КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ХИМИИ

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ

Лабораторная работа № 8

Тема работы: Измерение рН растворов Цель работы: Освоить на практике методы определения рН растворов.

Приборы и реактивы: Химическая посуда (штативы с пробирками, пипетки), набор индикаторов, реактивы с различными кислотно-основными характеристиками, прибор Михаэлиса для колориметрического определения рН.

Ход работы

Опыт 1. Окраска индикаторов в различных средах.

Налейте в шесть пробирок по 2 – 3 мл дистиллированной воды и добавьте в две из них раствор нейтрального лакмуса, в две другие – метилового оранжевого, в последние две – фенолфталеина (по 1 – 2 капли).

Запишите окраску индикаторов в нейтральной среде.

Добавьте в три пробирки по нескольку капель раствора щелочи, а в другие три – по нескольку капель раствора соляной кислоты. Отметьте окраску индикаторов.

Опыт 2. Определение рН с помощью универсального индикатора.

Втри пробирки налейте 0,1н растворы по 2 мл соляной кислоты, аммиака

идистиллированной воды.

К испытуемым растворам прибавьте 1 – 2 капли универсального индикатора и сравните полученную окраску с окраской эталонных растворов.

Опыт 3. Точное определение рН.

Отмерить пипеткой в пробирку 0,6 мл исследуемого раствора, добавить 0,1 мл выбранного индикатора и сравнить полученную окраску со шкалой выбранного индикатора в приборе Михаэлиса.

Индикатор выбирается исходя из приблизительного значения рН растворов установленных в опыте 2.

Указания к составлению отчета

Опыт 1. Результаты опыта оформите в виде таблицы:

Опыт 2. Результаты опыта оформите в виде таблицы:

18

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Опыт 3. Результаты опыта оформите в таблице:

19

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Лабораторная работа № 8 Тема работы: Гидролиз солей

Цель работы: Разобрать на практических примерах условия протекания гидролиза.

Приборы и реактивы: Химическая посуда (штативы с пробирками, пипетки), индикаторы, спиртовка, NaNO3(кр), ZnCl2 (кр), Na2CO3 (кр), растворы BiCl3(конц), Al2(SO4)3, CH3COONa, кусочки Zn, вода дистиллированная, 1н раствор ZnCl2.

Ход работы

Опыт 1. Гидролиз солей.

В четыре пробирки налейте по 1 мл воды и добавьте 1 – 2 капли фиолетового раствора лакмуса. В первую пробирку внесите 1 – 2 кристалла карбоната натрия Na2CO3. Во вторую – хлорида цинка ZnCl2. В третью поместите 1 – 2 кристаллика нитрата натрия NaNO3. Четвертая пробирка – образец сравнения.

Пронаблюдайте изменение окраски индикатора. Объясните, какие из солей подверглись гидролизу.

Опыт 2. Взаимное усиление гидролиза соли слабого основания солью слабой кислоты.

Внесите в пробирку 5 – 6 капель раствора Al2(SO4)3. Прибавьте такой же объем раствора карбоната натрия. Пронаблюдайте образование осадка гидроксида алюминия, что является результатом смещения равновесий гидролиза обеих солей.

Раствор сульфата алюминия:

Al3+ + H2O ↔ AlOH2+ + H+

Раствор карбоната натрия:

CO32- + H2O ↔ HCO3- + OH-

При сливании растворов:

H+ + HCO3- ↔ H2CO3

H2O CO2

OH- + AlOH2+ ↔ Al(OH)2+

Al(OH)2+ + OH- ↔ Al(OH)3 ↓

Опыт 3. Влияние температуры на гидролиз.

Поместите в пробирку 1 мл раствора ацетата натрия и добавьте 1 – 2 капли фенолфталеина. Заметьте интенсивность окраски. Нагрейте пробирку до кипения. Как изменяется интенсивность окраски. Объясните полученный результат.

Опыт 4. Растворение металлов в продуктах гидролиза их солей.

Налейте в пробирку 1 – 2 мл раствора хлорида цинка. Поместите в раствор кусочек цинка. Нагрейте пробирку. Объясните выделение водорода и составьте уравнения реакций.

Опыт 5. Смещение равновесия гидролиза.

20

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Налейте в пробирку 1 мл концентрированного раствора хлорида висмута. Постепенно по каплям прибавляйте к раствору воду. Выпадает осадок гидроксохлорида висмута.

Прибавьте к осадку соляную кислоту (по каплям). Пронаблюдайте растворение осадка.

При повторном разбавлении водой осадок выпадает снова. И так же растворяется при подкислении раствора соляной кислотой.

Указания к составлению отчета

Опыт 1.

Результаты опыта оформите в виде таблицы:

Вывод:

Опыт 3.

Результаты опыта оформите в таблице:

Вывод:

Опыт 3.

Запишите уравнение реакции гидролиза ацетата натрия. Сформулируйте вывод о влиянии температуры на гидролиз.

Опыт 4.

Составьте уравнения реакций гидролиза используемой соли и растворения металла.

Опыт 5.

Составьте уравнение реакции гидролиза хлорида висмута. Сформулируйте вывод о возможности смещении равновесия гидролиза согласно принципу ЛеШателье.

21

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Тема занятия: Периодический закон и периодическая система элементов

Цель работы: Научиться определять химические свойства элементов исходя из их положения в периодической системе элементов.

Задание для подготовки к занятию: Повторить лекционный материал по данной теме.

Вопросы к семинару

1.История открытия периодического закон элементов.

2.Значение периодического закона для развития химической науки.

3.Как изменяются кислотно-основные свойства элементов и их электроотрицательность в таблице Менделеева?

4.Объясните изменение свойств элементов, в периодах исходя из строения атомов элементов.

5.Объясните изменение свойств элементов, в группах исходя из строения атомов элементов.

6.Объясните совпадение значений валентностей элементов главных подгрупп с номером группы.

7.Чем объясняются окислительные свойства одних элементов и восстановительные свойства других? Поясните на примерах.

8.Как изменяется энергия ионизации и сродство к электрону в периодах слева направо?

Тема занятия: Химическая связь Цель работы: Закрепить полученные на лекциях знания о природе и

типах химической связи. Научиться определять тип химической связи в соединениях и физико-химические свойства веществ, определяемые типом связей между атомами.

Задание для подготовки к занятию: Повторить строение атома,

периодический закон и периодическую систему Д.И. Менделеева. Проработать лекционный материал по типам химической связи.

Вопросы к семинару

1.Охарактеризуйте образование химической связи как форму выигрыша энергии.

2.Дайте характеристику распределения электронной плотности и изменение энергии при сближении атомов водорода с антипараллельными и параллельными спинами.

3.Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.

4.Свойства ковалентной связи.

5.Объясните на примере водородных соединений бора, углерода и азота, что ковалентность элементов определяется положением элемента в периоде.

6.Какова форма электронных облаков s, p, d и f–электронов.

7.Охарактеризуйте геометрическую конфигурацию молекул (длина связи, валентный угол).

8.Объясните механизм образования σ и π-связей.

9.Что называют гибридизацией атомных орбиталей? Приведите примеры sp, sp2 и sp3-гибридизации.

22

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

10.Охарактеризуйте тип ионной связи. Приведите примеры соединений с ионной связью.

11.Какой тип химической связи характерен для металлов.

12.Что называют водородной связью?

23

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Лабораторная работа № 10 Тема работы: Окислительно-восстановительные реакции.

Цель работы: Разобрать на практических примерах условия протекания и направление окислительно-восстановительных реакций.

Приборы и реактивы: Химическая посуда (штативы с пробирками, пипетки), индикаторы, спиртовка, NaNO3(кр), ZnCl2 (кр), Na2CO3 (кр), растворы BiCl3(конц), Al2(SO4)3, CH3COONa, кусочки Zn, вода дистиллированная, 1н

ZnCl2.

Ход работы

Опыт 1. Окисление железа ионами меди (II).

В пробирку налейте 1/3 объема раствора медного купороса (CuSO4) и поместите тщательно очищенный железный гвоздь. Пронаблюдайте восстановление металлической меди. Составьте электронно-ионные уравнения процессов окисления и восстановления и уравнение реакции.

Опыт 2. Окисление йодид-ионов ионами железа (III).

Внесите в пробирку 5 – 6 капель раствора хлорида железа (III) и прибавьте 1 каплю раствора KI или NaI. Разбавьте содержимое пробирки дистиллированной водой до слабо-желтого цвета.

Добавьте к смеси 1 – 2 капли раствора крахмала. Появление синей окраски

свидетельствует о наличии в пробирке свободного йода (I2): Fe3+ + 2 I- = Fe2+ + I2

Составьте электронно-ионные уравнения процессов окисления и восстановления и уравнение реакции.

Опыт 3. Окисление гидроксида железа (II) перекисью водорода.

Налейте в пробирку 3 – 4 мл свежеприготовленного раствора железного купороса и прибавьте 1 – 2 мл раствора щелочи. Заметьте цвет осадка. Когда осадок гидроксида железа(II) осядет на дно, осторожно слейте надосадочную жидкость.

Прибавьте к осадку 1 – 2 капли раствора перекиси водорода. Пронаблюдайте изменение цвета осадка:

Н2О2 + 2 Fe(OH)2 = 2 Fe(OH)3

Составьте электронно-ионные уравнения процессов окисления и восстановления и уравнение реакции.

Опыт 4. Влияние среды на окисление-восстановление.

Втри пробирки налейте по 1 мл раствора KMnO4.

Впервую пробирку прибавьте 1 мл H2SO4 (кислая среда). Во вторую – NaOH (щелочная среда).

Втретью – 1мл дистиллированной воды (нейтральная среда).

Добавьте в каждую из пробирок по 1 мл сульфита натрия (Na2SO3). Пронаблюдайте изменения в пробирках. Составьте уравнения реакций ионноэлектронным методом.

Опыт 5. Окислительно-восстановительные реакции с участием атома одного и того же элемента, но в разных степенях окисления.

24

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Поместите в пробирку 2 – 3 кристалла KClO3 и прилейте несколько капель концентрированной HCl. Пронаблюдайте аналитический эффект.

Указания к составлению отчета

Опыт 1, 2, 3.

Результаты опытов оформите в виде таблицы:

Опыт 4.

Результаты опыта занесите в таблицу:

Опыт 5. Результаты опыта оформите в виде таблицы:

25

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ЭЛЕКТРОХИМИЯ. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Лабораторная работа № 14 Тема работы: Электрохимия. Коррозия металлов.

Цель работы: Изучить механизм возникновения двойного электрического слоя и принцип работы гальванических элементов. Устройство стандартного водородного электрода. Изучить анодные и катодные процессы, протекающие при электролизе растворов и расплавов электролитов. Изучить сущность разрушения металлов, химизм коррозии и методы защиты металлов.

Приборы и реактивы: Химическая посуда (штативы с пробирками, пипетки), металлический цинк, алюминий, (CH3COO)2Pb, CuSO4, H2SO4, NaCl, K3[Fe(CN6)], железные гвозди, оцинкованное и луженое железо, фенолфталеин, стальная пластинка.

Ход работы

Опыт 1. Вытеснение свинца цинком из раствора соли свинца.

Обвяжите ниткой кусочек цинка, прикрепив его к лучинке. Опустите цинк в раствор ацетата свинца. Оставьте раствор стоять спокойно и пронаблюдайте происходящие изменения.

Опыт 2. Вытеснение ртути медью из раствора соли ртути.

Поместите в фарфоровую чашечку с раствором соли ртути (II) какой нибудь медный предмет (кусочек проволоки, монету и т.п.). Через 1 – 2 минуты выньте медный предмет щипцами и промойте под краном. Запишите наблюдаемые изменения и уравнение реакции.

Опыт 3. Действие ионов, активирующих коррозию.

Поместите в две пробирки по кусочку алюминиевой проволоки и прилейте

кним раствор сульфата меди, слегка подкисленный серной кислотой.

Водну из пробирок добавьте несколько капель раствора хлорида натрия. В каком случае реакция протекает быстрее?

Опыт 4. Коррозия в результате различного доступа кислорода.

Очистите стальную пластинку, промойте и вытрите досуха фильтровальной бумагой.

Нанесите на чистую поверхность каплю специального реактива (3% NaCl,

K3[Fe(CN)6], фенолфталеин). Наблюдайте появление синего окрашивания в центре капли и розового по ее окружности. Данный эффект вызван тем, что около краев капли, куда кислороду воздуха легче проникнуть, возникают катодные участки. А в центре капли, где толщина жидкости больше и кислороду проникать труднее возникает анодный участок.

Составьте схему действия гальванопары. K3[Fe(CN)6] добавлен как реактив на ионы железа (III).

Опыт 5. Влияние электролитов на коррозию металлов.

а) в три пробирки налить, в одну – 10 % раствор хлорида натрия. В другую

– 10% раствор кислоты, в третью – дистиллированную воду. Во все пробирки одновременно опустить по одному хорошо очищенному и обезжиренному

гвоздику. Через 15 минут в каждую пробирку налить по нескольку капель 2%

раствора феррицианида калия. Ионы [Fe(CN6)]3- являются реактивом на ионы Fe2+, давая с ними синий осадок.

26

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

3 Fe2+ + 2 [Fe(CN6)]3- = Fe3[Fe(CN6)]2

синий осадок

Отметить изменение окраски растворов. В каком случае посинение наибольшее? В какой пробирке посинения нет? О чем говорят наблюдаемые явления? Объяснить роль ионов взятых электролитов в коррозии железа.

Опыт 6. Анодное и катодное покрытия.

В две пробирки с раствором поваренной соли, к которому прибавлено несколько капель феррицианида калия K3[Fe(CN6)] опустить полоски оцинкованного и луженого железа, предварительно сделав на их поверхности в отдельных местах глубокие царапины ножом.

Что наблюдается? Какой образец скорее подвергается коррозии? На основании каких изменений можно ответить на поставленный вопрос?

Составить схемы анодного и катодного процессов для луженого и оцинкованного железа. Сделать заключение о надежности анодного и катодного покрытий.

Указания к составлению отчета

Опыт 1. Составьте молекулярное и ионное уравнение реакции. Результаты опытов оформите в виде таблицы:

Вывод:

Опыт 2. Составьте молекулярное и ионное уравнение реакции. Результаты опытов оформите в виде таблицы:

Вывод:

Опыт 3, 4, 5, 6. Объясниет результат опыта и составьте схему действия образовавшихся гальванопар. Результаты опытов оформите в виде таблицы:

27