Задание практической работы №9

Практическая работа № 9

Тема: Получение газов

Цель работы: получение и изучение некоторых свойств газообразных неорганических веществ, их идентификация с помощью качественных реакций, соблюдая правила ОТ и ТБ.

Оборудование: штативс пробирками, стеклянная газоотводная трубка с пробкой, спиртовка, спички, держатель для пробирок, лучина, реактивы (перманганат калия, гидроксид кальция, цинк, соляная кислота, карбонат кальция, гидроксид натрия, вода, индикатор универсальный, хлорид аммония).

Краткие теоретические сведения

Молекулы газообразных веществ находятся далеко друг от друга. Газы не имеют собственного объема и формы. Газы могут смешиваться друг с другом в любых отношениях. Газы легко сжимаются, при этом давление газа на стенки сосуда увеличивается.

Водород элемент с порядковым номером 1, его относительная атомная масса 1, 008. Электронная формула атома водорода: 1s². Молекулярная формула: Н₂. Степень окисления +1, реже -1. Э.О.- 2,1. Водород – это газ без цвета и запаха, в 14 раз легче воздуха, трудно сжижаемый газ, плохо растворим в воде, хорошо растворим в некоторых металлах (никель, платина). Химически он мало активен из-за прочной химической связи в молекуле. В химических реакциях водород может быть как восстановителем, так и окислителем. Химическая активность водорода проявляется при нагревании, в присутствии катализаторов (никель, платина, палладия).

Получение водорода:

Лабораторные способы

а). Взаимодействие металлов, находящиеся в ряду напряжения до водорода, с кислотами (HCl, разб. H₂SO₄): Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

Водород собираем способом вытеснения воздуха, так как водород легче воздуха (пробирка вверх дном). Качественной реакцией на определения водорода: при поднесении пробирки с собранным водородом к открытому огню слышим хлопок.

б). Взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с водой:

Ca + 2Н₂О = Ca(ОН)₂ + H₂↑

в). Взаимодействие Zn, Si, Al с водными растворами щелочей:

Si + 2NaOH+ Н₂О = Na₂SiO₃+ 2H₂↑

Промышленное производство

Из газообразных, твердых, жидких горючих ископаемых, а также воды.

а). Конверсия метана с водяным паром: СН₄ + Н₂О =(эл-з, tºC, кат.)= СО+ 3H₂↑

б). Газификация твердого топлива: С(уголь) + Н₂О = СО+ H₂ - «водяной пар»

в). Электролитическое разложение воды в присутствии щелочей:

2Н₂О =(NaOH)= 2H₂↑+ О₂↑

Кислород элемент с порядковым номером 8, его относительная атомная масса 15, 999. Электронная формула атома кислорода: 1s²2s²2p. Молекулярная формула: О₂.

Степень окисления чаще -2 (искл. Н₂О₂пероксида водорода). Э.О.- 3,5.

Кислород – это газ без цвета и запаха, тяжелее воздуха, в воде малорастворим; он сильный окислитель, вступает в химические реакции со всеми элементами, кроме благородных газов.

Получение кислорода:

Лабораторный способ

Термическое окислительно-восстановительное разложение солей:

2КМnO₄ =(tº)= O₂↑+МnO₂ + К₂МnO₄

Кислород собираем способом вытеснения воздуха, так как кислород тяжелее воздуха (пробирка вниз дном). Качественной реакцией на определения кислорода: тлеющая лучинка вспыхивает ярким пламенем, при поднесении её к пробирке с собранным кислородом.

Промышленное производство

а). Ректификация жидкого воздуха (отделение от N₂);

б). Электролитическое разложение воды в присутствии щелочей:

2Н₂О =(NaOH)= 2H₂↑+ О₂↑

Аммиак (NH₃) – нитрид водорода, газ без цвета с характерным запахом, легче воздуха, хорошо растворим в воде (10%- 25% раствор – «нашатырный спирт»), ядовит. Аммиак химически очень активен, образует разнообразные органические и неорганические соединения. Аммиак обладает основными свойствами, так как способен присоединять ион водорода Н⁺. Поэтому окрашивает бумажный индикатор в синий цвет.

Получение аммиака:

Промышленный синтез в присутствии катализатора, при температуре и высоком давлении

(до 1000ат): 3Н₂ + N₂ = 2NH₃ +Q;

Лабораторный способ. Действие щелочей на твердые соли аммония:

2NH₄Cl + Ca(ОН)₂ = 2NH₃↑ + CaCl₂ + 2H₂O

NH₄Cl + NaОН = NH₃↑ + NaCl + H₂O

Углекислый газ (СО₂) – диоксид углерода, бесцветный, негорючий газ, значительно тяжелее воздуха, со слабым кисловатым запахом и вкусом. При низких температурах превращается в твёрдую снегообразную массу («сухой лёд»). Химически диоксид углерода – довольно инертное вещество. Основной тип взаимодействия СО₂связан с проявлением свойств кислотного оксида.

Получение углекислого газа:

а). Разложение карбонатов и гидрокарбонатов при температуре:

СаСО₃ = СаО + СО₂ ↑; 2NаНСО₃ = Nа₂СО₃ + СО₂ ↑ + H₂O

б). Сжигание угля и других видов топлива: СxHy + О₂ = СО₂ ↑ + H₂O

в). Действие сильных кислот на карбонатов и гидрокарбонатов:

СаСО₃ + 2НСl = СаСl₂ + СО₂ ↑ + H₂O

г). Спиртовое брожение глюкозы: С₆Н₁₂О₆=(ферменты)= 2СО₂↑ + 2С₂Н₅ОН

Качественной реакцией на определения углекислого газа- помутнение «известковой воды» Са(ОН)₂: Са(ОН)₂ + СО₂= СаСО₃↓ + H₂O

Качественной реакцией называют химическую реакцию нахождения ионов реагентами, характеризующиеся изменением цвета (пламени, осадка, раствора).

Примеры: NН₄Сl + NаОН → NН₃↑ + H₂O + NаСl (запах аммиака, посинение индикатора универсального – это качественная реакция на ионы аммонии NН₄⁺);

ВаСl₂ + Nа₂SO₄→ ВаSO₄↓ + 2NаСl (белый осадок сульфата бария - это качественная реакция на ионы бария Ва²⁺);

NаСl + АgNO₃→АgСl↓ + NаNO₃ (белый осадок хлорида серебра - это качественная реакция на ионы хлора Сl^-);

Nа₂СО₃ + 2НСl = 2NаСl + СО₂↑ + H₂O (выделение газа - это качественная реакция на ионы карбоната СО₃² ^-).

Индикаторы – органические вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от pН среды.

Задание практической работы №9

Провести опыты и результаты оформить в таблицу №1.

Опыт №1. Получение водорода

В пробирку поместить гранулу цинка и прилить 1-2 мл соляной кислоты.