1. Глинка н.Л. Общая химия. - м.: Интеграл-Пресс, 2003. – с.663-668. 2. Ахметов н.С. Общая и неорганическая химия. – м.: Высшая школа,
2001. – С. 618-621.
3. Коровин Н.В. Курс общей химии. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 371-377.
55
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
ГАЛОГЕНЫ
СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
К галогенам относятся элементы главной подгруппы седьмой группы периодической системы. Соединения, в которых галогены проявляют отри-цательную степень окисления, являются более прочными, чем соединения, в которых они проявляют положительную степень окисления. Обладая боль-шим сродством к электрону, все галогены в свободном состоянии являются сильными окислителями, вследствие чего они весьма энергично реагируют с металлами, а также с различными сложными веществами, способными окис-ляться, например
2 Fe Cl2 + Cl2 = 2FeCl3, H2S + J2 = 2HJ + S¯.
Окислительная активность галогенов уменьшается с увеличением ра-диуса атома. Этим объясняется вытеснение одних галогенов другими из со-единений, например, хлор вытесняет бром и йод.
В зависимости от порядкового номера меняется и агрегатное состояние свободных галогенов. При обыкновенной температуре фтор почти бесцвет-ный газ, хлор – желтовато-зеленый газ, бром – красно-бурая жидкость, йод -твердое, кристаллическое вещество черного цвета. Растворимость галогенов в воде сравнительно мала. Значительно лучше, чем в воде галогены раство-ряются в органических растворителях – спирте, эфире, бензине.
Различные способы получения галогенов в свободном состоянии сво-дятся к окислению их отрицательно заряженных ионов. Чем больше поряд-ковый номер галогенов, тем легче окисляется его ион, тем легче получить данный галоген в свободном состоянии.
Соединения галогенов с водородом – галогеноводородные бесцветные газы с резким запахом, хорошо растворимые в воде. Водные галогеноводо-родные соединения являются типичными кислотами. С кислородом галогены непосредственно не соединяются, поэтому могут быть получены только кос-венным путем. Они представляют собой сравнительно малоустойчивые ве-щества. Все кислородосодержащие соединения хлора являются сильными окислителями. При пропускании хлора через воду происходит его гидролиз и получается раствор, содержащий наряду с хлором хлорноватистую и соля-ную кислоты
Cl2 + H2O « HСlO + HCl.
56
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. Получение хлора (проводится под тягой!)
В пробирку поместите 1–2 г KMnO4 и прибавьте 3–4 мл 10-ти процент-ного раствора соляной кислоты.
Осторожно исследуйте запах выделяющего хлора (сильно не вдыхать!). Обратите внимание на его цвет.
Напишите уравнения реакции, учитывая, что Mn+7 переходит в Mn+2. Указать окислитель и восстановитель.
2. Окислительные свойства хлора
а) налейте в одну пробирку 2-3 мл раствора бромистого калия, в дру-гую 2-3 мл раствора йодистого калия и в каждую по 0,3-0,5 мл бензина. Встряхните. Обратите внимание на цвет бензинового слоя. Добавьте в каж-дую пробирку немного хлорной воды и вновь взболтать. Наблюдайте изме-нение цвета бензинового слоя. В чем лучше – в воде или в бензине – раство-ряются йод и бром? Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции вытеснения хлором брома и йода из их солей.
б) налейте в пробирку 2-3 мл бромной воды, прибавьте 3-4 капли серо-водородной воды (H2S) и сильно взболтайте. Наблюдайте образование сво-бодной серы. Напишите уравнение реакции.
3. Реакции ионов Cl–, Br–, J–
В три пробирки налейте по 2-3 мл: в одну – раствор хлористого натрия, в другую – раствор бромистого натрия и в третью – раствор йодистого на-трия. В каждую пробирку добавьте несколько капель раствора азотнокислого серебра. Что наблюдается? Укажите цвета осадков. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.
4. Окислительные свойства концентрированной соляной кислоты
В пробирку поместите кусочек железа, прилейте 1-2 мл концентриро-ванной соляной кислоты, нагрейте до начала течения реакции. Какой газ вы-деляется из пробирки?
К содержимому пробирки (предварительно охладив), прилейте 0,5 мл раствора феррацианида калия K3[Fe(CN)6] и слегка встряхните. Появление синей окраски указывает на присутствие ионов двухвалентного железа. Урав-нение реакции -
3Fe2+ + 2[ Fe(CN)6] 3– = Fe3[ Fe(CN)6]2 .
57
Какой элемент является окислителем в концентрированной соляной ки-слоте? Сделайте вывод о его окислительной способности.
5. Окислительные свойства щелочей
В две пробирки налейте по 2-3 мл концентрированного раствора щело-чи. В одну пробирку поместите немного цинковой пыли, в другую – алюми-ний. Если реакция не идет, слегка нагрейте (осторожно!).
Когда начнется энергичное выделение газа, поднесите к отверстиям пробирок зажженную лучинку. Что наблюдается?
Напишите уравнение происходящих реакций, имея в виду, что образу-ются соли цинковой (H2ZnO2) и метаалюминиевой (HAlO2) кислот. Составить электронный баланс.
Составьте, оформите отчет, написать окислительно-восстановительные реакции в соответствии с правилом составления ОВР, включая сокращенные ионные уравнения.
Ответьте на контрольные вопросы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Глинка Н.Л., Общая химия - М.: Интеграл-Пресс, 2003. – С. 265-271.
2. Глинка Н.Л., Задачи и упражнения по общей химии, Химия, Л., 1981. – С. 167 –177.
3. Коровин Н.В., Курс общей химии - М.: Высшая школа, 2001. – С. 416-419.
58
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8а
СЕРА
СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Сера является одним из типичных представителей элементов главной подгруппы шестой группы периодической системы.
Соединение серы с водородом – сероводород – ядовитый газ. Поэтому работы с сероводородом должны проводиться под тягой. Раствор сероводо-рода в воде (сероводородная вода) обладает очень слабыми кислотными свойствами. Сероводород характеризуется резко выраженной восстанови-тельной способностью, которая обуславливается присутствием в молекуле сероводорода иона S2–. С кислородом сера образует несколько оксидов, из которых наибольшее значение имеют SO2 – диоксид серы и SO3 – триоксид серы.
Диоксиду серы соответствует сернистая кислота – очень непрочное со-единение, известное только в водных растворах. Наличие в сернистой кисло-те S+4 обуславливает ее восстановительные и окислительные свойства.
Триоксиду серы соответствует серная кислота, представляющая собой бесцветную маслянистую жидкость. При растворении концентрированной H2SO4 в воде выделяется большое количество теплоты. Концентрированная серная кислота является окислителем, при этом окислителем является S .
Серная кислота - одна из наиболее сильных кислот. В разбавленной H2SO4 окислителем являются ионы водорода.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. Восстановительные свойства сероводорода
а) налейте в пробирку 2-3 мл сероводородной воды и прилейте не-сколько капель хлорной воды. Напишите уравнение реакций, учитывая, что при этом выделяется свободная сера.
б) налейте в пробирку 2-3 мл раствора K2Cr2O7, прибавьте 1-2 мл раз-бавленной серной кислоты, а затем прилейте 1-2 мл раствора сернистого на-трия Na S Наблюдайте изменение цвета раствора. Напишите уравнение ре-акции, учитывая, что Cr+6 восстанавливается до Cr+3, образуется Cr2(SO4)3, а ион S окисляется до свободной серы.
59
+6
2 .
–2
2. Восстановительные свойства сернистой кислоты
Налейте в пробирку 2-3 мл раствора сернистой кислоты и добавьте (по каплям) бромной или йодной воды. Наблюдайте исчезновение окраски. На-пишите уравнение реакции окисления сернистой кислоты в серную.
3. Окислительные свойства сернистой кислоты
Налейте в пробирку 2-3 мл сероводородный воды и добавьте столько же раствора сернистой кислоты. Наблюдайте выделение серы в виде мути. Дайте объяснение. Напишите уравнение реакции.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Глинка Н.Л. Общая химия – М.: Интеграл-Пресс, 2003. – С. 265-271. 2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии - Л.: Химия, 1981.– С. 167 – 177.
3. Коровин Н.В. Курс общей химии – М.: Высшая школа, 2001. – С. 391-404.
60
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9