Лабораторная работа: Получение коллоидных растворов

Ход работы: Собирают установку согласно рис. 4. В первую U–образную трубку (1) наливают раствор Na₂ S, во вторую – раствор Na₂ SO₃ и 0,5 мл раствора NaOH (2). Правое колено второй трубки закрывают пробкой с хлоркальциевой трубкой, в которой находится активированный уголь (3). В пробирку Вюрца (4) насыпают кристаллический KMnO₄ (одну или две ложечки для сжигания), приливают концентрированный раствор соляной кислоты немного выше уровня кристаллов соли и быстро закрывают пробирку пробкой (5). Выделяющийся во время химической реакции хлор проходит сначала в первую U-образную трубку. В толще раствора появляется сера. Затем хлор поступает во вторую U-образную трубку. Чтобы доказать, что здесь образовался продукт окисления – сульфат натрия, нужно внести раствор хлорида бария, проткнув иглой шприца резиновую трубку, (образуется осадок белого цвета). Затем добавить из шприца раствор соляной кислоты для растворения возможно образовавшегося BaSO₃ . Если осадок не растворяется, следовательно, в результате химической реакции хлор окисляет сульфит-ион до сульфат-иона.

Уравнения реакций:

2KMnO₄ + 16HCl® 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 8H₂ O + 2KCl;

Na₂ S + Cl₂ ® S¯ + 2NaCl;

Na₂ SO₃ + Cl₂ + 2NaOH ® Na₂ SO₄ + 2NaCl + H₂ O;

Na₂ SO₄ + BaCl₂ ® BaSO₄ ¯ + 2NaCl; Na₂ SO₃ + BaCI₂ = BaSO₃ ↓+ 2NaCI

BaSO₄ ¯ + HCl --/®

BaSO₃ ↓+ 2HCl ® BaCl₂ + H₂ SO₃ ; H₂ SO₃ ® SO₂ + H₂ O.

Примечание: Чтобы взаимодействие KMnO₄ с HCl шло энергичнее, можно пробирку немного подогреть.

Техника безопасности: Установку мыть под вытяжкой, сполоснув предварительно емкости щелочным раствором.

Утилизация. В пробирке-реакторе получают хлор из перманганата калия. Переработка этой смеси показана выше (тема “Галогены”, VIII кл.). В первой на пути хлора U-образной трубке образуется сера. После эксперимента трубку залить слабым щелочным раствором, дать отстояться сере, затем слить надосадочную жидкость в кристаллизатор. Отделить серу фильтрованием, промыть и высушить. Все промывные воды слить в раковину. Во второй U-образной трубке идет процесс окисления сульфита натрия до сульфата.

Для обнаружения сульфат-анионов в трубку добавляется раствор хлорида бария и соляная кислота. Образовавшуюся токсичную смесь слить после опыта в емкость-нейтрализатор.

Опыт № 5. Окислительные свойства азотной кислоты по отношению к сульфид и сульфит ионам

Оборудование и реактивы: Раствор HNO₃ (1:1), растворы (5%) NaOH, Na₂ SO₃ , BaCl₂ , HCl, пробирки демонстрационные, две пробки со стеклянными трубками и активированным углем.

Ход работы: 1) К раствору Na₂ S (0,5-1 мл) добавить такой же объем раствора HNO₃ (1:1). Пробирку закрыть пробкой с активированным углем. Через некоторое время наблюдается постепенное образование серы в толще раствора. Процесс идет без образования токсичных газообразных продуктов восстановления азотной кислоты:

2HNO₃ + Na₂ S ® S¯ + NaNO₂ + H₂ O + NaNO₃ .

2) К раствору Na₂ SО₃ (0,5-1 мл) прилить такой же объем раствора HNO₃ , затем добавить 0,1 мл раствора щелочи. Процесс идет без выделения токсичных газообразных продуктов восстановления азотной кислоты:

Na₂ SO₃ + HNO₃ + NaOH ® Na₂ SO₄ + NaNO₂ + H₂ O.

Для обнаружения полученного сульфата натрия через 1-2 минуты в пробирку добавить раствор BaCl₂ и раствор HCl. Сохранение осадка в кислой среде свидетельствует об образовании сульфат-иона в ходе реакции.

Утилизация: Содержимое пробирки (1) нейтрализуют после опыта вначале суспензией, а затем раствором гидроксида кальция с фенолфталеином до слабой малиновой окраски. Отфильтровать серу, промыть и высушить на воздухе. Фильтрат сильно разбавляют и используют в качестве азотных удобрений на пришкольном участке. В содержимое пробирки (2) в ходе опыта добавляют хлорид бария с соляной кислотой. Получается смесь с токсичными соединениями бария, поэтому жидкость с осадком переносят в емкость- нейтрализатор.

Опыт № 6. Эндотермические реакции

Оборудование и реактивы: Прибор для электролиза, две пробирки, два кристаллизатора, раствор NaOH (массовой долей 5-8 %), изогнутые газоотводные трубки, железные электроды.

Ход работы: Примером эндотермической реакции может стать разложение воды электрическим током. Собирают установку согласно рис. 5. U-образную трубку заполнить на 2/3 объема раствором NaOH, закрыть отверстия трубки пробками с железными электродами.

Рис. 5. Демонстрация эндотермической реакции разложения воды.

Две пробирки наполняют дистиллированной водой и опрокидывают вверх дном в кристаллизаторы с водой. В пробирки подводят изогнутые газоотводные трубки от электролизера. Прибор подключают к источнику тока. Наблюдают образование и накопление газов в пробирках (следует обратить внимание на соотношение их объемов). Отключить внешний источник энергии, реакция разложения заканчивается без подвода внешней энергии. Написать уравнение электролиза раствора NaOH.

Утилизация. Раствор щелочи в U-образной трубке использовать повторно, добавив более концентрированный раствор NaOH (контроль по показаниям ареометра).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Опыт № 1. Получение комплексных соединений

Оборудование и реактивы: Пробирки, разбавленные растворы: AlCl₃ , NaOH, AgNO₃ , NH₄ OH, NaCl, CuSO₄ , раствор NaCl насыщенный, NH₄ OH (конц.).

Ход работы: Провести химические процессы согласно уравнениям реакций:

1). AlCl₃ + 3NaOH®Al(OH)₃ ↓ + 3NaCl--- добавляют раствор щелочи в недостатке.

Al(OH)₃ ↓ + NaOH®Na[Al(OH)₄ ] --- добавляют раствор щелочи в небольшом избытке.