практич_часть_лаб_раб_Общ хим_14-15_1сем

Общая химия

Лабораторная работа

Кинетика гомогенных и гетерогенных химических реакций

Практическая часть

Опыт 1. Зависимость скорости гомогенной реакции от температуры

Налейте в один стаканчик 20 мл 0,5% раствора серной кислоты, а в другой 20 мл 0,5% раствора серноватистокислого натрия Na2S2O3. Измерьте температуру одного из растворов, предварительно ополоснув термометр. Поставьте стаканчик с кислотой на лист линованной бумаги, быстро прилейте к нему раствор Na2S2O3, взболтайте и отметьте момент сливания растворов по секундной стрелке часов. Отметьте отрезок времени до условного окончания процесса, за который принимается исчезновение из поля зрения линий на бумаге в результате помутнения раствора вследствие выделения твердой серы. Запишите время, израсходованное на выделение серы. Так как степень мутности зависит от толщины слоя раствора, то все опыты проводите в одном и том же стакане, чтобы толщина слоя была одной и той же во всех экспериментах.

Повторите эксперимент еще два раза, нагрев реагирующие растворы выше температуры первого эксперимента сначала на 100, затем – на 200. Для этого оба стаканчика с растворами поместите одновременно на горячую водяную баню. В стаканчике с тем же раствором, что и в первом эксперименте, периодически измеряйте температуру (не оставляя термометр в стакане). По достижении требуемой температуры быстро смешайте растворы и отметьте по часам условную продолжительность реакции. Время, необходимое для выделения данного количества серы, обратно пропорционально средней скорости реакции.

По результатам опыта постройте график зависимости условной скорости реакции от температуры, рассчитайте температурный коэффициент Вант-Гоффа и энергию активации.

Результаты внесите в таблицу 1 отчета.

Опыт 2. Зависимость скорости гомогенной реакции от концентрации реагирующих веществ при постоянной температуре

Налейте в стаканчик 10 мл 0,5% раствора серной кислоты. В другой стаканчик налейте 10 мл 0,5% раствора серноватистокислого натрия и 20 мл дистиллированной воды. Затем к раствору кислоты прилейте содержимое второго стакана и отметьте по часам продолжительность опыта. Повторите опыт еще два раза, изменяя концентрацию серноватистокислого натрия, в первом случае прилив 10 мл воды в стакан с Na2S2O3, во втором случае воду добавлять не нужно.

По результатам опыта постройте график зависимости условной скорости реакции от концентрации серноватистокислого натрия Na2S2O3, рассчитайте порядок реакции по серноватистокислому натрию (метод Вант-Гоффа).

Результаты внесите в таблицу 2 отчета.

Опыт 3. Твердофазная реакция нитрата свинца и иодида калия

Всухой ступке осторожно смешайте несколько кристаллов нитрата свинца Pb(NO3)2

ийодида калия KI. Отметьте, происходит ли изменение окраски. Затем энергично разотрите кристаллы пестиком, запишите наблюдения. Из капельницы добавьте к смеси несколько капель воды. Объясните различия в скорости появления окраски. Напишите уравнение происходящей реакции. Результаты внесите в таблицу 3 отчета.

Общая химия

Лабораторная работа

Каталитические реакции

Практическая часть

Опыт 1. Гомогенная каталитическая реакция восстановления ионов железа (III)

В данном опыте в качестве примера гомогенного катализа рассматривается реакция восстановления ионов Fe3 + ионами S2O3 2 - :

2 Fe(NCS)3 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2Fe (NCS)2 + 2NaNCS,

которая ускоряется в присутствии ионов Cu 2 +.

Водные растворы роданида железа (III) имеют кроваво-красную окраску. По времени исчезновения окраски судят о скорости протекания реакции.

1. Приготовьте раствор роданида железа (III) Fe (NCS)3, смешав в колбочке 5 мл 0,1М раствора хлорида железа (III) FeCl3 и 1 мл 0,1М раствора роданида аммония

NH4NCS.

2.Пипеткой отберите 1 мл приготовленного раствора в другую коническую пробирку.

3.В третью коническую пробирку налейте 1 мл 0,1М раствора тиосульфата натрия

Na2S2O3.

4.Содержимое обеих пробирок объедините, для чего раствор Na2S2O3 быстро перелейте в пробирку с раствором Fe(NCS)3, включив при этом секундомер. Наблюдайте за происходящими изменениями.

5.Отметьте по секундомеру время до полного обесцвечивания раствора, которое условно можно считать временем протекания реакции.

6.Проведите аналогичный эксперимент (операции по пп. 2-5), добавив в пробирку

сраствором Fe (NCS)3 одну каплю 0,05 М раствора CuSO4 .

7.Повторите опыт с тремя каплями 0,05 М раствора CuSO4.

Результаты измерений, расчетов и выводы внесите в таблицу 1 отчета.

Опыт 2. Гетерогенная каталитическая реакция разложения пероксида водорода

В этом опыте изучается влияние гетерогенного катализатора (MnO2 или PbO2) на скорость разложения пероксида водорода.

1.В две пробирки с помощью мерного цилиндра налейте по 3 мл 3 % раствора пероксида водорода H2O2.

2.В первую пробирку добавьте немного (на кончике шпателя) порошка диоксида

марганца MnO2 или свинца PbO2 (по указанию преподавателя) и одновременно включите секундомер. Отметьте время протекания реакции до окончания выделения пузырьков газа.

3.Проведите аналогичный эксперимент (операции пп.1-2), добавив в 2 раза большее количество катализатора.

4.По указанию преподавателя проведите аналогичные эксперименты с другим катализатором.

Результаты измерений, расчетов и выводы внесите в таблицу 2 отчета.

Опыт 4. Автокаталитическая реакция перманганата калия с щавелевой кислотой

1.В каждую из двух пробирок налейте по 1 мл 0,02 М раствора перманганата калия

и0,1 М раствора щавелевой кислоты.

2.Прибавьте в каждую пробирку по пять капель 2М раствора серной кислоты для создания достаточной кислотности.

3.Одну пробирку оставьте для сравнения, а в другую добавьте 3 капли 0,1 М раствора соли двухвалентного марганца (MnCl2 или MnSO 4) и включите секундомер.

4.Отметьте время, через которое обесцветились растворы в первой и во второй пробирках.

Результаты измерений, расчетов и выводы занесите в таблицу 3 отчета.

Общая химия

Лабораторная работа

Растворы электролитов

Практическая часть

Опыт 1. Зависимость электропроводности растворов от степени диссоциации электролитов (демонстрационный опыт)

1.В сосуды с 0,1н растворами HCl и СН3СООН погрузите электроды, включенные

вэлектрическую сеть последовательно с амперметром. Запишите показания амперметра. Напишите уравнения диссоциации соответствующих соединений. Сделайте выводы об относительной силе данных электролитов.

2.Повторите действия п.1, используя 0,1н растворы NaOH и NH4OH. Сделайте соответствующие выводы.

Опыт 2. Зависимость электропроводности раствора от концентрации сильного электролита (демонстрационный опыт)

В сосуды с растворами серной кислоты с концентрациями (масс. доли, %) от 10 до 90 последовательно погрузите электроды, запишите показания амперметра.

Внесите полученные результаты в отчет, постройте график зависимости I = f (C). Объясните полученную зависимость силы тока от концентрации раствора.

Опыт 3. Определение направления протекания ионообменных реакций с участием электролитов

Ионообменные реакции в электролитах протекают в направлении образования слабых электролитов или малорастворимых веществ, выделяющихся в виде газов или осадков.

1)Внесите в ячейку капельного планшета небольшое количество кристаллического

хлорида аммония NH4Cl и прибавьте две капли 1н раствора едкого натра NaOH. Перемешайте содержимое ячейки стеклянной лопаточкой, определите по запаху, какой газ выделяется. Запишите уравнение реакции в молекулярной и молекулярно-ионной формах.

2)Внесите в ячейку капельного планшета небольшое количество кристаллического

ацетата натрия CH3COONa и прибавьте две капли 1н раствора соляной кислоты HCl. Перемешайте содержимое ячейки, определите, какому соединению соответствует новый запах. Запишите уравнение реакции в молекулярной и молекулярно-ионной формах.

Опыт 4. Равновесие диссоциации в растворе слабого электролита

Внесите две капли 0,1 н раствора уксусной кислоты в ячейку капельного планшета. С помощью универсального индикатора оцените значение рН раствора. Добавьте небольшое количество кристаллического CH3COONa и перемешайте содержимое ячейки стеклянной лопаточкой. Вновь оцените значение рН полученного раствора, используя универсальный индикатор.

Напишите уравнения процессов. Укажите направление смещения равновесия диссоциации слабого электролита CH3COOH при введении в его раствор сильного электролита CH3COONa, содержащего одноименный ион, используя полученные значения рН.

Опыт 5. Получение и растворение осадков малорастворимых электролитов

В две пробирки налейте по 1-2 мл 0,1М раствора хлорида кальция CaCl2 и добавьте по 1-2 мл 0,1М раствора карбоната натрия Na2CO3. В одну пробирку добавьте немного

соляной кислоты. Объясните наблюдаемые явления, используйте значения констант диссоциации угольной кислоты и произведение растворимости карбоната кальция. Напишите уравнения реакций образования и растворения осадка.

Ка (I)(Н2СО3)=4,3·10–7; Ка (II)(Н2СО3)=5,6·10–11; ПР(СаСО3)=3,8·10–9

Опыт 6. Влияние природы соли на процесс гидролиза

Внесите по две капли 0,1н растворов NaCl, AlCl3 и Na2CO3 в ячейки капельного планшета. С помощью универсального индикатора оцените значения рН данных растворов. Напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярной и молекулярноионной формах.

Опыт 7. Влияние температуры на процесс гидролиза (демонстрационный

опыт)

Налейте в пробирку два мл раствора ацетата натрия СН3СООNa и прибавьте одну каплю фенолфталеина. Обратите внимание на окраску раствора. Нагрейте раствор до кипения и вновь отметьте окраску. Объясните наблюдаемое явление, написав уравнения реакций гидролиза в молекулярной и молекулярно - ионной формах.

Сделайте вывод о знаке теплового эффекта процесса гидролиза и влиянии температуры на гидролиз солей.

Общая химия

Лабораторная работа

Коррозия и защита металлов

Практическая часть

Опыт 1. Коррозия железа в различных электролитах.

Налейте в пять пробирок до 1/4 объема: дистиллированной воды; 10% раствора NaCl ; 10% раствора MgCl2 ; 10% раствора NaOH ; хлорной воды.

Железные образцы зачистите от продуктов коррозии, протрите фильтровальной бумагой. В первые четыре пробирки добавьте раствор красной кровяной соли K3[Fe(CN)6], в пятую – раствор желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]. В каждую пробирку погрузите одновременно железные образцы, засеките время до появления синего окрашивания в растворе. Результаты наблюдений и уравнения происходящих процессов внесите в таблицу 1 отчета.

Опыт 2. Коррозия стали в результате неравномерной аэрации.

На поверхность предварительно зачищенной от продуктов коррозии стальной пластинки нанесите каплю ферроксил-индикатора (состав приведен в методическом пособии). Обратите внимание на появление синей окраски в центре капли и розового ореола по ее краям. Напишите уравнения протекающих процессов.

Опыт 3. Коррозия при контакте двух различных металлов. В стеклянную V-

образную трубку налейте раствор разбавленной серной кислоты. В одно колено трубки вставьте полоску цинка и наблюдайте медленное выделение водорода.

В другое колено вставьте медную полоску, не касаясь ею цинка. Наблюдается ли выделение водорода на меди? Приведите металлы в соприкосновение. Объясните выделение водорода на меди при контакте металлов. Составьте схему действия образовавшегося коррозионного элемента, напишите уравнения процессов.

Опыт 4. Коррозия оцинкованного и луженого железа в кислом растворе.

В две пробирки налейте по 5 мл воды, прибавьте в каждую по две капли 10% серной кислоты и по две капли раствора красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]. В одну пробирку опустите кусочек луженого (покрытого оловом) железа, в другую - кусочек оцинкованного железа. Наблюдайте, в какой из пробирок появится синее окрашивание. Напишите уравнения протекающих процессов. Укажите тип покрытия и механизм его защитного действия.

Опыт 5. Катодная электрохимическая защита.

В два стакана налейте 3%-й раствор NaC1. В оба стакана добавьте по две капли раствора красной кровяной соли К3[Fе(СN)6]. В один из стаканов опустите два электрода, один железный, другой – графитовый. Соедините электроды с полюсами источника постоянного тока, железный – с отрицательным (катодным) полюсом, графитовый – с положительным (анодным).

Для сравнения другой железный образец опустите во второй стакан. Напишите уравнения протекающих процессов.