 |
Получение оксида углерода (iv) и изучение его
|
|
|
|
СВОЙСТВ. РАСПОЗНОВАНИЕ КАРБОНАТОВ.
Теоретическая часть
CO2 – это бесцветный газ, не имеет запаха, тяжелее воздуха в 1,5 раза, с трудом смешивается с ним (по выражению Д.И. Менделеева, “тонет” в воздухе), что можно доказать следующим опытом: над стаканом, в котором закреплена горящая свечка, опрокидывают стакан, наполненный углекислым газом. Свечка мгновенно гаснет.
Оксид углерода (IV) обладает кислотными свойствами и при растворении этого газа в воде образуется угольная кислота. При пропускании CO2 через подкрашенную лакмусом воду можно наблюдать изменение цвета индикатора с фиолетового на красный.
Хорошая растворимость углекислого газа в воде делает невозможным собирание его методом “вытеснения воды”.
Качественной реакцией на содержание углекислого газа в воздухе является пропускание газа через разбавленный раствор гидроксида кальция (известковую воду). Углекислый газ вызывает образование в этом растворе нерастворимого карбоната кальция, в результате чего раствор становится мутным:
CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O
При добавлении избыточного количества CO2 мутный раствор снова становится прозрачным из-за превращения нерастворимого карбоната в растворимый гидрокарбонат кальция:
CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2
В промышленности углекислый газ получается главным образом как побочный продукт обжига известняка спиртового брожения и др.
В химических лабораториях либо пользуются готовыми баллонами с жидким углекислым газом, либо получают CO2 в аппаратах Киппа или приборе для получения газов действием соляной кислоты на куски мрамора:
CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + CO2 + H2O
Пользоваться серной кислотой вместо соляной при этом нельзя, потому что тогда вместо растворимого в воде хлорида кальция получался бы гипс – сульфат кальция (CaSO4) – соль, малорастворимая в воде. Отлагаясь на кусках мрамора, гипс крайне затрудняет доступ к ним кислоты и тем самым очень замедляет течение реакции.
|
|
|
Экспериментальная часть
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: получить и изучить свойства оксида углерода (IV), а также изучить свойства карбонатов и гидрокарбонатов.
ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ: штатив с пробирками, пробка с газоотводной трубкой, раствор карбоната кальция, известковая вода, раствор соляной кислоты, универсальная индикаторная бумага, раствор карбоната натрия, раствор гидрокарбоната натрия, мел, мрамор, карбонат натрия (порошок), гидрокарбонат натрия (порошок).
ОПЫТ 1. ПОЛУЧЕНИЕ ОКСИДА УГЛЕРОДА (IV) И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО
СВОЙСТВ.
Поместите в пробирку несколько кусочков мела или мрамора и прилейте немного разбавленной соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки поместите в другую пробирку, в которой находится 2-3 мл известковой воды. Пропускайте газ до растворения первоначально образовавшегося осадка. Что происходит, если на мел или мрамор подействуют соляной кислотой? Почему при пропускании углекислого газа через раствор известковой воды происходит сначала помутнение, а затем взвесь растворяется?
Конец газоотводной трубки выньте из раствора и сполосните его в дистиллированной воде. Затем поместите в другую пробирку с 2 мл дистиллированной воды и универсальной индикаторной бумагой и пропустите через нее газ. Что происходит при пропускании углекислого газа через дистиллированную воду?
Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.
ОПЫТ 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КАРБОНАТОВ И ГИДРОКАРБОНАТОВ С КИСЛОТАМИ.
Налейте в одну пробирку 0,5 мл раствора карбоната натрия, в другую – столько же гидрокарбоната натрия. В каждую пробирку прибавьте по 5-6 капель раствора соляной кислоты.
|
|
|
Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.
ОПЫТ 3. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА КАРБОНАТЫ.
Поместите в одну пробирку стеклянную лопаточку карбоната натрия, в другую – столько же гидрокарбоната натрия, в третью – такую же дозу мелких кусочков мела или мрамора.
Прибавьте к каждому из веществ 4-5 капель раствора соляной кислоты.
В чем сходство приведенных реакций? Обнаруживается ли в процессе их протекания различие? Почему реакцию между карбонатами и кислотами называют качественной? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.
Задания.
1. К какому типу оксидов относится СО2?
2. Каков тип химической связи в молекуле СО2.
3. Каковы физические свойства СО2?
4. Каковы химические свойства СО2?
5. Какие реакции являются качественными реакциями на углекислый газ и карбонат-ионы?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10
КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА, ВОДОРОДА
И ХЛОРА В ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ.
Теоретическая часть
Органическая химия – это химия углеводородов и их производных.
Углеводороды – это простейшие органические вещества, молекулы которых состоят из атомов только двух элементов: углерода и водорода. Например: СН4, С2Н6, С6Н6 и др.
Производные углеводородов – это продукты замещения атомов водорода в молекулах углеводородов на другие атомы или группы атомов. Например: СН3Сl, CH3NH2 и др.
Экспериментальная часть
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: доказать, что в органических веществах содержится водород и углерод, а в хлорсодержащих органических веществах – хлор.
ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ: штатив с пробирками, пробка с газоотводной трубкой, спиртовка, держатель для пробирок, парафин, спираль из медной проволоки, хлороформ, порошок оксида меди (II), безводный сульфат меди (II), известковая вода.
ОПЫТ 1. КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА И ВОДОРОДА.
В сухую пробирку поместите около 1 г порошка оксида меди (II) и 0,2 г парафина. Пробирку нагрейте до плавления парафина, и затем содержимое ее встряхните, чтобы вещества хорошо перемешались.
В верхний отдел пробирки поместите немного безводного сульфата меди (II). Пробирку закрыть пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в пробирку с известковой водой. Содержимое пробирки нагреть.
|
|
|
Почему изменяется цвет сульфата меди (II)? О содержании какого элемента в исследуемом веществе это свидетельствует?
О содержании какого элемента свидетельствует помутнение известковой воды? Что образовалось из оксида меди (II) и какие наблюдения это подтверждают?
ОПЫТ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХЛОРА В ХЛОРОФОРМЕ.
Прокалите спираль медной проволоки в пламени до тех пор, пока пламя перестанет окрашиваться в зеленый цвет. Прокаленную спираль опустите в пробирку с хлороформом, затем вновь поместите спираль в пламя горелки.
Опишите свои наблюдения. От присутствия какого элемента пламя окрашивается в зеленый цвет?
Задания.
1. Какие вещества называются органическими?
2. Что изучает органическая химия?
3. Чем можно объяснить огромное число органических соединений по сравнению с неорганическими?
4. Составьте уравнение реакции горения парафина, приняв, что в его составе есть алкан, содержащий 18 атомов углерода в молекуле.
5. Какие изменения происходят с известковой водой? Напишите уравнение реакции.
6. Составьте уравнение реакции полного окисления оксидом меди (II) алкана в состав молекулы которого входят 10 атомов углерода.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
|
|
|
