По курсу "Химия" для студентов нехимических специальностей

________________________________________________________________

Тверь. Типография ТГТУ

Общие правила работы в лаборатории

Реактивы и правила обращения с реактивами

Меры предосторожности при работе в лаборатории

Оказание первой помощи

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТА ЦИНКА

(Глинка Н.Л.,2000, 1.1-1.5, Коровин Н.В., 2000, §§1 - 3)

Цель занятия: научиться вычислять молярную массу эквивалента вещества и определять ее экспериментально.

Теоретические сведения

Единицей количества вещества является моль.

Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, катионов, электронов, эквивалентов и т.д.), сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода –12, а именно, 6,02^.10²³ (число Авогадро).

Эквивалентом элемента или вещества называется такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода или замещает один моль водорода в химических реакциях. Массу одного моля эквивалентов называют молярной массой эквивалентов вещества (Мэ), г/моль.

Пример. В веществах HCl, H₂O, NH₃ с одним моль атомов водорода связан один моль атомов Cl, 1/2 моль кислорода и 1/3 моль азота, следовательно, эквиваленты этих элементов в указанных соединениях соответственно равны 1, 1/2 и 1/3 моль (1, ½, ⅓ – фактор эквивалентности). В рассмотренном примере молярная масса эквивалента Мэ(Н) = 1 г/моль, Мэ(О) = 8 г/моль, Мэ(N) = 4,6 г/моль.

Молярная масса эквивалента элемента в соединении не является величиной постоянной, зависит от валентности элемента в данном соединении и выражается уравнением

,

где М – молярная масса элемента, г/моль; Z – валентность элемента в данном соединении; 1/z – фактор эквивалентности.

Молярные массы эквивалентов сложных соединений рассчитываются по формулам

где n – число атомов кислорода; Z – валентность кислорода

где основность кислоты – это общее число атомов водорода или число атомов водорода, замещенных в реакции атомами металла. Например, основность фосфорной кислоты в реакции

H3PO4 + 2 NaOH = Na2HPO4 + 2 H2O

равна 2, т.к. 2 атома водорода заместилось атомами натрия.

где кислотность основания – это общее число OH^- - групп или число OH^- - групп, замещенных в процессе реакции кислотными остатками. Например, кислотность гидроксида алюминия в реакции

Аl(ОН)3 + 2 НС1 = А1(OH)С12 + 2 H2O

равна 2, т.к. 2 группы OH^- заместились двумя хлорид-ионами (Cl^-).

где n – число атомов металла; Z – валентность металла.

Согласно закону эквивалентов массы (объемы) всех веществ, реагирующих между собой в химических реакциях, прямо пропорциональны их молярным массам эквивалентов (молярным объемам эквивалентов)

где m₁ и m₂ – масса веществ, вступивших или получившихся в результате реакции, г; Mэ₁, Мэ₂ – молярные массы эквивалентов этих веществ, г/моль; V₁, V₂-объемы газообразных веществ при н.у.; V₁⁰ и V₂⁰ - объем, который занимает эквивалент вещества при н.у.

Молярный объем эквивалента вещества Vэ^о – это объем, занимаемый одним моль эквивалентом газообразного вещества, при нормальных условиях.

Газовые законы и расчет молярных масс газообразных веществ

Уравнение Бойля-Мариотта и Гей-Люссака

Молярную массу газа можно вычислить, пользуясь уравнением Клапейрона - Менделеева

Закон Дальтона (закон парциальных давлений).

Парциальным давлением (p^o) газа в смеси называется давление, которое производил бы этот газ, занимая при тех же физических условиях объем всей газовой смеси.

Согласно закону: общее давление смеси газов, не вступающих друг с другом в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

РАСЧЕТ МОЛЯРНОЙ МАССЫ ЭКВИВАЛЕНТА ЦИНКА.

СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА В РАСТВОРЕ

(Глинка Н.Л., 2000, 7.2.2, Коровин Н.В., 2000, §4.1)

Цель занятия: изучить методику приготовления растворов, экспериментально определить плотности растворов.

Теоретические сведения

Раствор –гомогенная система состоящая из двух или нескольких компонентов. Чаще раствор состоит из двух компонентов растворителя и растворенного вещества.

Отношение количества или массы вещества, содержащегося в системе (например, в растворе), к объему или массе этой системы называют концентрацией. Известно несколько способов выражения концентрации.

Молярная концентрация (С_М)илимолярность –этоотношение количества растворенного вещества (n), содержащегося в растворе, к объему (V) этого раствора. Единица измерения – моль/л.

C_M = , =, .

Раствор, имеющий концентрацию 1 моль/л, называют молярным раствором и обозначают 1М раствор; соответственно, раствор, имеющий концентрацию 0,5 моль/л, обозначают 0,5 М.

Нормальная (эквивалентная) концентрация (С_Н)или нормальность – это отношение количества эквивалентов растворенного вещества к объему раствора. Единица измерения – моль-экв./л

, , .

Раствор, в 1 литре которого содержится 1 моль-эквивалент вещества, называют нормальным и обозначают 1 н. Соответственно, могут быть 1 н., 0,01 н. и т.п. растворы.

Моляльная концентрация (С_m)или моляльность - этоотношение количества растворенного вещества к массе (m) растворителя. Единица измерения – моль/кг.

,

Массовая доля (ω)- отношение массы растворенного вещества к общей массе всего раствора. Массовая доля может быть выражена в долях единицы, процентах (%).

.

Массовая доля, выраженная в процентах, показывает, сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 граммах раствора.

Пример: запись 35% раствор HCl означает, что в 100 г раствора содержится 35 г растворенного вещества (HCl) и 65 г растворителя (воды).

Мольная доля (N) –это отношение количества растворенного вещества к общему сумме количеств растворенного вещества и растворителя.

,

Титр раствора (Т) – это масса вещества, содержащегося в 1 см³ или в 1 мл раствора. Единица измерения титра – г/см³, г/мл.

, .

ПРАВИЛО СМЕШИВАНИЯ (ПРАВИЛО «КРЕСТА»)

Применяют для быстрого расчета масс или объемов при приготовлении раствора из двух растворов различной концентрации

Задача: Рассчитать и приготовить 3 кг 30% раствора H₂SO₄ из 98% раствора H₂SO₄ (ρ=1,86 г/мл) и воды. Рассчитать объем 98% раствора и объем воды необходимые для приготовления заданного раствора.

Составляем крест

H₂SO₄ 98% 30 г H₂SO₄

30%

H₂O 0 % 68 г H₂O

98 г 30% р-ра

В левый столбик записываем исходные растворы и их процентные концентрации, причем процентная концентрация воды равна 0%. Далее между ними посередине записываем ту концентрацию, которую необходимо приготовить, и по направлению стрелок вычитаем из большего значения меньшее и по диагонали записываем полученное число. В правой части получили весовые соотношения двух исходных растворов. Общая масса полученного 30%-го раствора равна сумме 30 г 98% H₂SO₄ + 68 г H₂O = 98 г.

Для приготовления 98 г (30%) р-ра необходимо взять 30 г H₂SO₄ (98%) и добавить 68 г воды.

Затем находим массу m 98% р-ра H₂SO₄, необходимую для приготовления 3 кг 30 % р-ра H₂SO₄. Составляем пропорцию:

1) Для приготовления

98 г (30%) нужно взять - 30 г (98%) р-ра H₂SO₄

3000 г (30%) - X г

X = г (98 % р-ра H₂SO₄).

Рассчитываем объем: мл (98 % р-ра H₂SO₄)

2) г

=1 г/мл, следовательно, V=2080 мл = 2,08 л.

Итак, для приготовления 3 кг 30% р-ра H₂SO₄ нужно отмерить 2,08 л дистиллированной воды и добавить 0,495 л 98% H₂SO₄.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт №1. Приготовление раствора заданной концентрации.

Опыт №2.

Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ РЕАКЦИИ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ

(Глинка Н.Л.,2000, 6.1, Коровин Н.В., 2000, §§ 5.1 – 5.4)

Цель занятия: выполнить калориметрические измерения и термодинамические расчеты, связанные с энергетикой химических процессов.

Теоретические сведения

Q = DU + A, A = p DV

Q = DU + p DV

Внутренняя энергия U – это функция состояния системы, включающая энергию движения атомов и молекул, электронов и ядер в атомах, внутриядерную энергию, энергию межмолекулярного взаимодействия и другие виды энергий, за исключением кинетической и потенциальной энергии системы, как целого.

Абсолютную величину запаса внутренней энергии химической системы измерить невозможно. Определяют изменение внутренней энергии системы при переходе её из начального в конечное состояние (из исходных веществ в продукты реакции)

DU = U_к – U_н

Если процесс идёт с поглощением тепла, внутренняя энергия возрастает, если с выделением, то уменьшается.

В изобарном процессе (p = const), U + pV = H – функция состояния, называемая энтальпия(теплосодержание). Q_p = DH

В изохорном процессе (V = const) Q_V = DU.

Раздел термодинамики, изучающий тепловые эффекты называется термохимией.

Тепловым эффектом реакции Q называется количество тепла, поглощаемое или выделяемое в процессе химической реакции (кДж).

Если процесс идет с выделением тепла (экзотермический), тепловой эффект условно берется со знаком плюс (+Q), если тепло поглощается (эндотермический процесс) – со знаком минус (–Q).

При записи термохимических уравнений реакции указывается тепловой эффект с соответствующим знаком, агрегатное состояние вещества; допускаются дробные коэффициенты

H_2(г) + 1/2 О_2(г) = Н₂О_(ж) + 285,8 кДж/моль.

Стандартной теплотой образования (DН^о₂₉₈) называется тепловой эффект образования 1 моль сложного вещества из простых веществ, находящихся в устойчивом агрегатном состоянии при стандартных условиях

Tо = 25 оC (298 K) ; P = 101,3 кПа.

Стандартные энтальпии образования простых веществ принимают равными нулю: DН^оСа_(к) = 0 ; DН^оО_2(г)= 0.

Для экзотермических процессов DH < 0, для эндотермических – DH > 0.

Основными законами термохимии являются:

1. Закон Лавуазье-Лапласа: энтальпия разложения сложного вещества равна по абсолютной величине, но противоположна по закону энтальпии образования этого вещества из продуктов разложения DН_разл = – DН_обр.

2. Закон Гесса: тепловой эффект реакции, протекающий при постоянных давлении и температуре, не зависит от пути протекания процесса, а зависит только от начального и конечного состояния веществ.

Для расчётов удобно пользоваться следствием из закона Гесса:

тепловой эффект химической реакции равен алгебраической сумме теплот образования продуктов реакции за вычетом алгебраической суммы теплот образования исходных веществ, с учётом стехиометрических коэффициентов.

DН_х.р=S nDН_{обр. прод} – S nDН_{обр. исх. вещ-в}

Пример:

СН_4(г) + 2О_2(г) = 2Н₂О _(ж) + СО_{2 (г)}

D Н^о_х.р = D Н^о_обр СО_{2 (г)} + 2D Н^о_обр Н₂О _(ж) – D Н^о_обр СН_{4 (г)}

Большинство химических процессов протекают самопроизвольно в сторону уменьшения запаса внутренней энергии или энтальпии системы. Но известны и такие процессы, которые протекают самопроизвольно без изменения внутренней энергии системы, движущей силой таких процессов является энтропия S системы. Энтропия характеризует беспорядок в системе, чем выше беспорядок, тем выше энтропия. В изолированных от внешней среды системах процессы протекают самопроизвольно в направлении увеличения энтропии (DS_х.р >0). Энтропия реакции рассчитывается по следствию из закона Гесса и имеет единицу измерения Дж/моль^.К.

DS_х.р= SnS^o_{обр. прод.} – SnS^o_{обр. исх. вещ-в}

Таким образом, существуют два основных фактора самопроизвольного протекания процессов:

1) уменьшение внутренней энергии или энтальпии системы (DU<0; DН<0);

2) увеличение беспорядка или энтропии системы (DS > 0).

В термодинамике существует функция, которая отражает влияние на направление процесса двух рассмотренных факторов одновременно. Такой функцией для процессов, протекающих при постоянной температуре и давлении, является изобарно-изотермический потенциал G (или энергия Гиббса, свободная энергия системы, кДж).

Изменение изобарно-изотермического потенциала химической реакции можно рассчитать по формуле Гиббса

DG_х.р= DН_х.р– Т DS_х.р,

где Т – абсолютная температура процесса.

DG _х.р характеризует общую движущую силу процесса. Если процесс протекает в стандартных условиях, то DG^о_х.р рассчитывается также по следствию из закона Гесса.

Величина и знак DG_х.р характеризуют принципиальную возможность протекания химического процесса. Если DG_х.р<0, процесс протекает самопроизвольно при данных условиях.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Задание. Определить теплоту нейтрализации сильной кислоты сильным основанием и рассчитать энергию Гиббса данной реакции.

Согласно теории электролитической диссоциации нейтрализация сильной кислоты сильным основанием в разбавленном растворе отвечает ионно-молекулярному уравнению

Н⁺ + ОН^- = Н₂О.

H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O

Для проведения реакции используют калориметрическую установку (рис.2).

Рис.2. Калориметрическая установка:   1 – внешний изолирующий сосуд; 2 – калориметрический стакан; 3 – реакционная смесь; 4 – подставка; 5 – термометр; 6 – мешалка; 7 – воронка.

Во внутренний стакан калориметра налить 50 мл 1 н. раствора щёлочи замерив объём раствора цилиндром. Измерить температуру раствора щёлочи с точностью до 0,1 ^оС. В другой мерный цилиндр налить такой же объём 1 н. раствора кислоты. Быстро влить кислоту в калориметрический стакан и перемешивая раствор мешалкой замерять изменение температуры через каждые 30 секунд в течение 4,5 минут. Показания термометра определять с точностью до 0,1^ОС. Данные опыта занести в табл. 2.

Таблица 2

Результаты опыта

Таблица 3

Значение термодинамических функций

ОФОРМЛЕНИЕ РАБОТЫ:

1. Рассчитать количество теплоты q, кДж, выделившейся при реакции

q = ( t_к – t_н) mC,

где m- масса воды, m = 0.1 кг (50 г кислоты + 50 г щелочи), а С - удельная теплоемкость, С= 4.2 кДж/моль^. К

2. Рассчитываем число моль воды, учитывая, что 1 моль щёлочи идет на образование 1 моль воды, а С_Н (кислоты) = С_Н (щелочи) = 1 моль-экв./л

n (Н₂О) = моль

3. Рассчитать энтальпию реакции нейтрализации ΔH^o на 1 моль кислоты кДж/моль

q, кДж - 0.05 моль

ΔH^o, кДж - 1 моль

5. Теоретическое изменение энтальпии реакции нейтрализации, кДж/моль

кДж*⁾

6. Ошибку %, в опыте по формуле

% ошибки =

7. Изменение энтропии реакции нейтрализации, D S^о_х.р; [Дж/моль ^. К], для чего использовать данные табл. 3, уравнение реакции и следствие из закона Гесса.

8. Изменение энергии Гиббса реакции нейтрализации по формуле

DG_x.p= – T D S^о_х.р,

где T – начальная температура, К.

9. Сделать вывод о соответствии найденной величины и знака DG_x.p самопроизвольному течению проделанной вами реакции нейтрализации.

_______________________________________________________

*)

Описанным способом можно определить энтальпию нейтрализации только сильных кислот сильными основаниями в разбавленных растворах, так как она не зависит от их природы, и взаимодействие определяется реакцией

H⁺ + OH^- = H₂O _(ж) ; ΔH^o₂₉₈ = - 55.6 кДж/моль

При нейтрализации слабых кислот и слабых оснований энтальпия нейтрализации меньше, так как при ионизации кислоты и основания затрачивается энергия.

Лабораторная работа №4

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

(Глинка Н.Л., 2000, 6.2.1-6.2.6., Коровин Н.В., 2000, глава 7)

Цель работы: изучение скорости химической реакции и ее зависимости от: концентрации реагирующих веществ, величины поверхности раздела реагирующих веществ, катализатора, температуры.

Теоретические сведения.

Скоростью химической реакции называют изменение концентрации реагирующего вещества в единицу времени в единице реакционного пространства. Скорость реакции определяется природой реагирующих веществ и зависит от условий протекания процесса (концентрации, температуры, наличия катализатора и др.).

Зависимость скорости реакции от концентрации выражается основным постулатом химической кинетики, законом действующих масс:при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам. Например, для реакции

3H_2(г) + N_2(г) → 2NH_3(г)

Закон действующих масс может быть записан

Закон действующих масс имеет вид

Опыт 1. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость химической реакции.

Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ изучают на примере взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой.

Na2S2O3+ H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓ + H2O

Признаком реакции является помутнение (опалесценция) раствора вследствие выделения серы.

Выполнение работы. (Опыты проводить в сухих пробирках!)

Контрольный опыт: в пробирке смешать 10 капель 1н. Na₂S₂O₃ и 2 капли 2н. H₂SO₄. Отметьте появление помутнения раствора.

1. Приготовить в трех пробирках три раствора Na₂S₂O₃ различной концентрации, как указано в таблице.

2. Добавить одну каплю 2 н. раствора H₂SO₄ в первую пробирку и замерить по секундомеру время появления заметной опалесценции.

3. Тоже проделать со второй и третьей пробиркой.

4. Данные занести в таблицу.

5. Рассчитать скорость химической реакции W.

Оформление работы:

1. На основе экспериментальных данных опыта построить график зависимости скорости химической реакции от молярной концентрации реагирующих веществ (W- C_M).

Масштаб: максимальное значение W – 10 клеток

C_M=1 моль/л - 4 клетки

2. Почему прямая проходит через ноль?

3. Запишите кинетическое уравнение скорости прямой реакции .

4. Сделайте вывод: как влияет С_М реагирующих веществ на скорость химической реакции?

Опыт №2. Влияние величины поверхности раздела реагирующих веществ на скорость химической реакции в гетерогенной системе.

Данную зависимость изучают на примере растворения CaCO₃ в HCl.

Выполнение работы: в одну пробирку поместите ½ шпателя порошка мела CaCO₃, а в другую – кусочек CaCO₃ такой же массы. В обе пробирки одновременно добавьте по 10 капель концентрированной HCl. Замерьте время полного растворения CaCO₃ в двух пробирках.

Запись данных опыта:

1. Напишите уравнение протекающей реакции.

2. Почему скорость растворения мела в пробирках различна?

3. Сделайте вывод.

Опыт №3. Влияние катализатора на скорость химической реакции.

Влияние катализатора на скорость химической реакции изучают на примере каталитического разложения перекиси водорода.

Выполнение работы : в пробирку налить 1 мл 10% раствора H₂O₂. Добавить на кончике шпателя двуокись марганца MnO₂.

Запись данных опыта:

1. Запишите уравнение разложения перекиси водорода и уравняйте.

H2O2 O2 + H2O

2. Происходит ли разложение перекиси водорода в обычных условиях?

3. Какую роль играет MnO₂?

4. Сделайте вывод.

Опыт №4. Влияние температуры на скорость химической реакции в гомогенной системе.

Лабораторная работа №5

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

(Глинка Н.Л., 2000, 6.2.8-6.2.9, Коровин Н.В., 2000, §5.5)

Цель работы: опытным путем установить влияние на состояние химического равновесия:

- изменения концентрации веществ;

- изменения температуры.

Теоретические сведения.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Влияние изменения концентрации веществ на химическое равновесие.

Лабораторная работа №6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОЙ МАССЫ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА МЕТОДОМ КРИОСКОПИИ.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Возможные виды криоскопических кривых

Рис.5

Рис.6

Рис.7

Лабораторная работа №7

КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Образование геля кремниевой кислоты

Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl

Выполнение работы:

а) Получение золя кремниевой кислоты

В пробирку внесите 6 капель 2 н раствора соляной кислоты и добавьте, встряхивая пробирку, 15 капель 10%-го раствора силиката натрия. Образуется золь кремниевой кислоты, который постепенно застудневает с образованием геля.

б) Коагуляция гидрозолей при нагревании

Нагрейте полученный золь кремниевой кислоты. Наблюдайте образование студенистой массы, не выливающейся при перевертывании пробирки вверх дном - геля кремниевой кислоты.

Запись данных опыта.

Чем объясняется образование студней и в каких случаях это явление имеет место? Что такое гель? Объясните схему процесса образования геля, его структуру. Почему нагревание способствует коагуляции золей? Составьте формулу мицеллы золя кремниевой кислоты. Объясните механизм образования геля.

Опыт 2. Получение гидрозоля берлинской лазури методом пептизации.

Для получения данного золя используется реакция обмена

FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl

Выполнение работы:

а) Получение осадка берлинской лазури.

Сливают в пробирке приблизительно 1 мл 0,05 М раствора FeCl₃ и 1 мл насыщенного раствора K₄[Fe(CN)₆], полученный осадок берлинской лазури отфильтровывают и промывают на фильтре дистиллированной водой до удаления избытка K₄[Fe(CN)₆].

б) Пептизация осадка берлинской лазури.

К оставшемуся на фильтре промытому осадку добавляют 2-3 мл раствора щавелевой кислоты. Фильтрат собирают в пробирку.

Запись данных опыта.

Сформулируйте сущность метода получения гидрозоля. Каким образом исходная концентрация влияет на получение коллоидных систем? Какой процесс называется пептизацией? Что является пептизатором в данном опыте?

Опыт 3. Получение гидрозолей берлинской лазури с разноименными зарядами частиц

Для получения данных золей используется реакция обмена

FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCl

В результате реакции образуется золь мало растворимого в воде вещества Fe₄[Fe(CN)₆]₃ - берлинской лазури.

Реактивы: в работе используются 0,005 н раствор FeCl₃ и 0,005 н раствор гексацианоферрата (II) калия K₄[Fe(CN)₆].

3.1 Приготовление золя берлинской лазури при избытке FeCl₃

К 3 мл раствора FeCl₃ прилейте 1 мл раствора K₄[Fe(CN)₆], перемешайте раствор. Образуется золь берлинской лазури.

Что собой представляет золь? Укажите фазовый состав полученного золя. Составьте формулу мицеллы и укажите знак заряда гранулы.

3.2 Приготовление золя берлинской лазури при избытке K₄[Fe(CN)₆]

К 3 мл раствора K₄[Fe(CN)₆] прилейте 1 мл раствора FeCl₃. Определите фазовый состав полученного золя, заряд частиц золя. Составьте формулу мицеллы.

Запись данных опыта.

1) Что такое золь?

2) Какие вещества могут образовывать золи в водной среде (гидрозоли) и при каких условиях?

3) Чем определяется знак заряда частиц золя?

4) Какие химические реакции предшествуют образованию мицелл?

5) Какие электролиты являются стабилизаторами 1-го и 2-го золей?

6) Каков ионный состав интермицеллярной жидкости при получении 1-го и 2-го золей?

7) Напишите возможные формулы мицелл, используя правило Фаянса-Панета.

3.3 Определение знака заряда частиц золя

В окрашенных золях знак заряда частиц можно определить методом капиллярного анализа. Он основан на том, что целлюлозные стенки капилляров фильтровальной бумаги заряжены отрицательно, а пропитывающая бумагу вода - положительно. Если нанести на фильтровальную бумагу золь с отрицательным зарядом частиц, то он не адсорбируется бумагой и на ней образуется равномерно окрашенное пятно. Если частицы золя заряжены положительно, то они адсорбируются отрицательно заряженными стенками капилляров и на бумаге образуется пятно, окрашенное в центре и бесцветное по краям. Методом капиллярного анализа определите знаки заряда частиц полученных ранее золей берлинской лазури (опыт 1). Совпадают ли результаты анализа со знаками зарядов частиц, которые записаны в формулах мицелл (опыт 1)? Результаты опыта запишите в таблицу:

Опыт №4. Определение порога коагуляции золя гидроксида железа.

СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

(Глинка Н.Л.,2000, 8.1-8.12, Коровин Н.В., 2000, §§ 8.3 – 8.6)

Теоретические сведения.

A = n / N

Все электролиты делят на сильные и слабые.

Изменение окраски кислотно-основных индикаторов

В зависимости от pH раствора

Pb2+ + HOH →PbOH+ + H+ pH<7 – среда кислая

Na2HPO4 + H2O « NaH2PO4 + NaOH

PO43- + HOH → HPO42- + OH- pH>7 – среда щелочная

Опыт №1. Определение рН водных растворов электролитов.

Опыт №2. Ионно-обменные реакции.

Работа с таблицей растворимости.

А) Получение осадков соли.

Ход работы: в пробирку накапать 3 капли растворимой соли (SnCl₂, AlCl₃, Cr₂(SO₄)₃, ZnSO₄, Pb(NO₃)₂ и т.д.) и добавить 1 каплю другого растворимого вещества (выбрать самостоятельно), чтобы в результате реакции образовалась нерастворимая соль. Написать уравнения реакции в молекулярной, ионно-молекулярной и ионной формах.

Б) Получение амфотерного гидроксида и исследование его свойств.

Опыт №3. Гидролиз солей.

Б) Влияние температуры на равновесие гидролиза соли.

Смещение равновесия гидролиза при изменении температуры

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕЙ ЖЕСТКОСТИ ВОДЫ МЕТОДОМ КОМПЛЕКСОНОМЕТРИЧЕСКОГО ТИТРОВАНИЯ

(Глинка Н.Л.,2000, глава 37, Коровин Н.В., 2000, §12.3)

Теоретические сведения.

Жесткость воды обусловлена содержанием в ней растворимых солей кальция и магния, гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Различают временную и постоянную жесткость воды. Временная жесткость определяется содержанием в воде растворимых гидрокарбонатов кальция и магния. При кипячении воды гидрокарбонаты переходят в малорастворимые карбонаты:

Ca(HCO3)2 = CaCO3 ¯ + CO2 + H2O

Mg(HCO₃)₂ = Mg(OH)₂¯ + 2CO₂

Карбонатную жесткость также можно удалить химическими способами, например, известкованием:

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ¯+ 2H2O

Таким образом временная жесткость устраняется.

Постоянная (некарбонатная) жесткость обусловлена присутствием в воде хлоридов и сульфатов кальция и магния. Некарбонатную жесткость можно удалить химическими способами:

CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃+2NaCl

Сумма временной и постоянной жесткости составляет общую жесткость. Выражается жесткость в миллимоль эквивалентных ионов Ca⁺² и Mg⁺² на литр воды.

Вода с жесткостью менее 4 ммоль-экв/л называется мягкой, от 4 до 8 - средней и от 8 до 12 - жесткой.

В настоящее время жесткость воды определяют комплексонометрическим методом с применением реактива Na₂H₂Y^.2H₂O двунатриевой соли ЭДТА (этилендиаминтетрауксусной кислоты) - Комплексона III или Трилона Б.

Трилон Б имеет следующую структуру:
Гексадентатный комплекс Комплексоны являются лигандами и образуют со многими катионами комплексы. Например, в нашем случае, с катионом Са+2 образуется следующий комплекс:

Реакция взаимодействия катиона с ЭДТА в растворе можно представить уравнением

Ca⁺² + H₂Y^2- = 2H⁺ + CaY^2-

где Y^2- - анион ЭДТА.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Порядок выполнения работы

Ж = Сн. 1000 ммоль- экв/л H2O

6. Зарисовать бюретку, пипетку и коническую колбу.

7.Сделать вывод.

Лабораторная работа №10

Теоретические сведения.

Опыт 1. Окислительные свойства перманганата калия в зависимости от реакции среды.

Опыт №2. Химические свойства металлов. Взаимодействие металлов с концентрированными и разбавленными кислотами.

Лабораторная работа № 11

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

(Глинка Н.Л., 2000, 9.3.1, Коровин Н.В., 2000, §9.2-9.5, 9.8)

Цель занятия: изучить условия возникновения и работы гальванических пар в различных средах.

Теоретические сведения

D Gг.э = – n FE

Переход химической энергии системы в электрическую будет осуществляться самопроизвольно, если изменение свободной энергии системы, при переходе ее из начального состояния, в конечное меньше нуля.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Выполнение работы: Один из стаканчиков 1 (см.рис.9) заполнить доверху 1М раствором сульфата цинка, другой – 1М раствором сульфата меди. Оба стаканчика поставить в углубления подставки 2. Соединить стаканчики электролитическим мостиком, заполненным насыщенным раствором хлорида калия в смеси с агар-агаром. Опустить в раствор сульфата цинка узкую цинковую пластинку, а в раствор сульфата меди – медную. Соединить электрическим проводом опущенные пластинки с гальванометром. Наблюдать отклонение стрелки гальванометра, указывающее на возникновение электрического тока вследствие разных значений электродных потенциалов цинка и меди.

Запись данных опыта. Изобразить двойной электрический слой на границе раздела металл-раствор его соли на цинковом и медном электродах. Чем они отличаются качественно? Написать уравнения реакций, протекающих на электродах, и суммарное уравнение химической реакции, лежащее в основе работы гальванического элемента. В каком направлении переносятся электроны во внешней цепи? Вычислить стандартную ЭДС элемента. Какие ионы и в каком направлении перемещаются в растворе?

Простейший гальванический элемент состоит из 2-х металлов, различной степени активности, погруженных в растворы собственных солей (электроды I рода). Например: цинковая и медная пластины соединены проводником и погружены соответственно в растворы сульфата цинка и сульфата меди. Найдем значения стандартных потенциалов для меди и цинка

0, 76В 0,34 B.

Цинковый электрод, имеющий меньшее значение электродного потенциала, будет выполнять роль анода, медь – катода.

Схема гальванического элемента

ē

(-) А: Zn | ZnSO₄ | | CuSO₄ | Cu :К (+)

Процессы, протекающие на электродах:

(-) A: Zn⁰ – 2 e^- Zn²⁺

(+) K: Cu²⁺ +2 e^- Cu⁰.

Zn⁰ + Cu²⁺ Zn²⁺ + Cu⁰ - уравнение токообразующей реакции в ионной форме

Zn+CuSO₄ZnSO₄+Cu - уравнение токообразующей реакции в молекулярной форме

Лабораторная работа №12

Опыт 1.Качественная реакция на ион Fe2+.

Турнбулева синь

Опыт 2. Коррозия оцинкованного (Fe-Zn) и луженого (Fe-Sn) железа в кислой среде.

Опыт 3. Зависимость скорости коррозии железа от рН среды.

Зависимость скорости коррозии железа от рН среды.

ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

(Глинка Н.Л.-2000, 9.5-9.7, Коровин Н.В.-2000, 9.6-9.7)

Цель работы: познакомиться с процессами, протекающими на растворимых и нерастворимых электродах при электролизе водных растворов электролитов.

Теоретические сведения.

При электролизе кислородсодержащих кислот и их солей (SO42–, NO3–, PO43– и т. п.) с максимальной степенью окисления неметалла на аноде окисляются не анионы, а молекулы воды с выделением кислорода, так как потенциал окисления воды значительно меньше, чем для таких анионов

2H₂O – 4e^– = O₂ + 4H⁺, φ⁰=1,228 В

На растворимом аноде в процессе электролиза происходит окисление материала, из которого изготовлен анод (см. опыт №1 - б)

Законы электролиза.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт №1. Электролиз раствора CuSO4 с угольным и медным анодами.

Опыт №2. Электролиз раствора KI с графитовым анодом.

Опыт №3. Электролиз раствора Na2SO4 с графитовым анодом.

СВИНЦОВЫЙ АККУМУЛЯТОР

Теоретические сведения.

Pb, PbO2, PbSO4 │H2SO4 │ PbSO4, PbO2, Pb

PbO2 + SO4 2- + 4H+ + 2ē = PbSO4 + 2Н2O

(-) Анод: Pb -2ē = Pb²⁺

Pb + SO₄ ^2- -2ē = PbSO₄

_________________________________________________________

Рb + РbO2 + 2Н2SO4= 2PbSO4 + 2Н2O

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА.

(Глинка Н.Л.,2000, глава 34, Коровин Н.В., 2000, стр. 403)

Цель работы:опытным путем изучить химический состав вяжущих веществ, изучить реакции процесса твердения портландцемента (силикатного цемента).

Опыт 1. Изучение качественного состава водной вытяжки портландцемента.

Ca(OH)2↓ + Na2CO3 → CaCO3↓ + 2NaOH

Опыт 2. Проведение частичного растворения и разрушения портландцемента с помощью кислоты.

Опыт 3. Качественная реакция на ион Al3+.

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?

Подпишитесь на Нашу рассылку

Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail

Новости и инфо для студентов

• Свежие новости
• Актуальные обзоры событий
• Студенческая жизнь

Реклама

Соответствующий теме материал

• Похожее
• По категориям
• По работам

• ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ Методические рекомендации для студентов I-IV курсов специальности «политология» им Т Г ШЕВЧЕНКО... ИНСТИТУТ ИСТОРИИ ГОСУДАРСТВА И ПРАВА...
• Детские и подростковые программы на каналах "Первый" и "Россия": типологические особенности Если охарактеризовать происходящие изменения коротко, то смысл их состоит в том, что раньше власть принадлежала тем, кто владел промышленностью и… Телезрителю доступны десятки, а в некоторых регионах сотни каналов с очень… Юровский А.Я. в одной из своих работ писал о телевидении: «Телевидение свободно приходит в каждый дом, человек может…
• Производство тортов "Киевский" предприятием "Сластёна" Наши торты изготавливаются из качественного сырья, поставщиками которого будут ведущие страны мира, также торты обладают превосходным ароматом и не… Именно по этому я думаю, что торты «Киевский» предприятия «Сластёна» будут… Для успешной деятельности предприятия я буду нанимать команду из 20 человек.Средняя заработная плата будет выше…
• Доводы "За" и "Против" национального протекционизма Вместе с тем она является одной из наиболее конфликтных сфер экономики.Здесь сталкиваются интересы импортеров и экспортеров, то и дело возникают… Но ограничение международной конкуренции может сопровождаться снижением ее… Как показывает международный опыт, требования внедрения протекционистских мероприятий нередко обусловлены нежеланием…
• Использование мобильного маркетинга для стимулирования продаж товаров массового спроса. "Товар по замыслу", "товар с подкреплением" Немного дешевле обойдется, если реконструировать старый кинотеатр, чем строить все с нуля. В перспективе можно открыть сеть кинотеатров, которая,… Кроме того, у конкурентов могут быть более низкие цены на билеты. В… К тому же, это принесет вам дополнительный доход. 2. Ваши основные потребители - молодежь с высоким уровнем дохода.…

• Философия
• История
• Социология
• Демография
• Экономика
• Государство
• Юриспруденция
• Право
• Политика
• Науковедение
• Культура
• Образование
• Педагогика
• Психология
• Лингвистика
• Литература
• Искусство
• Журналистика и СМИ
• Компьютеры
• Программирование
• Информатика
• Религия
• Математика
• Физика
• Механика
• Химия
• Биология
• Геология
• География
• Астрономия
• Энергетика
• Электротехника
• Электроника
• Связь
• Высокие технологии
• Машиностроение
• Ядерная техника
• Приборостроение
• Полиграфия
• Биотехнологии
• Промышленность
• Производство
• Строительство
• Архитектура
• Сельское хозяйство
• Торговля
• Туризм
• Транспорт
• Медицина
• Спорт
• Военное дело
• Изобретательство
• Охрана труда
• Экология
• Маркетинг
• Менеджмент
• Иностранные языки
• Финансы
• Кулинария
• Косметика
• Домостроительство
• Без категории

• Рефераты
• Контрольные Работы
• Шпоры
• Домашние Задания
• Доклады
• Курсовые Работы
• Курсовые Проекты
• Отчетные Работы
• Расчетно-пояснительные Записки
• Лабораторно-практические Работы
• Самостоятельные Работы
• Дипломные Работы
• Зачетные Работы
• Комплексные Задания
• Расчетно-графические Работы
• Индивидуальные Работы
• Домашние Работы
• Семинары
• Отчеты по Практике
• Лекции
• Методические Указания
• Лабораторные Работы
• Расчетно-графические Задания
• Дипломные Работы
• Дипломные Проекты
• Конспекты Лекций
• Конспекты

О Сайте

• Рефераты
• Правила Пользования

• Правообладателям
• Обратная связь

Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.

© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.241 сек.