання 2: взаємодія вуглекислого газу з кальцій(ІІ) гідроксидом.

до завдання 3: 1) взаємодія натрій(І) карбонату з хлоридною кислотою (в молекулярній та іонній формах);

2) - взаємодія кальцій(ІІ) карбонату, карбон(ІV) оксиду та води;

- термічне розкладання кальцій(ІІ) гідрогенкарбонату;

3) взаємодія натрій(І) гідрогенкарбонату та хлоридної кислоти (в молекулярній та іонній формах).

3. Записати спостереження і зробити висновки.

Література:

1. Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія – К.; Ірпінь: „Перун”, 1998. с.285-289.

2. Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія, 10кл. – К.; Ірпінь: „Перун”, 2000. с.81-86.

3. Астахов А.И.. Касьяненко А.И. Химия – К.: ВШ, 1988. с.99-100.

4. Ярошенко О.Г. Хімія: Підручник для 10 кл. – К.: Грамота, 2010. с. 95-101.