Un análisis del contenido de la parte experimental del programa sobre este tema indica que la mayoría de los productos de reacción son fertilizantes minerales. Los desechos se pueden eliminar de acuerdo con el siguiente esquema: los productos de reacción se diluyen fuertemente con agua, las mezclas ácidas se neutralizan con agua de cal hasta que se tiñen ligeramente con fenolftaleína, luego las soluciones se usan como aderezo. plantas de interior o plantas de alimentación en el área de la escuela. Los trabajos en los que se utilizan ácido sulfúrico, compuestos de cobre cuentan con instrucciones para la eliminación de los productos de reacción.
Experiencia #1. Obtención de nitrógeno por la interacción del cloruro de amonio con el nitrito de sodio
Equipos y reactivos: Cloruro de amonio, nitrito de sodio, baño de agua, azulejos, matraz Wurtz, embudo cuentagotas, tubos de ensayo, cristalizador con agua, tubos de ventilación de vidrio y caucho, espátula.
Ecuaciones de reacción: NH4Cl + NaNO2 ® NH4NO2 + NaCl,
NH4NO2 ® 2 H2O + N2 - cuando se calienta
Proceso de trabajo: En frío, se prepara una solución saturada de cloruro de amonio (35 g de sal por 100 ml de agua) y nitrito de sodio (se toman 50 g de sal por 80 ml de agua). El matraz con un tubo de salida de gas se llena hasta 1/3 del volumen con una solución de cloruro de amonio y se cierra con un tapón con un embudo de adición en el que se vierte una solución de nitrito de sodio. El matraz se calienta en un baño de agua y se agrega gota a gota una solución de nitrito de sodio a una solución de cloruro de amonio. Cuando se expulsa el aire del matraz, el nitrógeno se recoge sobre el agua en un gasómetro, cilindro o tubo de ensayo. Para una liberación de gas uniforme, no sobrecaliente el matraz y agregue demasiado nitrito de sodio, de lo contrario, la reacción es muy violenta y se produce una espuma vigorosa. Si la reacción es violenta, entonces el matraz se baja en agua fría. Comprobar con una reacción cualitativa que se ha recogido nitrógeno en el tubo de ensayo. Para ello, se baja una astilla ardiente a un recipiente con nitrógeno. Ella sale. Explique cómo distinguir el nitrógeno del dióxido de carbono mediante una reacción cualitativa.
Precauciones de seguridad: Verifique la capacidad de servicio, la integridad del cable, el enchufe, la estufa eléctrica
Nota: La mezcla de nitrógeno se puede reutilizar.
Experiencia #2. Síntesis de amoníaco
Equipos y reactivos: Soporte con pie, probeta-reactor, corcho, tubo de salida de gas, probeta con agua, soluciones saturadas de nitrito de sodio y cloruro de amonio, zinc granulado, ácido sulfúrico (1:5), polvo de hierro, algodón, lámpara de alcohol, fósforos , fenolftaleína, tubo de vidrio, pipeta, agua, taza de porcelana, espátula.
Proceso de trabajo: Un disco de goma cortado de un corcho de 0,3 cm de espesor se inserta en un tubo de ensayo seco y se corta el disco en 1/3 de su diámetro. Se vierte ácido sulfúrico (1:5) en el fondo del tubo de ensayo con una pipeta y se colocan varios gránulos de zinc. Se coloca un hisopo de algodón humedecido con una mezcla de soluciones saturadas de nitrito de sodio y cloruro de amonio en el disco dentro del tubo de ensayo. El tubo se cierra con un tapón con un tubo de salida de gas. En la parte horizontal del tubo se coloca un catalizador, un polvo de hierro reducido. El extremo del tubo de salida de gas se introduce en un tubo de ensayo con una pequeña cantidad de agua y 3 o 4 gotas de fenolftaleína. Para iniciar la reacción, el polvo de hierro se calienta fuertemente en el tubo de salida de gas. Durante este tiempo, el hidrógeno liberado por la reacción del zinc con el ácido sulfúrico desplazará el aire del sistema. Luego, el algodón se calienta moderadamente con soluciones de nitrito de sodio y cloruro de amonio y el hierro se calienta nuevamente. Esto se repite periódicamente hasta que el agua en el receptor se convierte en carmesí. Expresar procesos mediante ecuaciones de reacción.
Precauciones de seguridad: Cuando aparece un color carmesí intenso, el tubo de salida de gas se retira del agua.
Definición cualitativa carbono e hidrógeno en materia orgánica Vaya
Equipo. Un soporte con tubos de ensayo, tapones con tubos de salida de gas, un soporte de laboratorio, una varilla de vidrio, vasos de precipitados químicos (2 piezas) con una capacidad de al menos 150 ml, un mechero (lámpara de alcohol), fósforos.
sustancias Parafina, vaselina, cloroformo (o dicloroetano), sulfato de cobre (II) anhidro, solución de hidróxido de calcio, óxido de cobre (II), alcohol y sustancias orgánicas halogenadas - botellas N° 1 y N° 2.
Finalización de la obra
1. Ilumina quemador de gas(alcohol). Mantenga durante 2-3 seg. encima de la llama hay un vaso seco boca abajo. ¿Por qué se empaña el vidrio?
Humedezca (enjuague) el vaso con una solución de hidróxido de calcio y manténgalo sobre la llama nuevamente en el mismo estado. Explique el motivo de la aparición de manchas blancas en las paredes del vaso.
Basándose en el agua y el monóxido de carbono (IV) detectados, saque una conclusión sobre la composición cualitativa de la sustancia quemada Cr.
2. Encienda la vela de parafina y de la misma manera establezca la composición cualitativa de la parafina. Realice un experimento para detectar carbono libre en la llama de una vela.
Escribe una ecuación para la reacción de combustión de la parafina de una vela, suponiendo que su molécula contiene 16 átomos de carbono.
3. Monte el dispositivo como se muestra en la figura y pruebe si hay fugas.
Colocar 2-2,5 g de óxido de cobre y un poco de vaselina en un tubo de ensayo seco de manera que sólo sea suficiente para impregnar el óxido de cobre calentado (II). Fije el tubo de ensayo en una gradilla horizontalmente y agregue no más de 0,5 g de sulfato de cobre (II), colocándolo cerca de la abertura del tubo de ensayo. Cierre el tubo de ensayo con un tapón con un tubo de salida de gas, cuyo extremo se sumerge en un tubo de ensayo con agua de cal. Calentar la llama de un mechero (lámpara de alcohol) con una mezcla de óxido de cobre (II) con vaselina.
Observe qué cambios ocurren con el agua de cal. Al final del experimento, antes de apagar la llama del mechero, levante el pie del trípode con el dispositivo y retire el tubo de salida de gas del tubo de ensayo. (¿Por qué necesitas hacer esto?)
Con base en los resultados del experimento, saque una conclusión sobre la composición cualitativa de la vaselina. Escriba una ecuación para la reacción de oxidación completa de un hidrocarburo saturado que contiene 16 átomos de carbono con óxido de cobre.
De la experiencia se deduce que la sustancia quemada contiene carbono e hidrógeno.
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Catión. |
Impacto o reactivo |
Respuesta observada |
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li + | ||
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N / A + | ||
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Para + | ||
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Sá. 2+ | ||
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señor 2+ | ||
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Washington 2+ | ||
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cobre 2+ | ||
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Pb 2+ | ||
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Fe 2+ | ||
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Fe 3+ | ||
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Alabama 3+ | ||
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NUEVA HAMPSHIRE 4 + | ||
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H + (ambiente ácido) | ||
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Anión |
Impacto o reactivo |
Respuesta observada |
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ASI QUE 4 2- | ||
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NO 3 - | ||
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RO 4 3- | ||
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CRO 4 2- | ||
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S 2- , | ||
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ASI QUE 3 2- | ||
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CO 2 | ||
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ASI QUE 3 2- | ||
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F - | ||
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cl - | ||
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hermano - | ||
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yo - | ||
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ES ÉL - (ambiente alcalino) |
Trabajo de laboratorio No. 5 técnicas generales para trabajar con gases.
Objetivo: aprender a obtener y recolectar sustancias gaseosas simples y complejas, dependiendo de las propiedades de estas sustancias.
Reactivos y materiales: zinc, aluminio, cobre, cloruro de sodio, permanganato de potasio, cloruro de amonio, hidróxido de calcio, soluciones concentradas de hidróxido de sodio, ácido clorhídrico, sulfúrico y nítrico, férula.
Equipo: tubos de ensayo, embudos, cristalizador, aparato de Kipp, tubo de ensayo con tubo de ventilación, matraz Wurtz, embudo cuentagotas, gasómetro, botellas de lavado, mortero y mano.
Precauciones de seguridad: observe las reglas básicas de trabajo en el laboratorio químico y cuando trabaje con el aparato Kipp.
Obtención de gases
Las sustancias en estado gaseoso en el laboratorio reciben:
a) la interacción de una mezcla de varios sólidos cuando se calienta;
b) calcinación de una sustancia sólida;
c) la interacción de un sólido con un líquido cuando se calienta y sin calentar (cloro, cloruro de hidrógeno, etc.).
Para obtener gases, se utilizan varios dispositivos (Fig. 1-2). El más simple de estos es el dispositivo que se muestra en la Fig. 2, a, que representa un tubo de ensayo con un tubo de salida de gas. Al usar este dispositivo, es necesario tener en cuenta las condiciones de la reacción. Entonces, si la reacción continúa solo cuando se calienta, entonces se puede detener deteniendo el calentamiento. Si no se requiere calentamiento para la reacción, continúa hasta que se agotan las sustancias iniciales (o una de ellas). La ventaja de tal dispositivo es su simplicidad. La desventaja es la necesidad de desmontar el dispositivo después de cada experimento para obtener gas.
En la fig. 2b muestra un dispositivo que consta de un matraz Wurtz y un embudo de goteo. Es conveniente para la obtención de gases cuando al menos uno de los reactivos es líquido o está contenido en solución. El desprendimiento de gas en un dispositivo de este tipo puede controlarse añadiendo un reactivo líquido. Tal dispositivo para obtener gas puede usarse repetidamente y, por lo tanto, no es necesario desmontarlo después de cada experimento.
Los dispositivos para la obtención de gases (Fig. 2) deben comprobarse antes de su uso para detectar fugas. Para hacer esto, el extremo del tubo de salida de gas del dispositivo se baja a un recipiente con agua y el recipiente de reacción se calienta ligeramente. Si el dispositivo está sellado, las burbujas de aire entrarán en el agua y, cuando se detenga el calentamiento, el agua del recipiente comenzará a ser absorbida por el dispositivo.
En la práctica, a menudo se utilizan dispositivos automáticos.
Uno de estos dispositivos es aparato de Kipp (Figura 1). Este es un dispositivo de vidrio, que consta de dos partes: un recipiente 1 con un estrechamiento en la parte media y un embudo esférico 2 , cuyo extremo no llega al fondo del recipiente en 1-2 cm. El embudo se inserta en el recipiente en una sección delgada, lo que garantiza la estanqueidad del dispositivo. La bola del medio tiene un tubo cerrado con un tapón con un tubo de salida de gas y un grifo. 3 . En la parte inferior del dispositivo hay un tubo. 4 , a través del cual se vierte el líquido residual. El aparato de Kipp está hecho de vidrio de paredes gruesas para una mayor resistencia, ya que debe soportar la alta presión del gas que contiene. Usando el aparato de Kipp, se pueden obtener monóxido de carbono (IV), hidrógeno, sulfuro de hidrógeno y algunos otros gases.
Al cargar el aparato Kipp, se coloca una sustancia sólida (mármol para la producción de CO 2 , zinc para la producción de H 2 ) en la parte media del dispositivo (en forma ensamblada) a través del tubo. Luego se cierra el tubo con un corcho con un tubo de salida de gas y, con el grifo abierto, se vierte la solución ácida en el embudo. El ácido entra por la parte inferior del dispositivo. Luego sube a la bola del medio y entra en contacto con una sustancia sólida: comienza una reacción química, se libera gas. Una vez que el ácido ha cubierto el sólido, se detiene la infusión de ácido y se cierra el grifo. Después de cerrar el grifo, el ácido se expulsa bajo la presión del gas formado en la parte inferior del dispositivo y en el embudo. La reacción se detiene.
El dispositivo se pone en marcha abriendo el grifo. En este caso, el gas resultante sale por el tubo de salida de gas. El ácido entra en contacto con el sólido, comienza la reacción. Al descargar el aparato Kipp, el ácido se vierte por el tubo inferior, el sólido se extrae por el tubo superior. Para evitar la violación de la estanqueidad del dispositivo, la separación del embudo y el recipiente se realiza solo cuando es absolutamente necesario.
Recolectando gases
Los métodos de recolección de gases están determinados por sus propiedades: solubilidad e interacción con agua, aire, venenosidad del gas. Hay dos métodos principales de recolección de gas: desplazamiento de aire y desplazamiento de agua. Desplazamiento de aire recoger gases que no interactúan con el aire.
De acuerdo con la densidad relativa del gas en el aire, se llega a una conclusión sobre cómo colocar el recipiente para recolectar gas (Fig. 3, a y b).
En la fig. 3a muestra la colección de un gas con una densidad del aire superior a la unidad, como el óxido nítrico (IV), cuya densidad del aire es 1,58. En la fig. 3b muestra la colección de gas con una densidad de aire inferior a la unidad, como hidrógeno, amoníaco, etc.
Al desplazar el agua se recogen gases que no interactúan con el agua y son poco solubles en ella. Este método se llama recolectar gas sobre el agua , que se lleva a cabo de la siguiente manera (Fig. 3, c). El cilindro o frasco se llena con agua y se cubre con una placa de vidrio para que no queden burbujas de aire en el cilindro. La placa se sostiene con la mano, el cilindro se voltea y se sumerge en un baño de vidrio con agua. Bajo el agua, se retira la placa, se introduce un tubo de salida de gas en el orificio abierto del cilindro. El gas desplaza gradualmente el agua del cilindro y lo llena, después de lo cual se cierra el orificio del cilindro bajo el agua con una placa de vidrio y se retira el cilindro lleno de gas. Si el gas es más pesado que el aire, entonces el cilindro se coloca boca abajo sobre la mesa, y si es más liviano, se coloca boca abajo sobre el plato. Los gases por encima del agua se pueden recolectar en tubos de ensayo que, al igual que el cilindro, se llenan de agua, se cierran con un dedo y se vuelcan en un vaso o baño de vidrio con agua.
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Los gases tóxicos suelen recogerse desplazando el agua, ya que es fácil notar el momento en que el gas llena por completo el recipiente. Si es necesario recolectar gas por el método de desplazamiento de aire, entonces proceda de la siguiente manera (Fig. 3, d).
Se inserta en el matraz (tarro o cilindro) un corcho con dos tubos de salida de gas. A través de uno, que llega casi hasta el fondo, se deja entrar gas, el extremo del otro se baja a un vaso (tarro) con una solución que absorbe gas. Entonces, por ejemplo, para absorber el óxido de azufre (IV), se vierte una solución alcalina en un vaso y se vierte agua en un vaso para absorber el cloruro de hidrógeno. Después de llenar el matraz (frasco) con gas, se quita el corcho con los tubos de salida de gas y el recipiente se cierra rápidamente con un corcho o una placa de vidrio, y el corcho con los tubos de salida de gas se coloca en una solución absorbente de gas.
Experiencia 1. Obtención y recolección de oxígeno.
Montar la instalación según la fig. 4. Coloque 3-4 g de permanganato de potasio en un tubo de ensayo seco grande, cierre con un tapón con un tubo de salida de gas. Fije el tubo de ensayo en la gradilla oblicuamente con el orificio ligeramente hacia arriba. Junto al trípode en el que está montado el tubo de ensayo, coloque el cristalizador con agua. Llene un tubo de ensayo vacío con agua, cierre el orificio con una placa de vidrio y gírelo rápidamente boca abajo en el cristalizador. Luego, en el agua, saque la placa de vidrio. No debe haber aire en el tubo de ensayo. Caliente el permanganato de potasio en la llama de un mechero. Sumerja el extremo del tubo de salida de gas en el agua. Observe la aparición de burbujas de gas.
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Unos segundos después del comienzo de las burbujas, coloque el extremo del tubo de salida de gas en la abertura de un tubo de ensayo lleno de agua. El oxígeno desplaza el agua del tubo. Después de llenar el tubo de ensayo con oxígeno, cubra su abertura con una placa de vidrio y déle la vuelta.
EN
Arroz. 4. Dispositivo para la obtención de oxígeno
¿Qué métodos de laboratorio para obtener oxígeno conoces? Escriba las ecuaciones de reacción correspondientes.
2. Describa sus observaciones. Explique la ubicación del tubo de ensayo durante el experimento.
3. Escribe una ecuación reacción química descomposición del permanganato de potasio cuando se calienta.
4. ¿Por qué se enciende una astilla humeante en un tubo de ensayo con oxígeno?
Experiencia 2. Producción de hidrógeno la acción de un metal sobre un ácido.
Montar el aparato, que consiste en un tubo de ensayo con tapón, a través del cual pasa un tubo de vidrio con el extremo retraído (Fig. 5). Coloque algunas piezas de zinc en un tubo de ensayo y agregue una solución diluida de ácido sulfúrico. Inserte firmemente el tapón con el tubo hacia atrás, fije el tubo de ensayo verticalmente en la abrazadera del trípode. Observar la evolución del gas.
EN
Arroz. 5. Dispositivo para producir hidrógeno
Si hay aire en un tubo de ensayo con hidrógeno, se produce una pequeña explosión acompañada de un sonido agudo. En este caso, se debe repetir la prueba de pureza del gas. Después de asegurarse de que sale hidrógeno puro del dispositivo, enciéndalo en el orificio del tubo extraído.
Preguntas y tareas de control:
1. Especificar los métodos de obtención y recogida de hidrógeno en el laboratorio. Escriba las ecuaciones de reacción correspondientes.
2. Escribe una ecuación para la reacción química para producir hidrógeno en condiciones experimentales.
3. Sostenga un tubo seco sobre la llama de hidrógeno. ¿Qué sustancia se produce al quemar hidrógeno? Escriba la ecuación para la reacción de combustión del hidrógeno.
4. ¿Cómo comprobar la pureza del hidrógeno obtenido durante el experimento?
Experiencia 3. obtener amoníaco
Arroz.6
. Aparato para obtener amoníaco.
EN
Preguntas y tareas de control:
¿Qué compuestos de hidrógeno del nitrógeno conoces? Escribe sus fórmulas y nombres.
Describa lo que está sucediendo. Explique la ubicación del tubo de ensayo durante el experimento.
Escribe una ecuación para la reacción entre el cloruro de amonio y el hidróxido de calcio.
Experiencia 4. Obtención de óxido nítrico (IV)
Montar el dispositivo según la fig. 7. Ponga algunas virutas de cobre en el matraz, vierta 5-10 ml de ácido nítrico concentrado en el embudo. Vierta ácido en el matraz en pequeñas porciones. Recoja el gas que se escapa en un tubo de ensayo.
Arroz. 7. Dispositivo para recibir
óxido nítrico(IV)
Preguntas y tareas de control:
1. Describa lo que está sucediendo. ¿De qué color es el gas que se escapa?
2. Escriba una ecuación para la reacción de la interacción del cobre con ácido nítrico concentrado.
3. ¿Qué propiedades tiene el ácido nítrico? ¿Qué factores determinan la composición de las sustancias a las que se reduce? Dé ejemplos de reacciones entre metales y ácido nítrico, como resultado de las cuales los productos de reducciónHNO 3 sonNO 2 , NO, norte 2 O, NUEVA HAMPSHIRE 3 .
Experiencia 5. Obtención de cloruro de hidrógeno
Coloque 15-20 g de cloruro de sodio en un matraz Wurtz; en un embudo de goteo: una solución concentrada de ácido sulfúrico (Fig. 8). Inserte el extremo del tubo de salida de gas en un recipiente seco para recoger cloruro de hidrógeno de modo que el tubo llegue casi hasta el fondo. Cierre la abertura del recipiente con una bola suelta de algodón.
Coloque un cristalizador con agua al lado del dispositivo. Vierta la solución de ácido sulfúrico del embudo cuentagotas.
Caliente ligeramente el matraz para acelerar la reacción. cuando termine
algodón, con el que se cierra la abertura del recipiente, aparecerá niebla,
norte
Arroz. 8. Dispositivo para producir cloruro de hidrógeno
Preguntas y tareas de control:
Explique los fenómenos observados. ¿Cuál es el motivo de la formación de niebla??
¿Cuál es la solubilidad del cloruro de hidrógeno en agua?
Pruebe la solución resultante con papel tornasol. ¿Cuál es el valor del pH??
Escriba la ecuación para la reacción química de la interacción del cloruro de sodio sólido con concentradoácido sulfúrico.
Experiencia 6. Obtención y recolección de monóxido de carbono (IV)
La instalación consta de un aparato Kipp 1 , cargado con piezas de mármol y ácido clorhídrico, dos matraces Tishchenko conectados en serie 2 y 3 (botella 2 lleno de agua para limpiar el monóxido de carbono (IV) que pasa del cloruro de hidrógeno y de impurezas mecánicas, botella 3 - ácido sulfúrico para secado de gases) y matraces 4 con una capacidad de 250 ml para la recogida de monóxido de carbono (IV) (Fig. 9).
Arroz. 9. Dispositivo para la obtención de monóxido de carbono (IV)
Preguntas y tareas de control:
Sumerja la antorcha encendida en un matraz con monóxido de carbono (IV) y explique por qué se apaga la llama.
Escriba una ecuación para la formación de monóxido de carbono (IV).
¿Es posible obtener monóxido de carbono (IV) utilizar solución concentrada de ácido sulfúrico?
Pasar el gas liberado por el aparato de Kipp a un tubo de ensayo con agua, teñido con una solución neutra de tornasol. ¿Qué se observa? Escribe las ecuaciones de la reacción que ocurre cuando un gas se disuelve en agua.
Preguntas de prueba:
Enumerar las principales características del estado gaseoso de la materia.
Proponer una clasificación de los gases según 4-5 características esenciales.
¿Cómo leer la ley de Avogadro? cual es su expresion matematica?
Explicar el significado físico de la masa molar promedio de una mezcla.
Calcular la masa molar media del aire en el que fracción de masa el oxígeno es 23% y nitrógeno - 77%.
¿Cuál de los siguientes gases es más ligero que el aire: monóxido de carbono (II), monóxido de carbono (IV), flúor, neón, acetileno C 2 H 2 , fosfina pH 3 ?
7. Determinar la densidad de hidrógeno de una mezcla de gases que consta de argón con un volumen de 56 litros y nitrógeno con un volumen de 28 litros. Los volúmenes de gases se dan a n.o.s.
8. Un recipiente abierto se calienta a una presión constante de 17 acerca de C a 307 acerca de C. ¿Qué parte del aire (en masa) en el recipiente se desplaza?
9. Determinar la masa de 3 litros de nitrógeno a 15 acerca de C y una presión de 90 kPa.
10. Masa de 982,2 ml de gas a 100 acerca de C y una presión de 986 Pa es 10 g Determine la masa molar del gas.
HUMO SIN FUEGO
Mucho se ha descrito varias opciones experiencias entretenidas basado en las reacciones de interacción de amoníaco gaseoso y cloruro de hidrógeno con la formación de un aerosol de cloruro de amonio. Te presentamos uno de ellos. Vierta 3-5 ml de solución concentrada de ácido clorhídrico en un matraz limpio, seco y de boca ancha con un volumen de 200 ml. Al girar el matraz, las paredes del recipiente se humedecen con ácido, el exceso de solución se vierte y se cierra herméticamente con un corcho. En otro matraz, exactamente el mismo, se recoge una solución de amoníaco (25%) de manera similar.
Durante el experimento, los matraces se abren y se conectan con sus cuellos uno al otro, girándolos en esta posición 180 °. Los frascos se llenan de un espeso humo blanco.
LLAMA DE COLORES
Se preparan soluciones saturadas de sal de Bertolet en agua (alrededor de 8 g de sal por 100 ml de agua), con la adición de varias otras sales.
Se recortan varias formas del papel de filtro (círculos, triángulos, cuadrados, etc.) talla pequeña, sumergido en una solución apropiada y secado, repitiendo esta operación varias veces, de manera que aparecen cristales de sal de Bertolet en los poros del papel. Las figuras de papel bien secas, cuando se encienden, se queman rápidamente y forman una llama de diferentes colores.
Como aditivos a la solución de sal de Bertolet, se toman 2-3 g de cloruro de sodio (llama amarilla), nitrato de estroncio, cloruro de litio (llama roja), cloruro de cobre (llama esmeralda), nitrato de bario (llama verdosa). Parte de las figuras de papel se impregnan con una solución de sal de Bertolet sin aditivos, la llama adquiere una tonalidad violeta.
"AGUA" ENCIENDE UN FUEGO
Sobre la malla de asbesto se coloca una pequeña taza de porcelana (se puede usar un vidrio de reloj) con una pequeña cantidad de una mezcla de permanganato de potasio y ácido sulfúrico. Se colocan astillas secas que imitan un fuego sobre la taza de porcelana y alrededor de ella.
Para encender el fuego resultante, humedezca el algodón con "agua" (alcohol etílico) y exprímalo para que las gotas caigan en la taza. El alcohol (puede tomar alcohol desnaturalizado) se enciende y luego prende fuego a las astillas.
CENIZAS - CATALIZADOR
Si se pone un trozo de azúcar en la llama de un mechero con pinzas, comenzará a derretirse y chamuscarse, pero no se encenderá.
Si sobre el azúcar echamos un poco de ceniza de lo quemado hoja de laurel y llevar a la llama, entonces el azúcar se encenderá y arderá incluso fuera de la llama del quemador.
ENCENDIDO DE ALCOHOL
Una lámpara de alcohol puede encenderse con oxidantes fuertes. Uno de ellos es el óxido de manganeso (VII). Para obtenerlo, vierta 0,5 g de permanganato de potasio en una pila en una taza de porcelana y vierta 2-3 gotas de ácido sulfúrico concentrado en el costado de una pila de sal. La suspensión resultante se recoge en la punta de una varilla de vidrio, que se toca con la mecha de una lámpara de alcohol (la mecha debe estar bien humedecida con alcohol). El matraz se enciende inmediatamente. Nota. Debería ser evitado grandes cantidades permanganato y ácido para preparar la mezcla.
DESAPARICIÓN DEL COLOR
En tres vasos, se vierten soluciones acuosas coloreadas, en la primera, con tinta púrpura, en la segunda, con tornasol azul, en la tercera, con tornasol rojo (lakmoid).
De un matraz en el que se vierte un líquido incoloro (solución de lejía blanca con unas gotas de ácido clorhídrico), la solución se vierte en vasos. Las soluciones coloreadas se vuelven incoloras. La experiencia se puede diversificar utilizando otros colorantes orgánicos para preparar soluciones coloreadas que se vuelven incoloras bajo la acción del cloro.
OBTENER "LECHE"
Se pueden obtener mezclas que imitan la leche mezclando soluciones al 10% de nitrato de bario y sulfato de sodio; cloruro de calcio y bicarbonato de sodio.
La "leche" obtenida por el segundo método se puede convertir en "agua" carbonatada añadiéndole pequeñas porciones de ácido clorhídrico concentrado hasta que el carbonato de calcio se disuelva por completo.
PREGUNTAS Y TAREAS
¿Cuáles de los juegos, formas verbales de entretenimiento y experiencias de entretenimiento anteriores, en su opinión, son los más efectivos?
opciones de maquillaje juegos didácticos, formas verbales de entretenimiento y experiencias de entretenimiento a su tema.
8. Unificación experimento quimico. Bajo la unificación de un experimento químico en la educación, entendemos una reducción racional en los tipos de instrumentos e instalaciones con los que se realizan los experimentos. En el dispositivo propuesto (a veces con adiciones o cambios), es posible llevar a cabo con éxito varias reacciones químicas, tanto durante los experimentos de demostración como durante un experimento de estudiante.
La base del dispositivo es un matraz o matraz con una capacidad de 50-200 ml, un tapón con un embudo de separación (respectivamente, un matraz) de 25-100 ml, el dispositivo debe tener un tubo de salida de gas. Es posible una variedad de modificaciones de un dispositivo unificado (usando Wurtz, matraces Bunsen, etc.) (Fig. 1).
El uso de esta instalación garantiza la seguridad de los experimentos químicos, desde la liberación de gases y volátiles sustancias toxicas es posible regularlos cuantitativamente y enviarlos directamente para realizar reacciones con la participación de estos gases, o para atraparlos mediante dispositivos de absorción.
Otra ventaja de este dispositivo es la capacidad de dosificar de forma rápida y precisa las sustancias iniciales utilizadas para el experimento. Las sustancias y soluciones se colocan en matraces y embudos de decantación con antelación, antes del comienzo de las clases, en cantidad requerida, y no a simple vista, como suele ser el caso cuando se muestran experimentos en tubos de ensayo o vasos, cuando las sustancias y soluciones se recopilan directamente en la lección durante la demostración de los experimentos.
Al usar el dispositivo, la percepción de la experiencia la logran todos los estudiantes, y no solo aquellos que se sientan en los primeros pupitres, como es el caso cuando se realizan experimentos en probetas. El dispositivo recomendado le permite realizar experimentos cualitativos y cuantitativos en química en la escuela, así como en secundaria especial y superior. Instituciones educacionales. Ilustremos la aplicación fundamental del dispositivo en el ejemplo de algunos experimentos, agrupándolos según características similares.
Obtención de gases. La producción de la mayoría de los gases estudiados en la escuela se basa en reacciones heterogéneas entre las fases sólida y líquida. La fase sólida se coloca en un matraz, que se cierra con un tapón con un embudo y un tubo de salida de gas. Se vierte en el embudo una solución adecuada o un reactivo de reacción líquido, cuya adición al matraz se dosifica mediante un grifo de embudo de decantación. Si es necesario, se calienta el matraz con la mezcla de reacción, ajustando el volumen del gas desprendido y la velocidad de reacción.
Usando el dispositivo y los reactivos apropiados, es posible obtener oxígeno, ozono, cloro, hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono y dióxido de azufre, haluros de hidrógeno, nitrógeno y sus óxidos, ácido nítrico a partir de nitratos, etileno, acetileno, bromoetano, ácido acético de acetatos, anhídrido acético, éteres complejos y muchos otros gases y volátiles.
Naturalmente, al mismo tiempo que recibe gases con la ayuda del dispositivo, es posible demostrar su físico y Propiedades químicas.
Reacciones entre soluciones. En este aparato es conveniente realizar experimentos en los que la adición de un reactivo líquido deba realizarse en pequeñas porciones o gota a gota, cuando el curso de la reacción se vea afectado por un exceso o deficiencia de alguna de las sustancias de partida, etc. , por ejemplo:
Disolución de ácido sulfúrico en agua y cumplimiento de las normas de seguridad durante esta operación;
Experimentos que ilustran la difusión de sustancias en líquidos o gases;
Determinación de la densidad relativa de líquidos mutuamente insolubles y formación de emulsiones;
Disolución de sólidos, fenómeno de flotación y formación de suspensiones;
Reacciones de hidrólisis de sal, si es importante mostrar el cambio en el grado de hidrólisis dependiendo del volumen de agua agregado a la solución de sal;
Experimentos que ilustran el color de los indicadores en varios medios y reacciones de neutralización;
Reacciones entre soluciones de electrolitos;
Reacciones, largas en el tiempo;
Reacciones de sustancias orgánicas (bromación y nitración de benceno, oxidación de tolueno, producción de jabón y anilina, hidrólisis de carbohidratos).
Demostración de las propiedades características de la sustancia estudiada. Con la ayuda del dispositivo, puede consistente y claramente, con costo mínimo tiempo para demostrar las propiedades físicas y químicas características de la sustancia en estudio. Al mismo tiempo, se ahorran reactivos, se logra la necesaria seguridad del experimento (los gases nocivos emitidos y las sustancias volátiles son captadas por las soluciones de absorción adecuadas), y se asegura una mejor percepción del experimento por parte de todos los alumnos de la clase.
Considere la preparación y realización de un experimento para demostrar las propiedades del ácido clorhídrico. El profesor se prepara antes de la clase. numero requerido matraces (según el número de reacciones estudiadas) y un tapón con un embudo de separación y un tubo de salida de gas en él. Las sustancias o soluciones (zinc, cobre, óxido de cobre (P), hidróxido de cobre (P), solución de hidróxido de sodio con fenolftaleína, carbonato de sodio, solución de nitrato de plata, etc.) se colocan previamente en los matraces. Se vierten aproximadamente 30 ml de una solución de ácido clorhídrico al 10-20% en un embudo de decantación. Durante la lección, el profesor solo necesita reorganizar el corcho con un embudo de separación lleno de ácido de un matraz a otro, gastando 3-5 ml de solución para cada reacción.
Si se forman compuestos volátiles tóxicos durante las reacciones, el tubo de salida de gas del dispositivo se baja a las soluciones apropiadas para absorber estas sustancias, y la mezcla de reacción en el matraz se neutraliza después del final del experimento.
Solubilidad de los gases en agua. Consideremos el experimento de demostración de la solubilidad de los gases en agua utilizando el ejemplo del óxido de azufre (IV). Se requieren dos dispositivos para el experimento. En el primer dispositivo (en el matraz - sulfito de sodio, en el embudo de separación - ácido sulfúrico concentrado) se obtiene óxido de azufre (IV), que se recoge en el matraz del segundo dispositivo por el método de desplazamiento de aire. Después de llenar este matraz con gas, se vierte agua en el embudo, el tubo de salida de gas se baja a un vaso de agua, teñido con tornasol púrpura u otro indicador (Fig. 2).
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Si ahora abrimos la abrazadera o válvula del tubo de salida del gas, entonces debido a la pequeña superficie de contacto (a través de la abertura interior del tubo) del óxido de azufre (IV) y el agua, se produce una disolución notable del gas con el consiguiente chorro de líquido. en el matraz no ocurre inmediatamente, sino después de un período de tiempo bastante largo, hasta que el matraz no crea suficiente vacío.
Para acelerar este proceso, se vierten 1-2 ml de agua del embudo en el matraz (con la abrazadera del tubo de salida de gas cerrada) y se agita suavemente.
Este volumen de agua es suficiente para que disminuya la presión en el matraz, y el agua teñida con el indicador, cuando se retira la abrazadera del tubo de salida de gas, se precipita en el matraz con una fuente, cambiando el color del indicador. Para potenciar el efecto, se puede dar la vuelta al matraz, habiendo cerrado previamente el embudo de decantación con un tapón y sin quitar el tubo de salida de gas del vaso de agua.
Decoloración de tintes. Se colocan aproximadamente 0,5 g de permanganato de potasio en el matraz del dispositivo. Se inyectan dos agujas en la parte inferior del corcho, sobre las que se pincha un trozo de tela o tira teñida. papel de tornasol. Una de las muestras se humedece con agua, la segunda se deja secar. Se cierra el matraz con un tapón, se vierten varios mililitros de ácido clorhídrico concentrado en el embudo de separación, se baja el tubo de salida de gas a una solución de tiosulfato de sodio para absorber el exceso de cloro liberado (Fig. 3).
Durante la demostración del experimento, se abre ligeramente el grifo del embudo de decantación y se vierte el ácido gota a gota en el matraz, luego se vuelve a cerrar el grifo. En el matraz se produce una reacción entre sustancias con desprendimiento de cloro, un paño húmedo o una tira de papel tornasol se decolora rápidamente, y una seca muestra - más tarde, a medida que se humedece.
Nota. Muchas telas se tiñen con cloro y otros tintes resistentes a la lejía, por lo que es esencial realizar pruebas previas y seleccionar muestras de tela adecuadas. De la misma manera, se puede mostrar la decoloración de los tintes por el dióxido de azufre.
Propiedades de adsorción del carbón o gel de sílice. Se colocan en el matraz unos 0,5 g de polvo o virutas de cobre. Se inyecta un trozo de alambre de metal con un extremo doblado en la parte inferior del tapón, al que se une una pequeña malla para contener el sorbente activado que pesa entre 5 y 15 g (Fig. 4).
El matraz del dispositivo se cierra con un tapón preparado de esta manera y se vierte ácido nítrico en el embudo. Un tubo de salida de gas equipado con una abrazadera (la abrazadera está abierta antes del inicio del experimento), se dejó caer en un vaso con agua coloreada Después del ensamblaje, se verifica que el dispositivo no tenga fugas. En el momento de la demostración del experimento, se abre ligeramente el grifo del embudo de decantación y se vierten unas gotas ácido en un matraz en el que se produce una reacción con la liberación de óxido nítrico (IV). No agregue un exceso de ácido, es necesario que el volumen del gas liberado corresponda al volumen del matraz.
Después del final de la reacción, que está determinada por el cese de la liberación de burbujas de aire desplazadas desde el matraz a través del tubo de salida de gas, se cierra la abrazadera. El dispositivo está instalado frente a una pantalla blanca. La adsorción de óxido nítrico (IV) en el matraz se juzga por la desaparición del color del gas. Además, debido a la formación de un cierto vacío en el matraz, se aspira líquido del vidrio si se abre la abrazadera en el tubo de salida de gas.
Experimentos sobre el estudio de la conductividad eléctrica de sustancias y soluciones.. Si se pasan dos metales adicionales o dos mejores a través del corcho del dispositivo varilla de grafito(electrodo), cuyos extremos inferiores casi tocan el fondo del matraz, y los conectamos a través de una bombilla o galvanómetro a una fuente de corriente, luego obtenemos una instalación para determinar conductividad eléctrica soluciones de sustancias y el estudio de las disposiciones de la teoría disociación electrolítica(Figura 5).
Experimentos cuantitativos basados en reacciones que ocurren con la liberación de gases. Si coloca el tubo de salida de gas del dispositivo debajo de un cilindro graduado con agua instalado en un cristalizador con agua, y recolecta el gas liberado durante la reacción desplazando el agua, luego por el volumen del gas resultante, puede realizar cálculos cuantitativos establecer las masas molares de las sustancias, confirmar las leyes de la cinética química y la termoquímica, determinar la fórmula del etanol y otras
sustancias, etc. (Fig. 6). Si el gas liberado durante la reacción se disuelve o reacciona con agua, entonces se deben usar otros líquidos y soluciones en los experimentos.
Arroz. 6. Instalación para la realización de experimentos cuantitativos.
Los ejemplos dados no agotan todas las posibilidades del dispositivo unificado propuesto en el experimento químico educativo. Si tiene tapones con dos tubos de salida de gas o dos embudos de separación en stock, así como otras opciones de instalación, entonces la cantidad de experimentos que usan un dispositivo unificado puede aumentar significativamente, lo que contribuirá a la organización científica del trabajo de una química. profesor.
Componentes del instrumento: matraces, embudos de decantación graduados, tapones, abrazaderas, etc. - debe incluirse en conjuntos estándar de utensilios y equipos para aulas de química escolar y laboratorios químicos educativos de instituciones de educación superior pedagógica.
9. Experimento casero. Sin negar la posible utilidad en el hogar del uso de diversos programas de computador"Laboratorios virtuales", sin embargo, el experimento en el hogar real les da a los estudiantes más valor. Es imposible imaginar la química sin experimentos químicos. Por lo tanto, es posible estudiar esta ciencia, comprender sus leyes y, por supuesto, enamorarse de ella solo a través de un experimento. Naturalmente, las reacciones químicas se llevan a cabo mejor en salas y laboratorios químicos especialmente equipados bajo la guía de un maestro, en el aula o en las clases de un círculo químico y electivas.
Desafortunadamente, no todas las escuelas tienen círculos de química, no todos los estudiantes interesados en química tienen la oportunidad de asistir a clases adicionales en la escuela. Por lo tanto, solo un experimento químico casero puede llenar el vacío en la enseñanza de la química en las condiciones modernas, cuando los programas están sobresaturados con material teórico, los maestros se niegan a realizar trabajo practico, y los experimentos de laboratorio generalmente se han convertido en una rareza en la práctica escolar. Aquellos autores de libros de texto y cuadernos de trabajo que incluyan en los textos de los párrafos ciertos experimentos y observaciones que los estudiantes deben realizar fuera de la lección, en casa, deben ser bienvenidos y apoyados.
Es difícil sobrestimar la importancia de tal experimento en la formación de interés en la química y la motivación para estudiar este tema. Un experimento casero es de gran importancia para profundizar y ampliar el conocimiento, mejorar habilidades y destrezas especiales, en desarrollo general estudiantes.
En este sentido, un profesor de química debería ayudar a los estudiantes a organizar un experimento químico casero. Al hacerlo, se deben tener en cuenta varios factores. En primer lugar, el maestro debe hablar con los padres sobre todos los temas relacionados con la organización de un experimento de química en el hogar, principalmente sobre el problema de organizar un lugar para realizar experimentos en el hogar. En segundo lugar, los estudiantes deben conocer firmemente y seguir estrictamente las reglas de seguridad. trabajo de laboratorio. En tercer lugar, el profesor de química debe ayudar metódica y prácticamente al alumno a adquirir equipo necesario para realizar experimentos, preparar soluciones y obtener ciertas sustancias a partir de productos alimenticios, significa productos químicos para el hogar etc. Cuarto, es necesario delinear un programa para realizar experimentos educativos y un plan para un experimento de investigación sobre un tema específico. Quinto, debemos enseñar jóvenes químicos realizar observaciones apropiadas y documentar los resultados de los experimentos en un diario de laboratorio.
Aquí hay algunas variantes de experimentos para el experimento casero de los escolares.
Experiencias con hierro 1. Vierta unas gotas de solución salina (5%) en dos tubos de ensayo, agregue unas gotas de solución alcalina a uno. Recoger tapones para tubos de ensayo. Limpie un clavo de hierro de 10-15 cm de largo hasta que quede brillante e insértelo a través de ambos tapones de modo que la parte del clavo con la cabeza se cierre con un tapón en un tubo de ensayo y la punta del clavo se cierre en otro tubo de ensayo. . Parte del clavo (medio) debe permanecer entre los vasos y estar en contacto con el aire circundante. Coloque los tubos de ensayo con el clavo en posición supina. Por lo tanto, realizará simultáneamente tres variantes de la prueba de corrosión del hierro: primero, condiciones normales; en segundo lugar, un ambiente húmedo y salado; en tercer lugar, una atmósfera alcalina húmeda. Observar el estado de la superficie de las tres secciones de la uña durante varios días y sacar conclusiones . (dibujar)
2. Vierta la solución de sal común acidificada con ácido acético en tres tubos de ensayo. En el primer tubo de ensayo, agregue una tableta de urotropina ( producto medicinal) y disolverlo; en el segundo, agregue unas gotas de tintura de yodo hasta que aparezca un color amarillo. Inserte un clavo de hierro pulido en cada tubo de ensayo para que un extremo sobresalga de la solución. Haga un seguimiento de cómo los aditivos afectan la corrosión del hierro en condiciones experimentales y saque conclusiones.
3. Coloque algunos clavos pequeños (alfileres, sujetapapeles) en un tubo de ensayo y agregue 3-5 ml de ácido clorhídrico (1:1). ¿Qué observaste? Escriba la ecuación de reacción. Agregue algunos cristales a la mezcla de reacción. vitriolo azul. ¿Qué observaste? Dar una explicación.
4. Vierta 4-6 ml de solución de sulfato de cobre en un tubo de ensayo, agregue polvo de hierro a la solución. ¿Qué observó? Escriba la ecuación de la reacción. Después del final de la reacción, vierta la solución de sulfato de hierro (II) en otro tubo de ensayo y guárdelo para el próximo experimento. Polvo de hierro recubierto con una capa suelta de cobre, enjuague 2 veces agua limpia, secar sobre una hoja de papel y separar el polvo de cobre.
5. Agregue unas gotas de una solución alcalina a una solución de sulfato de hierro (II) (experimento 4). Agitar la mezcla resultante. ¿Qué observaste? Escriba las ecuaciones de reacción.
6. Caliente una pequeña porción del sedimento del experimento 5 en una cuchara de hojalata. ¿Qué observaste? Escriba la ecuación de reacción.
El yodo y sus propiedades. 1. Vierta unas gotas de tintura de yodo en un tubo de ensayo y evapore con cuidado. Inserte una varilla de vidrio en el tubo de ensayo y continúe calentando suavemente. Preste atención al color de los vapores en el tubo de ensayo ya los cristales depositados en la barra. Describa sus observaciones.
2. ¿En qué se diferencia la sublimación del yodo de la sublimación del cloruro de amonio?
3. Diluya 2-3 ml de tintura de yodo a 10-15 ml con agua y vierta la solución resultante en varios viales de penicilina o tubos de ensayo de 3 ml. A cada porción de la solución, agregue algún metal en forma de polvo o aserrín pequeño (preparar con una lima), como hierro, aluminio, cobre, estaño, etc. Describa los cambios observados y escriba las ecuaciones de reacción correspondientes.
4. Limpia la placa de metal de la suciedad y cubre con una fina capa de esmalte de uñas (pregúntale a tu mamá). Con una aguja de zurcir, raspando el barniz, haga una inscripción o dibuje en el plato. Humedezca la placa con solución de yodo y déjela por un tiempo. Después de la reacción, enjuague la placa con agua, séquela con un paño y retire el barniz con un líquido especial. Quedará un patrón grabado en la placa. Describe lo que hiciste. Escriba la ecuación de reacción.
5. Vierta hasta 1/3 del volumen de agua en el tubo de ensayo y agregue unas gotas de tintura de yodo. Vierta la mitad del volumen de gasolina o diluyente a la solución para pinturas de aceite y agitar bien la mezcla. ¿Qué ves después de la separación de líquidos en dos capas? ¿Es posible, sobre la base de este experimento, juzgar la diferente solubilidad del yodo en agua y en un solvente orgánico?
Experimentos con glicerina. 1. Las soluciones de glicerina en agua se congelan cuando temperaturas bajas. Vierta 0,5 ml de glicerina en cuatro viales de penicilina, agregue la misma cantidad de agua al primero, 1 ml de agua al segundo, 1,5 ml de agua al tercero y 2 ml de agua al cuarto. Ponga las soluciones en frío o en el congelador, anote la temperatura y determine qué soluciones no están congeladas.
2. Moje el extremo de un alambre de hierro o una varilla de vidrio con glicerina y llévelo a la llama. La glicerina se encenderá. Tenga en cuenta la naturaleza de la llama y dé una explicación. Escriba la ecuación de reacción.
3. Vierta 2 ml de solución de hidróxido de sodio, 2-3 gotas de solución de sulfato de cobre en un tubo de ensayo, luego agregue glicerina gota a gota hasta que se disuelva el precipitado. Anota las reacciones realizadas y tus observaciones.
4. Un poco (1-2 ml) de glicerina comprada en una farmacia, caliente (¡con cuidado!) En una cuchara para eliminar el agua. Después de enfriar, agregue una pizca de permanganato de potasio a la glicerina. Después de 1-2 minutos, la glicerina parpadea y se quema con una llama brillante. (Si tiene glicerina anhidra a su disposición, no es necesario precalentar). Describa sus observaciones.
PREGUNTAS Y TAREAS
¿Cuál es su opinión sobre el método de unificación de un experimento químico?
Desarrolle una versión de un experimento de demostración usando un dispositivo unificado para su tema.
Desarrolle opciones para realizar un experimento químico en casa sobre su tema.
10. Tecnologías de prueba en la enseñanza de la química. El proceso de contabilidad y control de los conocimientos de los estudiantes es uno de los más responsables y tipos complejos actividades de aprendizaje tanto para estudiantes como para profesores. El control del dominio de los conocimientos de los alumnos cumple una serie de funciones en el proceso de aprendizaje: evaluativo, diagnóstico, estimulante, desarrollador, didáctico, educativo, etc.
Para determinar la calidad de los conocimientos, habilidades y destrezas, se utilizan diversas técnicas, medios y métodos, entre los cuales en últimos años las pruebas se han vuelto esenciales en la práctica escolar.
Recolectando gases
Los métodos de recolección de gases están determinados por sus propiedades: solubilidad e interacción con agua, aire, venenosidad del gas. Hay dos métodos principales de recolección de gas: desplazamiento de aire y desplazamiento de agua. Desplazamiento de aire recoger gases que no interactúan con el aire.
De acuerdo con la densidad relativa del gas en el aire, se llega a una conclusión sobre cómo colocar el recipiente para recolectar gas (Fig. 3, a y b).
En la fig. 3a muestra la colección de un gas con una densidad del aire superior a la unidad, como el óxido nítrico (IV), cuya densidad del aire es 1,58. En la fig. 3b muestra la colección de gas con una densidad de aire inferior a la unidad, como hidrógeno, amoníaco, etc.
Al desplazar el agua se recogen gases que no interactúan con el agua y son poco solubles en ella. Este método se llama recolectar gas sobre el agua , que se lleva a cabo de la siguiente manera (Fig. 3, c). El cilindro o frasco se llena con agua y se cubre con una placa de vidrio para que no queden burbujas de aire en el cilindro. La placa se sostiene con la mano, el cilindro se voltea y se sumerge en un baño de vidrio con agua. Bajo el agua, se retira la placa, se introduce un tubo de salida de gas en el orificio abierto del cilindro. El gas desplaza gradualmente el agua del cilindro y lo llena, después de lo cual se cierra el orificio del cilindro bajo el agua con una placa de vidrio y se retira el cilindro lleno de gas. Si el gas es más pesado que el aire, entonces el cilindro se coloca boca abajo sobre la mesa, y si es más liviano, se coloca boca abajo sobre el plato. Los gases por encima del agua se pueden recolectar en tubos de ensayo que, al igual que el cilindro, se llenan de agua, se cierran con un dedo y se vuelcan en un vaso o baño de vidrio con agua.
Los gases tóxicos suelen recogerse desplazando el agua, ya que es fácil notar el momento en que el gas llena por completo el recipiente. Si es necesario recolectar gas por el método de desplazamiento de aire, entonces proceda de la siguiente manera (Fig. 3, d).
Se inserta en el matraz (tarro o cilindro) un corcho con dos tubos de salida de gas. A través de uno, que llega casi hasta el fondo, se deja entrar gas, el extremo del otro se baja a un vaso (tarro) con una solución que absorbe gas. Entonces, por ejemplo, para absorber el óxido de azufre (IV), se vierte una solución alcalina en un vaso y se vierte agua en un vaso para absorber el cloruro de hidrógeno. Después de llenar el matraz (frasco) con gas, se quita el corcho con los tubos de salida de gas y el recipiente se cierra rápidamente con un corcho o una placa de vidrio, y el corcho con los tubos de salida de gas se coloca en una solución absorbente de gas.
Experiencia 1. Obtención y recolección de oxígeno.
Montar la instalación según la fig. 4. Coloque 3-4 g de permanganato de potasio en un tubo de ensayo seco grande, cierre con un tapón con un tubo de salida de gas. Fije el tubo de ensayo en la gradilla oblicuamente con el orificio ligeramente hacia arriba. Junto al trípode en el que está montado el tubo de ensayo, coloque el cristalizador con agua. Llene un tubo de ensayo vacío con agua, cierre el orificio con una placa de vidrio y gírelo rápidamente boca abajo en el cristalizador. Luego, en el agua, saque la placa de vidrio. No debe haber aire en el tubo de ensayo. Caliente el permanganato de potasio en la llama de un mechero. Sumerja el extremo del tubo de salida de gas en el agua. Observe la aparición de burbujas de gas.
Unos segundos después del comienzo de la liberación de burbujas, introduzca el extremo del tubo de salida de gas en el orificio del tubo de ensayo lleno de agua. El oxígeno desplaza el agua del tubo. Después de llenar el tubo de ensayo con oxígeno, cubra su abertura con una placa de vidrio y déle la vuelta.
1. ¿Qué métodos de laboratorio para obtener oxígeno conoce? Escriba las ecuaciones de reacción correspondientes.
2. Describa sus observaciones. Explique la ubicación del tubo de ensayo durante el experimento.
3. Escribe una ecuación para la reacción química de la descomposición del permanganato de potasio cuando se calienta.
4. ¿Por qué se enciende una astilla humeante en un tubo de ensayo con oxígeno?
Experiencia 2. Producción de hidrógeno la acción de un metal sobre un ácido.
Montar el aparato, que consiste en un tubo de ensayo con tapón, a través del cual pasa un tubo de vidrio con el extremo retraído (Fig. 5). Coloque algunas piezas de zinc en un tubo de ensayo y agregue una solución diluida de ácido sulfúrico. Inserte firmemente el tapón con el tubo hacia atrás, fije el tubo de ensayo verticalmente en la abrazadera del trípode. Observar la evolución del gas.
Si hay aire en un tubo de ensayo con hidrógeno, se produce una pequeña explosión acompañada de un sonido agudo. En este caso, se debe repetir la prueba de pureza del gas. Después de asegurarse de que sale hidrógeno puro del dispositivo, enciéndalo en el orificio del tubo extraído.
Preguntas y tareas de control:
1. Especificar los métodos de obtención y recogida de hidrógeno en el laboratorio. Escriba las ecuaciones de reacción correspondientes.
2. Escribe una ecuación para la reacción química para producir hidrógeno en condiciones experimentales.
3. Sostenga un tubo seco sobre la llama de hidrógeno. ¿Qué sustancia se produce al quemar hidrógeno? Escriba la ecuación para la reacción de combustión del hidrógeno.
4. ¿Cómo comprobar la pureza del hidrógeno obtenido durante el experimento?
Experiencia 3. obtener amoníaco
Preguntas y tareas de control:
1. ¿Qué compuestos de hidrógeno del nitrógeno conoces? Escribe sus fórmulas y nombres.
2. Describa lo que está sucediendo. Explique la ubicación del tubo de ensayo durante el experimento.
3. Escribe una ecuación para la reacción entre el cloruro de amonio y el hidróxido de calcio.
Experiencia 4. Obtención de óxido nítrico (IV)
Montar el dispositivo según la fig. 7. Ponga algunas virutas de cobre en el matraz, vierta 5-10 ml de ácido nítrico concentrado en el embudo. Vierta ácido en el matraz en pequeñas porciones. Recoja el gas que se escapa en un tubo de ensayo.
Preguntas y tareas de control:
1. Describa lo que está sucediendo. ¿De qué color es el gas que se escapa?
2. Escriba una ecuación para la reacción de la interacción del cobre con ácido nítrico concentrado.
3. ¿Qué propiedades tiene el ácido nítrico? ¿Qué factores determinan la composición de las sustancias a las que se reduce? Dé ejemplos de reacciones entre metales y ácido nítrico, como resultado de las cuales los productos de la reducción de HNO 3 son NO 2 , NO, N 2 O, NH 3 .
Experiencia 5. Obtención de cloruro de hidrógeno
Coloque 15-20 g de cloruro de sodio en un matraz Wurtz; en un embudo de goteo: una solución concentrada de ácido sulfúrico (Fig. 8). Inserte el extremo del tubo de salida de gas en un recipiente seco para recoger cloruro de hidrógeno de modo que el tubo llegue casi hasta el fondo. Cierre la abertura del recipiente con una bola suelta de algodón.
Coloque un cristalizador con agua al lado del dispositivo. Vierta la solución de ácido sulfúrico del embudo cuentagotas.
Caliente ligeramente el matraz para acelerar la reacción. cuando termine
algodón, con el que se cierra la abertura del recipiente, aparecerá niebla,
Preguntas y tareas de control:
1. Explicar los fenómenos observados. ¿A qué se debe la formación de niebla?
2. ¿Cuál es la solubilidad del cloruro de hidrógeno en agua?
3. Pruebe la solución resultante con papel tornasol. ¿Cuál es el valor del pH?
4. Escriba la ecuación para la reacción química de la interacción del cloruro de sodio sólido con concentradoácido sulfúrico.
Experiencia 6. Obtención y recogida de monóxido de carbono (IV)
La instalación consta de un aparato Kipp 1 , cargada con piezas de mármol y ácido clorhídrico, dos matraces Tishchenko conectados en serie 2 y 3 (botella 2 lleno de agua para purificar el paso de monóxido de carbono (IV) del cloruro de hidrógeno y las impurezas mecánicas, botella 3 - ácido sulfúrico para secado de gases) y matraces 4 con una capacidad de 250 ml para la recogida de monóxido de carbono (IV) (Fig. 9).
Arroz. 9. Dispositivo para la obtención de monóxido de carbono (IV)
Preguntas y tareas de control:
1. Introducir la antorcha encendida en un matraz con monóxido de carbono (IV) y explicar por qué se apaga la llama.
2. Escribe una ecuación para la formación de monóxido de carbono (IV).
3. ¿Es posible utilizar una solución concentrada de ácido sulfúrico para obtener monóxido de carbono (IV)?
4. Pasar el gas liberado por el aparato de Kipp a un tubo de ensayo con agua, teñido con una solución neutra de tornasol. ¿Qué se observa? Escribe las ecuaciones de la reacción que ocurre cuando un gas se disuelve en agua.
Preguntas de prueba:
1. Enumera las principales características del estado gaseoso de la materia.
2. Proponer una clasificación de gases según 4-5 características esenciales.
3. ¿Cómo se lee la ley de Avogadro? ¿Cuál es su expresión matemática?
4. Explique el significado físico de la masa molar promedio de la mezcla.
5. Calcule la masa molar promedio del aire acondicionado, en el cual la fracción de masa de oxígeno es 23% y nitrógeno es 77%.
6. ¿Cuál de los siguientes gases es más liviano que el aire: monóxido de carbono (II), monóxido de carbono (IV), flúor, neón, acetileno C 2 H 2, fosfina PH 3?
7. Determinar la densidad por hidrógeno mezcla de gases, que consta de argón con un volumen de 56 litros y nitrógeno con un volumen de 28 litros. Los volúmenes de gases se dan a n.o.s.
8. Un recipiente abierto se calienta a una presión constante de 17 °C a 307 °C. ¿Qué parte del aire (en masa) del recipiente se desplaza?
9. Determinar la masa de 3 litros de nitrógeno a 15°C y una presión de 90 kPa.
10. La masa de 982,2 ml de gas a 100 °C y una presión de 986 Pa es de 10 g Determinar la masa molar del gas.
Ya hemos trabajado un poco, nos ocuparemos de los gases. Esto es algo más difícil, y antes que nada necesitaremos tapones con agujeros y conductos de ventilación.
El tubo puede ser de vidrio, metal o incluso plástico. Es mejor no tomar un corcho de goma, ya que es difícil perforarlo. Tome tapones de corcho o polietileno; los agujeros en ellos se pueden quemar con un punzón calentado. Inserte un tubo en este orificio, por ejemplo, de un cuentagotas; debe entrar en el orificio del corcho firmemente, sin espacios, por lo que el orificio del corcho primero debe hacerse un poco más pequeño de lo requerido y luego expandirlo gradualmente, ajustándolo al diámetro del tubo. Coloque un tubo flexible de goma o polietileno de 30 centímetros de largo en el tubo de vidrio, también inserte un tubo corto de vidrio en su otro extremo.
Ahora la primera experiencia con gases. Preparar agua de cal, laurel agua caliente(1/2 taza) media cucharadita de cal apagada triturada, revuelva la mezcla y deje reposar.
Un precipitado transparente sobre la solución sedimentada es agua de cal. Drene cuidadosamente el líquido del sedimento; este laboratorio se llama decantación.
Si no tiene cal apagada Ca (OH) 2, entonces el agua de cal se puede preparar a partir de dos soluciones que se venden en una farmacia: cloruro de calcio CaCl 2 y amoníaco NH 4 OH (solución acuosa de amoníaco). Cuando se mezclan, también se obtiene agua clara de cal.
Tomar una botella fría agua mineral o limonada. Abra el corcho, inserte rápidamente el corcho con el tubo de salida de gas en el cuello y baje el otro extremo en un vaso de agua con cal. Coloque la botella en agua tibia. Saldrán burbujas de gas. Esto es dióxido de carbono CO 2 (también conocido como dióxido de carbono, dióxido de carbono). Se añade al agua para hacerla más sabrosa.
El gas entra en el vaso a través del tubo, pasa por el agua de cal y se vuelve turbio ante nuestros ojos, porque el hidróxido de calcio que contiene se convierte en carbonato de calcio CaCO 3, es poco soluble en agua y forma una turbidez blanca.
Para experimentar con agua de cal no es necesario comprar limonada o agua mineral. Después de todo, cuando respiramos, consumimos oxígeno y liberamos dióxido de carbono, el mismo gas que enturbia el agua de cal. Sumerja el extremo de cualquier tubo limpio en una porción fresca de agua con cal y exhale varias veces a través del tubo; el resultado no tardará en llegar.
Abra otra botella, inserte un tapón con un tubo y continúe pasando dióxido de carbono a través del agua de cal. Después de un tiempo, la solución volverá a ser transparente, porque el dióxido de carbono reacciona con el carbonato de calcio, convirtiéndolo en otra sal de bicarbonato Ca(HCO 3) 2, y esta sal se disuelve muy bien en agua.
El siguiente gas que veremos se ha mencionado recientemente: el amoníaco. Es fácil de reconocer por su fuerte olor característico: el olor del amoníaco farmacéutico.
Vierta un poco de solución de soda de lavado saturada hervida en la botella. Luego agregue amoníaco, inserte un tapón con un tubo de salida flexible en el cuello y coloque el tubo de ensayo boca abajo en su otro extremo. calentar la botella agua tibia. El vapor de amoníaco es más liviano que el aire y pronto llenará un tubo de ensayo invertido. Todavía sujetando el tubo boca abajo, bájalo con cuidado en el vaso de precipitados con agua. Casi de inmediato, el agua comenzará a subir hacia el tubo de ensayo, porque el amoníaco es muy soluble en agua, lo que le deja espacio en el tubo de ensayo.
Al mismo tiempo, puede aprender a reconocer el amoníaco, y no solo por el olor. Primero, asegúrese de que la solución de amoníaco sea alcalina (use fenolftaleína o indicadores caseros). Y en segundo lugar, gastar reacción cualitativa por amoníaco. reacción cualitativa- esta es una reacción que le permite identificar con precisión una sustancia o grupo de sustancias en particular.
Prepare una solución débil de sulfato de cobre (debe ser azul pálido) y baje el tubo de salida de gas. Cuando el amoníaco NH 3 comience a liberarse, la solución se volverá azul brillante al final del tubo. El amoníaco con una sal de cobre da un compuesto complejo de color brillante de una composición de SO 4 bastante compleja.
Ahora intente obtener una pieza muy pequeña de carburo de calcio; obtendremos acetileno. Ensamble el dispositivo, como en el experimento anterior, solo vierta en la botella no amoníaco, pero refresco. Sumerja un pequeño trozo de carburo de calcio del tamaño de un guisante, cuidadosamente envuelto en papel secante, e inserte un corcho con un tubo. Cuando el papel secante se moje, comenzará a liberarse gas, que recogerá en un tubo de ensayo invertido como antes. Después de un minuto, voltea el tubo de ensayo y trae una cerilla encendida. El gas se encenderá y arderá con una llama humeante. Este es el mismo acetileno que usan los soldadores de gas.
Por cierto, en este experimento no solo se obtiene acetileno. permanece en la botella solución de agua hidróxido de calcio, es decir, agua de cal. Se puede utilizar para experimentos con dióxido de carbono.
El próximo experimento con gases solo se puede hacer con buena ventilación, y si no es así, entonces aire fresco. Obtendremos un dióxido de azufre (gas sulfuroso) SO 2 de olor fuerte.
Vierta ácido acético diluido en una botella y agregue un poco de sulfito de sodio Na 2 SO 3 envuelto en papel secante (esta sustancia se vende en tiendas de fotografía). Cierre la botella con un corcho, sumerja el extremo libre del tubo de salida de gas en un vaso con una solución diluida de permanganato de potasio KMpO 4 preparada previamente (esta sustancia se conoce en la vida cotidiana como permanganato de potasio). La solución debe ser de color rosa pálido. Cuando el papel se humedezca, comenzará a salir dióxido de azufre de la botella. Reacciona con la solución de permanganato de potasio y la decolora.
Si no puede comprar sulfito de sodio, reemplácelo con el contenido de un cartucho grande de un revelador fotográfico convencional. Es cierto que en este caso habrá una mezcla de dióxido de carbono en dióxido de azufre, pero esto no interferirá con el experimento.
O. Olgin. "Experimentos sin explosiones"
M., "Química", 1986
