ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО

УФИМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

Кафедра «Общая химия»

Методические указания по выполнению лабораторных работ

по дисциплине

« ХИМИЯ»

Уфа 2011

Составитель: О. В. Шитикова

УДК 54(076.5)

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Химия» /Сост.: О. В. Шитикова - Уфа: Уфимская государственная академия экономики и сервиса, 2011.- 112 с.

Настоящие методические указания являются руководством по выполнению лабораторных работ по химии студентами Института техники и технологии сервиса УГАЭС. Методические указания содержат краткий теоретический материал, практические задания, описание и методику выполнения лабораторных работ.

Методические указания предназначены для студентов.

специальности 260902.65 Конструирование швейных изделий (профиль подготовки Конструирование и моделирование костюма на малых предприятиях) очной и заочной форм обучения и

направления подготовки 262200.62 Конструирование изделий легкой промышленности (профиль подготовки Конструирование швейных изделий) очной и заочной форм обучения.

направления подготовки 260700.62 Технология и проектирование текстильных изделий (профиль подготовки Технология, конструирование и экспертиза трикотажных изделий) очной и заочной форм обучения;

направления подготовки 261100.62 Технология и проектирование текстильных изделий (профиль подготовки Проектирование текстильных изделий) очной и заочной форм обучения.

Рецензент: Гаделева Х. К., канд. хим. наук, доцент кафедры «Специальная химическая технология».

Библиогр: 5 назв.

Введение

Лабораторные занятия являются важной частью изучения дисциплины Химия. Целью лабораторных занятий является углубление и закрепление теоретических знаний, знакомство с химической посудой и оборудованием, овладение правилами работы в химической лаборатории с соблюдением техники безопасности, использования справочной литературой, оформления отчетов.

Перед выполнением лабораторной работы преподаватель проводит контроль знания теории по теме работы, обсуждаются трудные для понимания теоретические вопросы, решаются задачи.

Правила подготовки и проведения работ, ведения журнала, составления отчетов лабораторных работ

1. К каждому занятию по теме лабораторной работы следует подготовить: конспект теоретических вопросов, практическое задание и проект отчета: названия опытов, уравнения реакций, таблицы, координатные оси для графиков, краткое описание опыта (по необходимости).

2. Каждому студенту на лабораторном столе отводится рабочее место с комплектом необходимых реактивов, которое он обязан содержать в порядке.

3. Реактивы общего пользования находятся на полке над лабораторным столом. Их нельзя уносить на свое рабочее место.

4. Проводить опыты можно только после допуска преподавателя и лаборанта.

5. По окончании работы необходимо убрать рабочее место и сдать лаборанту.

6. Все наблюдения заносятся в рабочий журнал при проведении опытов.

7. Записи в журнале производятся аккуратно, только чернилами непосредственно при проведении опытов.

8. Отчет по лабораторной работе должен содержать:

название темы, конспект теоретических вопросов, практическое задание,

названия опытов, уравнения реакций, таблицы, вычисления,

графики на отдельной странице на миллиметровой бумаге,

наблюдения, выводы.

Лабораторная работа № 1 Инструктаж по технике безопасности. Основные классы неорганических соединений

Цель:

знакомство с содержанием и основными задачами практикума по химии, приобретение практических навыков работы в химической лаборатории изучение химических свойств основных классов неорганических соединений.

Правила техники безопасности при работе в лаборатории

К работе в лаборатории допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности, о чем должна быть сделана запись в соответствующем журнале. Работающие должны иметь хлопчатобумажный халат, при необходимости – резиновые перчатки и защитные очки. Лаборатория должна быть оснащена исправной приточно-вытяжной вентиляцией, средствами пожаротушения (огнетушитель, кошма, песок). В лаборатории запрещено находиться менее двух человек, принимать пищу, оставлять без присмотра работающие приборы.

Необходимо соблюдать тишину и порядок в лаборатории. Нельзя загромождать проходы к рабочим столам, приборам, противопожарному инвентарю. В случае угрозы возникновения аварийной ситуации необходимо прекратить работу, отключить электроприборы, закрыть водяные краны.

Правила обращения с химическими реактивами

Нельзя использовать химические реактивы без этикеток, пробовать на вкус! Нюхают вещества направляя пары движением руки, не наклоняясь, не вдыхая глубоко. Следует осторожно обращаться с вредными веществами, концентрированными кислотами, щелочами; заботиться об экономии и чистоте реактивов. Раствор каждого реактива отбирать отдельной пипеткой, просыпанный или пролитый реактив не переносить обратно в склянку, а собрать в отдельную посуду. Отработанные реактивы сливать в специальные емкости, отдельно кислоты (кислотный слив), щелочи (щелочной слив) и органические вещества (органический слив); в раковину можно сливать только с разрешения лаборанта, предварительно нейтрализовав и многократно разбавив водой.

Правила обращения с химической посудой

Необходимо соблюдать осторожность, использовать только чистую посуду без трещин, не ставить на край стола, пробирки ставить в штатив, пробки закрывать и открывать легким круговым движением, переносить нагретую посуду используя сухие полотенца. Нагревать колбы и стаканы – на водяной бане, пробирки – взбалтывая и перемещая в пламени по всей длине, не допускать неравномерного нагрева.

Лабораторная посуда

К олба плоскодонная Химический стакан

Воронка Воронка

для порошков химическая Аллонж

Рис 1.5 Холодильник прямой (Либиха)

Промывалка Холодильник обратный

Правила мытья посуды

В зависимости от загрязнения для мытья посуды используют холодную и горячую воду, органические растворители, растворы мыла, кислот, щелочей, окислительные смеси. Посуду моют ершом осторожно, так, чтобы не проткнуть дно и не обрызгать одежду. Вымытую посуду ополаскивают дистиллированной водой для удаления солей, содержащихся в водопроводной воде. С чисто вымытой посуды вода стекает, оставляя равномерную пленку, не образуя капель. Посуду сушат на деревянных колышках сушильной доски или в сушильном шкафу при 100-200^оС.

Правила обращения с электроприборами

Электрический ток может вызвать поражение двух типов: электрический удар и электрический ожог. Перед включением электроприборов необходимо убедиться в исправности розетки и штепсельной вилки, изоляции проводов, заземления. Неисправности электрооборудования устранятются только специалистом. По окончании работы необходимо выключить все электроприборы.

Меры первой помощи при несчастных случаях

Несоблюдение правил техники безопасности работы в лаборатории может привести к несчастным случаям: острые отравления, тепловые удары, ожоги. До прибытия врача необходимо предпринять меры первой помощи.

Признаки и первая помощь при термических ожогах

Степень ожога	Признаки	Первая помощь
1-я степень	Покраснение поврежденного участка кожи	Наложить на обожженный участок стерильный марлевый тампон, обильно смоченный этиловым спиртом
2-я степень	На поврежденном участке кожи образуются пузыри	Осторожно обработать ожог этиловым спиртом или 3-5% раствором марганцовокислого калия
3-я степень	Глубокое поражение кожи, образование струпа (корки коричневого цвета)	Наложить на поврежденный участок стерильную повязку, отправить пострадавшего к врачу для оказания квалифицированной медицинской помощи.

Первая помощь при порезах, ожогах, отравлении химическими веществами

Вещество	Противоядие
Шелочи	При ожогах кожи обожженный участок промывают большим количеством воды, а затем слабым раствором уксусной кислоты
Минеральные кислоты	При ожогах кожи поврежденный участок промыть большим количеством воды, затем 3-5% раствором бикарбоната натрия. При попадания в глаза, промыть их 3% раствором борной кислоты или бикарбоната натрия. При отравлении прополоскать рот водой, 3-5% раствором бикарбоната натрия, затем выпить молока или растительного масла.
Бром	Вдыхать пары 3-5% раствора аммиака, промывать рот и нос 3-5% раствором бикарбоната натрия.
Альдегиды	Выпить стакан 2%-го раствора аммиака, через 10-15 минут выпить стакан молока.
Ацетон (пары)	Свежий воздух, при необходимости - искусственное дыхание.
Бензол	При отравлении через пищевод вызвать рвоту принять слабительное. При отравлении парами – свежий воздух и покой. При потере сознания – искусственное дыхание.
Фенол	При отравлении парами – чистый воздух, покой.
Анилин	При отравлении через пищевод вызвать рвоту и принять слабительное
Нитро- соединения	Вызвать рвоту, принять слабительное.
Сероуглерод и сероводород	Свежий воздух, покой, при необходимости искусственное дыхание.
Стекло (острое, или др. предмет)	Поверхность вокруг пореза или раны обработать 3% раствором йода, наложить стерильную повязку, отправить пострадавшего в медпункт.

Теоретические вопросы:

1. Оксиды (основные, кислотные, амфотерные).

2. Гидроксиды (основные, амфотерные, кислые).

3. Основания растворимые (щелочи) и нерастворимые. Диссоциация, РН среды.

4. Амфотерные гидроксиды. Диссоциация, двойственность природы.

5. Кислоты (кислородсодержащие и бескислородные). Диссоциация, РН среды.

6. Соли (средние, кислые, основные, комплексные). Диссоциация в воде.

7. Генетическая связь между основными классами.

Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород.

Основные оксиды – оксиды типичных металлов со степенями окисления+1 и +2, иногда +3, которым в качестве гидроксидов соответствуют основания:

• +1: K₂O, Li₂O, Na₂O, Rb₂O, Cs₂O, Cu₂O, Ag₂O, Tl₂O;

• +2: CaO, BaO, SrO, MnO, FeO, MgO, NiO, TiO;

• +3: Bi₂O₃, La₂O₃, Ti₂O₃

• взаимодействуют с водой с образованием щелочей: СаО + Н₂О = Са(ОН)₂;

кислотами MgO + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂O;

кислотными оксидами ВаО + СО₂ = ВаСО₃.

Кислотные оксиды – это оксиды неметаллов (P₂O₅, B₂O₃, Cl₂O₇) и некоторых металлов, в высшей степени окисления (Nb₂O₅, MoO₃, Mn₂O₇), которым в качестве гидроксидов соответствуют кислоты:

• - взаимодействуют с водой с образованием кислот P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄.

щелочами СО₂ + Ва(ОН)₂ = ВаСО₃ + Н₂О;

основными оксидами СаО + СО₂ = СаСО₃.

Амфотерными оксиды, которым в качестве гидроксидов соответствуют и основания, и кислоты,– это оксиды металлов со степенями окисления:

• +2: BeO, ZnO, SnO, PbO, CuO, GeO;

• +3: Al₂O₃, Sb₂O₃, Cr₂O₃, Fe₂O₃, Ga₂O₃;

• +4: SnO₂, PbO₂, GeO₂.

Реагируют с кислотами проявляя основные свойства PbO+2HNO₃=Pb(NO₃)₂+H₂O;

со щелочами, проявляя кислотные свойства Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O;

• Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O = 2Na[Al(OH)₄];

Гидроксиды - соединения оксидов химических элементов с водой.

Основные гидроксиды (основания) – сложные вещества, в состав которых входит катион металла (или NH₄⁺) и гидроксигруппы (ОН^-): NaOH, NH₄OH, Cr(OH)₃.

Щелочи – растворимые основания (NaOH, КОН).

Амфотерные гидроксиды - гидроксиды, проявляющие и основные и кислотные свойства в зависимости от условий.

• Be(OH)₂, Zn(OH)₂, Sn(OH)₂, Pb(OH)₂, Ge(OH)₂, Cu(OH)₂;

• Al(OH)₃, Cr(OH)₃, Sb(OH)₃, Ga(OH)₃, Au(OH)₃, As(OH)₃;

• Sn(OH)₄, Pb(OH)₄, Ge(OH)₄.

• Взаимодействуют с кислотами, проявляя основные свойства:

• 2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

• со щелочами, проявляя кислотные свойства,:

• Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄] – в растворе

• Al(OH)₃ + NaOH = NaAlO₂ + 2H₂O

Кислотные гидроксиды (кислородсодержащие кислоты) – гидроксиды , проявляющие кислотные свойства.

Кислоты - сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на атомы металла, и кислотных остатков. Делятся на кислородсодержащие (кислотные гидроксиды, H₂SO₄, HNO₃) и безкислородные кислоты (HCl).

По числу атомов водорода в молекуле кислоты определяют основность кислоты:

одно- (HCl, HNO₃), двух- (H₂SO₃, H₂S), трех- (H₃PO₄) основные кислоты

• HF – фтороводородная (плавиковая) кислота;

• HCl – хлороводородная (соляная) кислота;

• HClO₄ – хлорная кислота;

• H₂S – сероводородная кислота;

• Н₂SO₃ – сернистая кислота;

• H₂SO₄ – серная кислота;

• HNO₂ – азотистая кислота;

• HNO₃ – азотная кислота;

• HMnO₄ – марганцовая кислота

• H₃PO₄ – ортофосфорная кислота;

Разбавленные кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода, с выделением водорода H₂, не взаимодействуют с Cu, Hg, Ag, Pt, Au:

• Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂.

При взаимодействии с металлами концентрированной H₂SO₄ и HNO₃ любой концентрации окислителями являются S⁺⁶ и N⁺⁵

• Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O;

• Mg + 5H₂SO₄ = 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O;

• Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂;

взаимодействуют с основными оксидами MgO+2HCl=MgCl₂+H₂O;

и амфотерными оксидами Cr₂O₃ + 3H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 3H₂O;

с основными гидроксидами Ba(OH)₂ + 2HCl = BaCl₂ + 2H₂O;

с амфотерными гидроксидами Al(OH)₃ + 3HNO₃ = Al(NO₃)₃ + 3H₂O;

разлагаются H₂CO₃ = H₂O + CO₂;

вытесняют из солей белее слабую кислоту ZnS + 2HCl = ZnCl₂ + H₂S;

или нерастворимую соль 2AgNO₃ + H₂SO₄ = Ag₂SO₄ + 2HNO₃.

Соли –продукт полного или неполного замещения водорода кислоты на металл, или замещения гидроксигрупп основания кислотным остатком.

Средние соли (Na₂SO₄, K₃PO₄),

Кислые соли (NaHCO₃, MgHPO₄),

Основные соли (FeOHCl₂, Al(OH)₂Cl, (CaOH)₂CO₃,

Двойные соли (KAl(SO₄)₂),

Комплексные соли (Ag[(NH₃)₂]Cl, K₄[Fe(CN)₆]).

Практическое задание:

1. Какие соли можно получить, имея в распоряжении: СuSO₄, AgNO₃, ВаСl₂. Написать уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде, назвать продукты реакций.

2. Можно ли осуществить в растворах указанные реакции:

CuSO₄ + ВаСl₂ → ВаSO₄ + CuCl₂

FeS + K₂SO₄ → FeSO₄ + K₂S

AgCl+ КNО_з → AgNO₃ + КСl

3. Осуществить превращения, назвать продукты реакции:

Ba→BaO → BaCl₂ → Ba(NO₃)₂ → BaSO₄

MgSO₄ →Mg(OH)₂ → MgO → MgCl₂

Zn → K ZnO₂

S→ SO₃

NH₃→HNO₃

4. Составить уравнения реакций между основаниями и кислотами, приводящие к образованию солей: NaNO₃; NaHS0₄ ; Na₂HPО₄; K₂S; Fe₂(SО₄)₃

5. Назвать соли: [Fe(OH)₂]₂CrО₄; AlOHSО₄; Cd(HS)₂; Ca(H₂PО₄)₂ (CuOH)₂CO₃;

6. Составить уравнения реакций:

в) нитрат серебра (I) + сульфид аммония = сульфид серебра(I) + ...

г) карбонат таллия (I)(_Т) + ортофосфат натрия = ортофосфат таллия (I)(_Т) + ...

Опыт 1.Получение основного гидрокспда

1. В пробирку налить 3-4 капли воды, 1-2 капли индикатора фенолфталеина.

2. Всыпать 1 микрошпатель стружка металлического магния Mg.

3. Пробирку подогреть, наблюдать выделение газа и окрашивание раствора

4. Объяснить наблюдаемые явления. Записать уравнения реакции.

Опыт 2.Получение нерастворимых гидроксидов

1. В пробирки налить по 2-3 капли растворов солей Mg, Pb, Cu, Ni(II), Fe(III).

2. В каждую пробирку добавить раствор щелочи.

3. Наблюдать образование осадков, отметить цвет и вид осадка (студенистый, порошкообразный, мелкозернистый).

4. Записать уравнения реакций.

Опыт З.Получение и свойства амфотерных гидроксидов

5. В отдельные пробирки налить растворы солей AL, Cr(III), Zn.

6. В каждую пробирку добавить 1-2 капли щелочи до образования студенистых осадков.

7. Каждый осадок разделить на 2 части (в 2 пробирки).

8. К одной части осадка добавить избытком щелочи.

9. К другой части осадка добавить раствор кислоты.

10. Объяснить растворение осадков. Записать уравнения всех реакций.

Опыт 4. Получение соли при взаимодействии другой соли с кислотой

1. В пробирку налить 2-3 капли раствора ВаСl₂

2. Прилить несколько капель раствора H₂SO₄ до образования осадка.

3. Объяснить наблюдаемые явления. Записать уравнение реакции

Опыт 5. Получение нерастворимой соли сернокислого бария при взаимодействии двух растворимых солей

1. В пробирку налить 2-3 капли раствора соли бария.

2. Прилить несколько капель соли растворимого сульфата.

3. Объяснить образования осадка. Записать уравнение реакции.