Исследование свойств полученного вещества

Отметьте цвет вещества.

Испытайте его отношение к действию:

- воды

- растворов соляной и азотной кислот

- небольших количеств и избытка растворов щелочи, аммиака

- нагреванию.

Вопросы для допуска

(1) Как можно приготовить насыщенные растворы?

(2) Предложите схемы приборов для насыщения раствора углекислым газом и реакции для получения СО₂.

(3) Какой побочный процесс при этом протекает, если одним из продуктов его является углекислый газ? Запишите уравнение этого процесса.

(4) Какова роль клапана Бунзена?

(5) Каким образом можно определить присутствие в растворе ионов кобальта?

(6) Какими способами можно отделить осадок от раствора?

(7) Каким образом можно определить реакцию промывной воды?

(8) Что может происходить с карбонатами при нагревании?

Вопросы и задания для обсуждения

1. Напишите структурные формулы и оцените пространственную форму молекулы угольной кислоты, карбонат- и гидрокарбонат-ионов.

2. Чем можно объяснить, что соли угольной кислоты (известны в свободном состоянии) устойчивее самой кислоты (существует только в растворе)?

3. По величине константы растворимости (произведения растворимости) карбоната кобальта вычислите растворимость этой соли (в граммах на 100 г раствора).

4. По какой причине синтез проводят при температуре 0°С и используют насыщенные растворы?

5. Почему наличие углекислого газа способно влиять на состав осадка?

6. Почему синтез проводят в закрытом сосуде?

7. Почему в синтезе для получения среднего карбоната кобальта (II) используют гидрокарбонат, а не карбонат щелочного металла?

Карбонаты цинка и марганца (II) ZnCO₃, MnCO₃

Меры предосторожности. Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с газами, соединениями цинка, марганца (II)?

Методика синтеза. Синтез рассчитан на получение 0,2¸0,5 г карбоната цинка или марганца.

Используя справочные данные, проводят необходимые вычисления и готовят насыщенные при 0°С (1, 2) растворы соли металла и гидрокарбоната натрия или калия. Раствор гидрокарбоната необходимо насытить углекислым газом, для чего через раствор гидрокарбоната в течение примерно 10 минут пропускают СО₂ (3).

Раствор гидрокарбоната (насыщенный СО₂) по каплям приливают к насыщенному раствору соли цинка или марганца (4, 5). Выпавший осадок отделяют от раствора (6), промывают несколько раз водой, насыщенной углекислым газом (7), и этиловым спиртом. Осадок, не вынимая из пробирки, сушат в вакуумном эксикаторе.

Исследование свойств полученного вещества.

Испытайте отношение полученного карбоната:

- к нагреванию;

- действию горячей воды

-действию кислот;

-действию щелочей;

- испытайте, что происходит с влажным осадком карбоната марганца на воздухе.

Вопросы для допуска

(1) Какие справочные данные могут потребоваться? Можно ли приготовить насыщенный раствор без проведения предварительных вычислений?

(2) Какую посуду лучше использовать для приготовления этих растворов (с учетом малых количеств веществ).

(3) Обдумайте, в каком приборе можно получить углекислый газ, рассмотрите способы его очистки (при необходимости), обсудите с преподавателем.

(4) Какой побочный процесс возможен при смешивании этих растворов? Запишите ионное и молекулярное уравнения этого процесса, предскажите, что можно наблюдать в случае его протекания.

(5) Можно ли изменить последовательность смешивания растворов? Может ли повлиять изменение последовательности сливания раствора на состав образующегося осадка?

(6) Предложите способ отделения осадка и его промывки с учетом его малого количества.

(7) Как осуществить промывку и отделение малых количеств осадка?

Вопросы и задания для обсуждения

1. Почему рекомендуются проводить синтез при нулевой температуре? Как влияет температура на скорость реакции?

2. Почему рекомендуется насыщать раствор гидрокарбоната, а также воду, предназначенную для промывания, углекислым газом?

3. Как может повлиять на состав образующегося осадка замена гидрокарбоната карбонатом?

4. Предложите метод экспериментального количественного определения содержания СО₂ в карбонатах.

5. Как получают кислые, средние и основные соли угольной кислоты? Приведите примеры реакций.

6. Используя значения стандартных термодинамических характеристик веществ, вычислите, при какой температуре давление СО₂ над карбонатом марганца (цинка) составит 1 атм (101325 Па).

7. Какие факторы оказывают влияние на смещение химического равновесия? какие из этих факторов используются в данной работе для повышения выхода продукта?

8. Вычислите значения констант гидролиза для карбонат- и гидрокарбонат-ионов Объясните различие рН растворов карбоната калия и гидрокарбоната калия.

9. Используя метод валентных связей, рассмотрите строение молекулы углекислого газа, объясните, по какой причине эта молекула не является полярной.

10. Какие равновесные процессы имеют место в водном растворе углекислого газа? Запишите уравнения этих процессов, предложите способы смещения равновесия вправо, влево.

Кремний Si

Меры предосторожности. Какую опасность представляют порошок магния, кремневодород (силан), соляная кислота и какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с этими веществами?

Методика синтеза. Работа рассчитана на получение ≈ 0,2 г кремния.

Сухой диоксид кремния (кварцевый песок, силикагель) тщательно измельчают (1) и смешивают с порошком магния в массовом соотношении 1:2 соответственно (2). Смесь помещают в ложечку для сжигания и нагревают в пламени спиртовки (3). После охлаждения спекшуюся массу (4) переносят небольшими порциями в пробирку (под тягой!) примерно с 25%-ной соляной кислотой (5). Собравшееся на дне пробирки вещество отделяют (6). Кремний очищают отмучиванием. Для этого порошок сильно взбалтывают с водой и раствор со взмученным осадком отделяют (7). Эту операцию повторяют несколько раз. Затем взвеси дают отстояться, воду осторожно удаляют (8), полученный осадок сушат при 100^оС, взвешивают и помещают в сухую чистую пробирку.

Исследование свойств полученного вещества. Испытайте отношение кремния к действию:

- концентрированного и разбавленного растворов азотной кислоты

- концентрированного и разбавленного растворов щелочи.

Вопросы для допуска

(1) Какая посуда используется для измельчения твердых веществ?

(2) Вычислите мольное соотношение между магнием и кремнием, сделайте вывод о том, по какому из исходных веществ нужно будет вычислять выход кремния.

(3) Какие побочные процессы могут (и будут) при этом протекать; какими явлениями они будут сопровождаться?

(4) Какие вещества могут входить в ее состав?

(5) Какой газ при этом выделяется? Чем объясняют наблюдаемые потрескивание и вспышки?

(6) Какими веществами может быть загрязнен кремний после обработки соляной кислотой?

(7) Какое вещество остается на дне при отмучивании?

(8) Каким образом можно отделить малое количество воды от малого количества осадка?

Вопросы и задания для обсуждения

1. Какие факторы влияют на скорость реакции? какие из этих факторов были использованы при получении кремния?

2. Действием каких реактивов кремний можно перевести в растворенное состояние? Запишите уравнения соответствующих реакций.

3. Объясните, почему диоксид углерода – трудно сжижающийся газ, а диоксид кремния – кристаллическое тугоплавкое вещество?

4. Как можно объяснить большую реакционную способность кремневодородов в сравнении с углеводородами?

5. Чем можно объяснить более высокую энергию связи Si¾O по сравнению с энергией связи Si¾H?

Оксид олова (ІV) SnO₂

Меры предосторожности: Какие меры предосторожности необходимо соблюдать при работе с кислотами? Какова первая помощь при термических ожогах?

Методика синтеза. Для синтеза требуется 2,0¸2,5 г SnCl₂×2H₂O.

Готовят 8%-ный раствор хлорида олова. Для этого в стакан наливают воду, подкисляют ее 1¸2 каплями 2М соляной кислоты, а затем вносят соль (1). Если раствор хлорида олова получается мутным, осадок отделяют фильтрованием (2). Отдельно готовят 20%-ный раствор карбоната натрия, в двукратном избытке по отношению к уравнению реакции (3).

Раствор соды постепенно, при постоянном перемешивании стеклянной палочкой, приливают к раствору хлорида олова(II) (4) до тех пор, пока рН раствора не достигнет значения 10 (5). Величину рН раствора контролируют при помощи индикаторной бумаги. Выпавший осадок фильтруют на воронке Бюхнера и промывают водой порциями по 5¸10 см³ до отрицательной реакции на хлорид-ион (6). Осадок сушат до постоянной массы при температуре около 100°С, затем переносят в тигель и прокаливают в муфельной печи при температуре 800°С в течение получаса (7). Полученное вещество взвешивают и определяют выход.

Поиск по сайту: