Добування амоніаку. Вивчення його властивостей. Властивості нітратної кислоти

ID: 69879

Название работы: Добування амоніаку. Вивчення його властивостей. Властивості нітратної кислоти

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Химия и фармакология

Описание: Мета: навчитися виявляти властивості сполук нітрогену дослідним шля-хом, ознайомитись з якісною реакцією на катіон амонію, виявляти специфічні властивості нітратної кислоти.

Язык: Украинкский

Дата добавления: 2014-10-12

Размер файла: 183.5 KB

Работу скачали: 10 чел.

Лабораторна робота № 2.

І. Тема: Добування амоніаку. Вивчення його властивостей.

Властивості нітратної кислоти.

Робоче місце: лабораторія хімії.

Тривалість заняття: 2 години.

ІІ. Мета: навчитися виявляти властивості сполук нітрогену дослідним шля-хом, ознайомитись з якісною реакцією на катіон амонію, виявляти специфічні властивості нітратної кислоти.

ІІІ. Матеріально-технічне оснащення:

- штатив з сухими пробірками;

- нагрівальний пристрій;

- витяжна шафа;

- газовідвідна трубка;

- штативи;

- кристалізатор з водою;

- вата;

- розчини: NH4Cl, NaOH, HNO3(розв.), Na2SO4 , Na2CO3 .

- універсальний індикатор, фенолфталеїн, метилоранж;

- NH4Cl(крист.), Ca(OH)2(крист.)

ІV. Правила охорони праці:

Інструкція № 1.

Інструкція № 2.

Інструкція № 7.

V. Короткі відомості з теоретичної частини роботи

Безводна HNO3—це безбарвна рідина, що жовтіє при зберіганні, добре змішується з водою, в будь-яких співвідношеннях. В водному розчині сильна кислота. HNO3 як у безводному стані, так і в розчинах (розбавлених і концен-трованих), виявляє сильні окиснювані властивості.

Розбавлена HNO3 виявляє всі характерні властивості кислот, крім її взає-модії з металами. Продуктами відновлення при взаємодії її з металами можуть бути: NO2; NO; N2O; N2; NH3; NH4NO3.

Амоніак являє собою за кімнатних умов безбарвний газ з різким запахом, добре розчинний у воді. В лабораторіях його одержують, нагріваючи суміш солі амонію з лугом. Взагалі, реакції солей амонію з лугами, в результаті яких утворюється амоніак, можуть бути використані як якісні реакції на йони амонію(NH4+).

Водний розчин амоніаку має лужну реакцію, що пояснюється наявністю гідроксидйонів у рівноважній системі NH3.H2O = NH4+ + OH–. Водний розчин амоніаку прийнято називати гідроксидом амонію (NH4OH), він є слабкою ос-новою. 10% – водний розчин амоніаку в медицині називають нашатирним спиртом. Значну частину амоніаку переробляють на нітратну кислоту та її со-лі.

Солі амонію (NH4NO3; (NH4)2SO4; NH4H2PO4) використовують як нітратні добрива.

Нітратна кислота — важливий продукт хімічної промисловості. Основни-ми галузями її застосуваннями є виробництво мінеральних добрив, пластмас та штучних волокон, лікарських препаратів, а також для обробки металевих поверхонь.

VІ. Зміст і послідовність виконання завдань.

Дослід 1. Добування амоніаку і дослідження його властивостей.

1. В суху пробірку насипати суміш приблизно рівних порцій кристалічного амоній хлориду і порошку кальцій гідроксиду на ⅓ її об’єму.

2. Закрити пробірку пробкою з газовідвідною трубкою, зігнутою під пря-мим кутом і повернутою отвором догори.

3. Пробірку із сумішшю затиснути у лапці штатива трохи похило, отвором донизу.

4. На кінець відвідної трубки надіти догори дном суху пробірку і легко за-крити її отвір жмутиком вати.

5. Обережно прогріти спочатку всю пробірку, а потім нагріти в тому місці, де є суміш.

Як тільки відчуєте гострий запах амоніаку (нюхати обережно!) пробірку, в яку зібрано амоніак, обережно зняти з газовідвідної трубки, тримаючи її догори дном, негайно закрити отвір великим пальцем і опустити у кристалізатор з водою (кінець газовідвідної трубки після зняття з неї пробірки з амоніаком відразу закрити жмутиком мокрої вати).

Коли пробірка, в яку збирали аміак, заповниться водою, знову закрити її отвір великим пальцем під водою і вийняти з кристалізатора.

6. Добутий водний розчин амоніаку поділити на дві пробірки.

7. В одну занурити червоний лакмусовий папірець, а в іншу – долити кіль-ка крапель фенолфталеїну, а потім – трохи розбавленої хлоридної кислоти. Що спостерігається? Написати рівняння реакції, зробити висновок.

Дослід 2. Термічна дисоціація амоній хлориду.

В суху пробірку помістити невелику кількість кристаликів амоній хлориду. Нагріти пробірку, утримуючи її під нахилом.

Що спостерігається? Скласти рівняння реакцій, зробити висновки.

Дослід 3. Взаємодія розбавленої нітратної кислоти з основами.

1. В пробірку налити 1 мл розчину натрій гідроксиду і прилити 1-2 краплі фенолфталеїну.

Як змінилось забарвлення фенолфталеїну? Чому?

2. Прилити розчин нітратної кислоти до знебарвлення фенолфталеїну.

Які зміни відбулися? Чому? Скласти відповідні молекулярно-йонні рівняння реакцій.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Взаємодія розбавленої нітратної кислоти з солями.

1. В одну пробірку налити розчин натрій сульфату, а в другу – натрій кар-бонату у кількості 0,5 мл.

2. До обох пробірок додати розчин нітратної кислоти.

Що відбувається? В якій пробірці реакція не відбувається? Чому? Зробити висновок. Скласти молекулярно-йонні рівняння реакцій.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Зробити загальний висновок до роботи:

Після виконання лабораторної роботи студент повинен

знати:

- властивості солей амонію;

- лабораторний спосіб добування амоніаку;

- властивості концентрованої та розбавленої нітратної кислоти.

вміти:

- одержувати амоніак в лабораторії;

- проводити якісну реакцію на йон амонію;

- досліджувати властивості нітратної кислоти та пояснювати отримані результати.

Домашнє завдання.

Задача 1. Здійснити перетворення за схемою:

N2 → NH3 → NH4Cl → NH3 → NH4NO3.

Задача 2.

Обчислити об’єм азоту (н.у.), необхідний для добування амоніаку об’ємом 2,5 л (н.у.).

Задача 3.

В концентрованій нітратній та сульфатній кислотах розчинили по 1 г міді. Чи однакові об’єми газів (н.у.) при цьому утворилися? Складіть рівняння відповідних реакцій, зробіть необхідні розрахунки.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторна робота № 3

І. Тема: Добування карбон (ІV) оксиду і вивчення його властивостей. Взаємоперетворення карбонатів і гідрогенкарбонатів.

Робоче місце: лабораторія хімії.

Тривалість заняття: 2 години.

ІІ. Мета: навчитись одержувати вуглекислий газ лабораторним шляхом, ознайомитись з явищем адсорбції, дослідити властивості карбонатів та гідрогенкарбонатів, познайомитись з якісною реакцією на карбонат-йон.

ІІІ. Матеріально-технічне оснащення:

- штатив з пробірками;

- нагрівальний пристрій;

- пробіркотримач;

- воронка з фільтром;

- реактиви: активоване вугілля, вапняна вода, розчин фуксину, хлоридна кис-лота, мармур, розчин натрій карбонату.

ІV. Правила охорони праці:

Інструкція № 1.

Інструкція № 6.

Інструкція № 7.

V. Короткі відомості з теоретичної частини роботи.

У природі масова частка карбону в земній корі становить 0,1%. Він зуст-річається у вільному стані(алмаз, графіт) у вигляді простої речовини і сполук карбону входить до складу багатьох природних речовин: бурого і кам’яного вугілля, сланців, торфу, нафти, а в атмосферному повітрі масова частка СО2 становить 0,031%. Вугілля має цікаву властивість: воно здатне поглинати з рідин, або газів деякі речовини. Дане явище називається адсорбцією, а речо-вина, яка здатна це робити-адсорбентом. Адсорбція може супроводжуватись хімічною реакцією між адсорбентом і речовиною, яка поглинається (адсор-батом), такий процес називається хемосорбцією.

СО2 - диоксид карбону (вуглекислий газ), який у великих кількостях шкід-ливий для людини і тварин, може викликати задуху. Цей газ не підтримує го-ріння. Він розчиняється у воді з утворенням карбонатної кислоти, яка є несті-йкою:

СО2 + Н2О ↔ Н2СО3.

В лабораторії СО2 добувають дією кислот на солі вугільної(карбонатної) кислоти. Н2СО3 належить до слабких кислот, виявляє типові властивості кислот, в розчинах взаємодіє з лугами і багатьма солями. Під дією кислот на карбонати та їхні розчини відбувається виділення карбон (ІV) оксиду, що викликає спінювання розчину:

CaCO3 + 2HCl = CaCl2+ CO2↑ + H2O.

Карбонати утворюються під час взаємодії СО2 з основними оксидами або при пропусканні СО2 крізь розчини солей, або лугів:

CO2 + BaCl2 + H2O = BaCO3↓ +2HCl;

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O

Остання реакція використовується для виділення СО2 з карбонат-йонів: на зразок, який аналізують (тверду речовину або розчин), що містить СО32-, ді-ють кислотою (див. реакцію вище); СО2, що виділяється, пропускають через вапняну воду (насичений розчин Ca(OH)2), внаслідок осадження CaCO3 роз-чин каламутніє.

На відмінну від карбонатів усі гідрогенкарбонати добре розчиняються у воді і утворюються під час взаємодії у розчинах карбонатів з надлишком СО2:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

Застосування сполук карбону різнобічне: СО2 застосовують для вироб-ництва соди, цинку, синтезу органічних кислот, виготовлення штучних напо-їв; СО2 бере участь у фотосинтезі рослин; його використовують у вогнегасниках, як сухий лід для зберігання овочів та фруктів. Із карбонатів найбільше значення мають сода і природні карбонати кальцію.

VІ. Зміст і послідовність виконання завдань.

Дослід 1. Вивчення явища адсорбції.

1. В пробірку налити слабкий водний розчин фуксину, додати активоване вугілля.

2. Закрити пробірку гумовою пробкою, енергійно струхнути.

3. Розчин відфільтрувати, приготувавши воронку з фільтром.

Що спостерігається? Дане явище пояснити. Зробити висновки.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Одержання карбон (ІV) оксиду.

1. В пробірку помістити невеликий шматочок мармуру (крейди), прилити 0,5-1 мл хлоридної кислоти.

2. Закрити пробірку корком з газовідвідною трубкою, кінець якої занурити в пробірку з свіжоприготовленим розчином вапняної води (Ca(OH)2).

Що спостерігається? Написати молекулярно-йонні рівняння реакції, зроби-ти висновки.

Дослід 3. Одержання гідрогенкарбонатів із карбонатів. Термічний роз- клад гідроген карбонатів.

1. Продовжувати пропускати вуглекислий газ крізь вапняну воду. Які зміни спостерігаються через деякий час в цій пробірці?

2. Підігріти вміст даної пробірки.

Що відбувається при цьому? Написати молекулярно-йонні рівняння реак-цій, зробити висновки.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Якісна реакція на карбонат-йон.

1. До 1-2 мл розчину Na2CO3 додати 0,5-1 мл розчину сульфатної або хло-ридної кислоти.

Що спостерігається? Написати молекулярно-йонні рівняння реакції, зроби-ти висновок.

Зробити загальний висновок до роботи:

Після виконання лабораторної роботи студент повинен

знати:

- в чому полягає сутність явища адсорбції;

- методи одержання СО2 в лабораторії;

- методи одержання гідрокарбонатів з карбонатів;

- якісну реакцію на карбонат-іон.

вміти:

- пояснювати явище адсорбції;

- одержувати СО2 в лабораторних умовах;

- досліджувати властивості сполук карбону;

- проводити якісну реакцію на карбонат-йон, аргументовано доводити наяв-ність в складі речовини карбонат-йона.

Домашнє завдання

Задача 1.

Скласти рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити схему перетворень:

C → CO → CO2 → BaCO3 → Ba(HCO3)2 → BaCO3 → CO2.

Задача 2.

Вкажіть принципові відмінності вугільної та кремнієвої кислот, поясніть причини цих відмінностей.

Задача 3.

Який об’єм ацетилену (С2Н2, н.у.) можна отримати взаємодією води з 1 кг технічного карбіду кальцію(CaC2), масова частка домішок в якому складає 20%?

Задача 4.

Обчисліть об’єм (н.у.) водяного газу, що складається з рівних об’ємів CO і H2 , який.можна добути з 2,82 кг коксу, що містить 5% негорючих домішок.

Лабораторна робота № 4

І. Тема: Хімічні властивості металів

Робоче місце: лабораторія хімії.

Тривалість заняття: 2 години.

ІІ. Мета: навчитися експериментально визначати та порівнювати хімічну ак-тивність металів; вивчити хімічні властивості деяких металів; ознайо-митися з причинами та видами корозії та дізнатися про способи захисту металів від неї.

ІІІ. Матеріально-технічне оснащення

- штатив з пробірками;

- скляна паличка.

- реактиви: цинк, олово, порошок заліза;

- розчини: хлоридна кислота, купрум сульфат, натрій гідроксид, сульфатна кислота, магній сульфат.

IV. Правила охорони праці:

Інструкція № 1.

Інструкція № 3.

Інструкція № 6.

Інструкція № 7.

V. Короткі відомості з теоретичної частини роботи.

До металічних елементів належать усі d- і f-елементи, а також s-елементи та кілька р-елементів. У природі металічні елементи трапляються досить час-то. Найбільше металічних елементів містить літосфера. Найпоширенішим елементом серед них є Алюміній. Елементи, які утворюють активні метали, містяться переважно в хлоридних, карбонатних, сульфатних і сілікатних міне-ралах, інші – в оксидних і сульфідних мінералах; дуже рідко трапляються самородні мідь, срібло, золото, платина.

В атомі будь-якого металічного елемента на зовнішньому електронному рівні перебуває невелика кількість електронів(як правило, від одного до трьох). Такий атом може віддавати ці електрони й перетворюватися на пози-тивно заряджений йон (катіон):

М – ne- = M n+

Здатність атомів металічних елементів втрачати електрони зростає зі збіль-шенням радіусів атомів: у періоді – справа наліво, а в групі – згори донизу. Типові металічні елементи розміщені в лівому нижньому куті періодичної системи.

Металічні елементи утворюють прості речовини – метали. За звичайних умов вони перебувають у твердому стані (крім ртуті) і є кристалічними речо-винами.

Атоми металічних елементів у хімічних реакціях завжди віддають елект-рони, тому метали, взаємодіючи з різними речовинами, є відновниками.

Активні метали реагують із багатьма неметалами за звичайних умов, а менш активні – за підвищеної температури:

Zn + I2 = ZnI2

З водою за звичайних умов взаємодіють лужні та лужноземельні метали з утворенням лугу та водню:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Деякі менш активні метали взаємодіють з водяною парою за високої теме-ратури:

Mn + H2O = MnO + H2

Для прогнозування можливості реакції між металом та кислотою (а також сіллю) використовують ряд активності металів: метали, розміщені ліворуч від водню, взаємодіють з кислотами (розведеними) з виділенням водню, а роз-міщені праворуч - не реагують із ними:

Ni + H2SO4 = NiSO4 + H2

Із лугами реагують амфотерні метали, продуктами такої реакції є сіль і во-день:

Zn + 2KOH = K2ZnO2 + H2

VІ. Зміст і послідовність виконання завдань.

Дослід 1. Порівняння активності металів у реакціях з кислотою .

1. В одну пробірку помістити гранулу цинку, в іншу – гранулу олова.

2. Добавити в кожну пробірку по 2 мл хлоридної кислоти.

Який метал виявляє більшу хімічну активність? Чи узгоджується результат досліду із розміщенням металів у ряду активності?

3. Нагрійте пробірку з менш активним металом, не доводячи до кипіння. Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакцій у молекулярній та йонно-молекулярній формах. Зробіть висновки.

Дослід 2. Порівняння активності металів у реакціях із сіллю в розчині.

1. В одну пробірку помістити гранулу олова, а в іншу – гранулу цинку.

2. Добавити в кожну пробірку по 2 мл розчину купрум (II) сульфату.

Що спостерігаєте? Який метал виявляє більшу хімічну активність? Чи уз-годжується результат досліду із розміщенням металів у ряду активності ? На-пишіть рівняння реакцій у молекулярній та йонно-молекулярній формах. Зро-біть висновки.

Дослід 3. Добування алюміній гідроксиду і доведення його амфотерності.

1. Налийте у пробірку 1-2 мл розчину алюміній хлориду і додайте по краплях розчин натрій гідроксиду до утворення осаду. Опишіть зовнішній вигляд алюміній гідроксиду.

2. Вміст пробірки перемішайте скляною паличкою і половину суміші перелийте в іншу пробірку.

3. Для доведення амфотерного характеру алюміній гідроксиду в першу пробірку додайте при перемішуванні розчин сульфатної кислоти, а в другу – розчин лугу.

Що спостерігаєте? Напишіть рівняння здійснених реакцій у йонно-молекулярній формі. Зробіть висновки.

Дослід 4. Відношення заліза до розчинів лугу, кислоти і солей..

1. У чотири пробірки насипте трохи порошку заліза.

2. У першу пробірку налийте 1-2 мл розчину натрій гідроксиду, у другу – стільки ж хлоридної або розбавленої сульфатної кислоти, у третю – 1-2 мл розчину купрум (II) сульфату, в четверту – стільки ж розчину магній сульфа-ту.

Чи відбуваються зміни у цих пробірках? Зробіть висновки і напишіть від-повідні хімічні рівняння в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

Зробити загальний висновок до роботи:

Після виконання лабораторної роботи студент повинен

знати:

- причини різної активності металів;

- основні фізико-хімічні властивості типових металів;

- основні фізико-хімічні властивості амфотерних металів та їх сполук;

- причини корозії металів та способи захисту від неї.

вміти:

- досліджувати властивості металів;

- доводити в експерименті амфотерний характер металів та їх сполук;

- порівнювати активність металів та пояснювати наслідки проведених експе-риментів;

- доводити експериментальним шляхом здатність деяких металів кородувати, - пропонувати способи захисту металів від корозії.

Домашнє завдання

Задача 1.

У пронумерованих пробірках містяться розчини хлориду, сульфіту, суль-фату, карбонату, силікату і ацетату натрію.

Складіть план розпізнавання цих розчинів. Запишіть відповідні хімічні рів-няння в молекулярній та йонно-молекулярній формах.

Задача 2.

Напишіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити такі пере-творення:

KHCO3 → K2CO3 → KOH → K3PO4 → KH2PO4

Задача 3.

Яка маса осаду утвориться під час реакції 7,6 г магній хлориду із 50 г роз-чину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 16%?

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

рк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.