Лабораторная работа: Подгруппа углерода
Опыт № 2 . Взаимодействие оксида кальция с водой
Оборудование и реактивы: Химический стакан, воронка, оксид кальция, вода дистиллированная.
Ход работы: Кусочки заранее прокаленного и охлажденного оксида кальция поместить на дно химического стакана. Закрыть стакан воронкой и прилить воду. Идет бурная экзотермическая реакция. По окончании взаимодействия в стакан добавляют несколько капель раствора фенолфталеина.
Техника безопасности. Реакция экзотермическая, сопровождается сильным разогреванием раствора, возможно разбрызгивание горячей щелочи. Поэтому воду в стакан приливают через воронку: CaO + H2 O®Ca (OH)2 + Q.
Утилизация. Поместить щелочной раствор в емкость–нейтрализатор.
Опыт № 3. Качественные реакции на ионы калия, натрия, бария, кальция
Оборудование и реактивы: Спиртовка, спички, пробка со вставленной в нее спиралью от электроплитки, кристаллические хлорид калия, натрия, кальция, бария, раствор соляной кислоты (1:1).
Ход работы: Спираль обрабатывают раствором соляной кислоты. Затем вносят спираль в пламя спиртовки и держат до полного выгорания примесей. Вносят спираль в кристаллическую соль, захватывают спиралью кристаллы соли и вносят в пламя спиртовки. Пламя окрашивается в различные цвета: катион калия дает фиолетовый цвет, катион натрия – желтый, катион кальция – красный, катион бария – зеленый. Использовать для каждого анализа чистую нихромовую спираль.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы со спиртовкой, выполнять действия в вытяжном шкафу.
Опыт № 4. Устранение жесткости воды
Оборудование и реактивы: Пробирки, спиртовка, спички, пробиркодержатель, вода дистиллированная, разбавленный раствор соды (5-10%), известковая вода, кристаллические хлориды кальция и магния, жесткая вода.
Для приготовления воды с постоянной жесткостью необходимо в дистиллированной воде растворить хлориды кальция и магния или любые другие соли кальция и магния (примерно, 1% растворы).
Воду с временной жесткостью готовят так: через свежеприготовленную и прозрачную известковую воду пропускают углекислый газ до полного растворения выпавшего осадка карбоната кальция. В растворе будет содержаться гидрокарбонат кальция. Этот раствор готовят непосредственно перед демонстрацией опытов.
Ход работы: Устранение карбонатной (временной) жесткости:
а) кипячение, катионы кальция осаждается в виде карбоната:
Ca2+ + 2HCO3 - ® CaCO3 ¯ + H2 O + CO2 .
б) добавление известковой воды:
Ca (HCO3 )2 + Ca(OH)2 ® 2CaCO3 ¯ + 2 H2 O.
Устранение некарбонатной жесткости. Добавить к жесткой воде раствор соды:
CaCl2 + Na2 CO3 ® CaCO3 ¯ + 2 NaCl;
MgSO4 + Na2 CO3 ® MgCO3 ¯ + Na2 SO4 .
Рассмотреть другие способы устранения жесткости воды. Выразить процессы уравнениями реакций.
Техника безопасности. При кипячении жесткой воды: а) сначала осторожно прогреть всю пробирку, б) затем прогреть всю воду, но не до кипения, в) довести до кипения верхнюю часть жидкости. Отверстие пробирки направить в сторону от себя и учеников. Все растворы слить в раковину, в них нет токсичных веществ.
Опыт № 5. Механическая прочность оксидной пленки алюминия
Оборудование и реактивы: Спиртовка, спички, стеклянная трубочка, штатив, алюминиевая проволока.
Ход работы: В лапке штатива закрепляют алюминиевую проволоку, вставленную в стеклянную трубочку. Так как теплопроводность стекла небольшая, то все тепло будет “концентрироваться” на металле. Нагревают проволоку в пламени спиртовки. Алюминий плавится внутри оксидной пленки.
Техника безопасности. Соблюдать правила работы со спиртовкой.