- •Введение
- •Оформление лабораторной работы и лабораторного журнала
- •Тема 1 Понятие эквивалента. Определение эквивалента простого вещества и соединений
- •Лабораторная работа № 1 Определение молярной массы эквивалента металла по количеству выделившегося водорода
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 2 Буферные растворы
- •Лабораторная работа № 2 Буферные растворы. Буферное действие
- •Опыт 1. Приготовление буферных растворов
- •Опыт 2. Влияние сильных кислот и щелочей на pH буферных растворов
- •Опыт 3. Влияние разбавления на pH буферного раствора.
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 3 Химическая кинетика. Скорость химической реакции
- •Лабораторная работа №3 Скорость химических реакций
- •Опыт 1. Влияние концентрации ионов железа (III) и иодид - ионов на скорость реакции окисления иодид - ионов ионами железа (III)
- •Опыт 2. Зависимость скорости реакции от температуры
- •Опыт 3. Влияние степени измельчения реагирующих твердых частиц на скорость реакции
- •Опыт 4. Влияние катализатора на скорость реакции. Гомогенный катализ
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 4 Гидролиз солей
- •Лабораторная работа № 4 Гидролиз.
- •Опыт 1. Гидролиз солей, образованных сильными основаниями и слабыми кислотами
- •Опыт 2. Гидролиз солей, образованных сильными кислотами и слабыми основаниями
- •Опыт 3. Гидролиз солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием
- •Опыт 4. Необратимый гидролиз
- •Опыт 5. Влияние температуры на степень гидролиза солей
- •Опыт 6. Влияние разбавления раствора на степень гидролиза и его обратимость
- •Опыт 7. Негидролизуемость труднорастворимых соединений
- •Опыт 8. Растворение металлов в продукте гидролиза их солей
- •Контрольные вопросы:
- •6. Найти значения степени гидролиза нитрита натрия (NaNo2) и формиата калия (hcook) в растворах молярных концентраций: 0,001 и 10 моль/л.
- •Тема 5 Реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов элементов
- •Лабораторная работа № 5 Окислительно- восстановительные реакции
- •Опыт 1. Изучение восстановительных свойств металлов и окислительных свойств кислот
- •Опыт 2. Изучение окислительно- восстановительных свойств хлороводородной кислоты
- •Опыт 3. Изучение окислительно-восстановительных свойств нитритов (тяга!)
- •Опыт 8. Взаимные переходы хромат (CrO4-) и бихромат - ионов (Cr2o72-)
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 6 Химия р-элементов. Сера. Фосфор. Азот.
- •Лабораторная работа № 6 Химия элементов. Сера. Фосфор. Азот
- •Сера Опыт 1. Получение пластической серы (Тяга!)
- •Опыт 2. Изучение свойств сульфида натрия
- •Опыт 3. Изучение свойств сульфид-иона
- •Опыт 4. Изучение окислительно-восстановительных свойств соединений серы
- •Опыт 5. Изучение свойств серной кислоты (Выполнять под тягой!)
- •Опыт 6. Изучение свойств тиосерной кислоты
- •Азот Опыт 1. Получение аммиака
- •Опыт 2. Восстановительные свойства аммиака
- •Опыт 3. Азотистая кислота
- •Фосфор Опыт 1. Гидролиз растворимых фосфатов
- •Опыт 2. Фосфаты кальция
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 7.
- •Лабораторная работа № 7 Химия соединений d-элементов
- •Опыт 1. Получение гидроксидов железа (II), кобальта (II) и никеля (II). Изучение свойств полученных соединений
- •Опыт 2. Свойства гидроксидов железа (III), кобальта (III) и никеля (III)
- •Опыт 3. Образование солей железа
- •Опыт 4. Получение аммиакатов кобальта (II) и никеля (II)
- •Тема 8 Произведение растворимости
- •Лабораторная работа № 8 Растворимость. Гетерогенное равновесие в растворах электролитов. Произведение растворимости
- •Опыт 1. Изучение условий образования осадков малорастворимых соединений
- •Опыт 2. Изучение условий растворения осадков
- •Опыт 3. Получение одних малорастворимых веществ из других
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 9 Комплексные соединения
- •1. По заряду комплекса:
- •2. По числу мест занимаемых лигандами в координационной сфере:
- •3. По природе лиганда:
- •Лабораторная работа № 9 Комплексные соединения
- •Опыт 1. Получение соединений с комплексными ионами
- •Опыт 2. Сравнение устойчивости комплексных ионов
- •Опыт 3. Зависимость окраски комплексного соединения от координационного числа центрального атома – комплексообразователя
- •Опыт 4. Влияние среды на устойчивость комплексных соединений
- •Опыт 5. Ступенчатое образование комплексных ионов
- •Опыт 6. Смещение равновесия в растворах комплексных соединений при нагревании
- •Опыт 7. Различная способность ионов 3d-элементов к комплексообразованию
- •Опыт 8. Разрушение комплексных ионов
- •Опыт 9. Растворимость комплексных соединений в различных растворителях
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 10 Методы очистки твердых веществ
- •Лабораторная работа № 10 Очистка кристаллических веществ методом перекристаллизации
- •Опыт 1. Очистка бихромата калия
- •Опыт 2. Очистка сульфата меди. (Очистка пятиводного сульфата меди перекристаллизацией)
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 11 Соединения элементов с кислородом
- •Лабораторная работа № 11 Методы получения оксидов Опыт 1. Получение оксида олова (II)
- •Опыт 2. Получение оксида кобальта (II)
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 12 Растворы. Приготовление растворов
- •Лабораторная работа № 12 Взвешивание. Приготовление растворов. Титрование
- •Опыт 1. Определение массовой доли вещества по относительной плотности раствора
- •Плотность и концентрация растворов гидроксида калия (koh) и гидроксида натрия (NaOh)
- •Опыт 2. Определение точной концентрации приготовленного раствора щелочи путем титрования его раствором кислоты с точно известной концентрацией
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 13 Комплексонометрическое титрование
- •Лабораторная работа № 13 Комплексонометрическое определение общей жесткости воды
- •Ход работы
- •Контрольные вопросы:
- •Тема 14 Йодометрическое титрование
- •Лабораторная работа № 14 Йодометрическое определение меди
- •Ход работы.
- •Контрольные вопросы:
- •Список рекомендуемой литературы
- •Содержание
Опыт 8. Взаимные переходы хромат (CrO4-) и бихромат - ионов (Cr2o72-)
К 3-4 каплям раствора хромата калия (KCrO4) прилить раствор кислоты до изменения окраски раствора.
К 3-4 каплям раствора бихромата калия (K2Cr2O7) прилить по каплям раствор щелочи до изменения цвета раствора. Написать в молекулярном и ионном виде уравнения обеих реакций и указать окраску растворов хромат- и бихромат – ионов. Указать роль кислотности среды.
Опыт 9. Окислительные свойства хрома (VI)
К 3-4 каплям раствора бихромата калия (K2Cr2O7) прилить раствор серной кислоты (1:4) (H2SO4) и по каплям раствор сульфита натрия (Na2SO3) или нитрита натрия (NaNO2) до явления устойчивой зеленой окраски.
Написать уравнение окислительно-восстановительной реакции, подобрать коэффициенты. Указать окислитель, восстановитель.
Контрольные вопросы:
1. На примерах показать принципиальное различие трех типов окислительно-восстановительных реакций (примеры произвольные).
2. Для каких соединений хрома характерны окислительные свойства? Привести примеры реакций, в которых проявляются эти свойства.
3. В какой среде – кислой или щелочной – наиболее выражены окислительные свойства хрома (VI)? Восстановительные свойства хрома (III)? Чем это объясняется?
4. Закончить уравнения реакций и расставить коэффициенты:
NaCrO2+2 + NaOH →
CrCl 3+NaBiO3+NaOH →
Cr2(SO4)3+Br2+NaOH →
K2Cr2O7 + SO2+H2SO4 →
K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 →
FeO•Cr2O3 + O2+K2CO3 →
Fe2O3 +К2СгO4 + СO2 →
5. Закончить уравнения реакций:
КМпO4 + НС1(конц.) →
KMnO4 + H 2S + H 2O →
МпO 2 + НС1(конц.) →
KMnO 4 + KI + H 2SO 4 →
MnSO 4+(NH 4) 2S 2O 8+H 2O →
6. Что произойдет, если к раствору иодида калия добавить по каплям хлорную воду? Написать уравнение реакции. Указать окислитель и восстановитель.
7. Будет ли изменяться степень окисления азота при действии на подкисленный раствор нитрита натрия соответственно раствора перманганата калия и иодида калия? Какие свойства – окислительные или восстановительные – проявляют при этом взаимодействующие компоненты?
8. Написать примеры уравнений реакций, в которых демонстрируются окислительные и восстановительные свойства пероксида водорода. Показать влияние среды на направление реакций.
Тема 6 Химия р-элементов. Сера. Фосфор. Азот.
р-элементами называют химические элементы, в атомах которых электрон с наивысшей энергией занимает р-орбиталь.
Каждый последующий р-элемент в группах в большей мере проявляет свойства неметалла, а его металлические свойства ослабевают. Орбитальные радиусы атомов с увеличением порядкового номера р-элемента в периоде уменьшаются, а энергия ионизации в общем возрастает.
Свойства р-элементов каждой подгруппы близки – все они являются электронными аналогами. В подгруппах с возрастанием порядкового номера р-элемента размеры атомов в общем увеличиваются, а энергия ионизации уменьшается. Электроотрицательность элементов при переходе в периоде от группы III к VII увеличивается, а в подгруппах сверху вниз уменьшается. Таковы общие тенденции изменения рассматриваемых констант.
Сера – химически активное вещество, особенно при повышенных температурах. Она непосредственно соединяется с многими простыми веществами, за исключением инертных газов, а так же азота N, теллура Te, йода I, платина Pt, золото Au. Однако соединения серы с азотом, теллуром, йодом, платиной и золотом синтезированы косвенными методами.
Для серы характерны окислительно-восстановительные реакции, при которых степень ее окисления изменяется по цепочке: минус 2, 0, +4, +6:
H2S-2 ⇄ S0 ⇄ S4+O2 ⇄ S6+O3
Сера проявляет свойства окислителя при взаимодействии с простыми веществами – восстановителями (металлами, водородом, некоторыми неметаллами, имеющими меньшую электроотрицательность). При комнатной температуре сера окисляет щелочные и щелочноземельные металлы, медь, серебро и ртуть с образованием сульфидов:
,
,
,
.
Восстановителем сера является по отношению к более сильным окислителям (кислороду, галогенам, кислотам-окислителям). Так, сера сгорает во фторе с образованием SF6. Реакция серы с хлором и бромом сильно ускоряется при нагревании:
.
Взаимодействие со сложными веществами. Как восстановитель сера взаимодействует с кислотами-окислителями (HNO3, H2SO4):
,
,
.
В воде сера не растворяется и даже не смачивается. Однако при высоких температурах сера диспропорционирует в атмосфере водяного пара:
.
Проявляя свойства и окислителя, и восстановителя, сера вступает в реакции диспропорционирования с растворами щелочей при нагревании:
.
Азот. Название элемента происходит от греческого «азот» − безжизненный, латинское название «nitrogenium» − рождающий селитру.
Молекула азота состоит из двух атомов N≡N, они прочно связаны друг с другом, чем и объясняется большая инертность азота при обычных условиях. Пассивность газообразного азота используют в технологии для создания инертной атмосферы для протекания химических реакций.
В химических реакциях азот может быть и окислителем и восстановителем.
Азот взаимодействует как окислитель:
а) при нагревании с литием Li, магнием Mg, кальцием Ca, титаном Ti с образованием нитридов:
;
б) при очень высокой температуре и в присутствии катализатора с водородом:
.
Азот взаимодействует как восстановитель:
а) с кислородом при очень высокой температуре:
;
другие оксиды азота при взаимодействии азота с кислородом не образуются;
б) с фтором:
.
Фосфор обладает большим радиусом атома, чем азот, вследствие чего обладает меньшим сродством к электрону.
Фосфор химически более активен, чем азот. Химическая активность фосфора зависит от аллотропической модификации, в которой он находится. Так, наиболее активен белый фосфор, а наименее активен черный фосфор.
Фосфор непосредственно взаимодействует со многими простыми и сложными веществами. В химических реакциях фосфор, как и азот, может быть и окислителем, и восстановителем.
Как окислитель фосфор взаимодействует со многими металлами с образование фосфидов:
.
Как восстановитель фосфор взаимодействует с кислородом, галогенами, серой. При этом в зависимости от условий проведения реакции могут образоваться как соединения фосфора (III), так и соединения фосфора (V).
а) При медленном окислении или при недостатке кислорода образуется фосфористый ангидрид:
,
При сгорании фосфора в избытке кислорода образуется фосфорный ангидрид:
.
б) В зависимости от соотношения реагентов при взаимодействии фосфора с галогенами и с серой образуются соответственно галогениды и сульфиды трех- и пятивалентного фосфора:
,
,
,
5S→ .
Следует отметить, что с йодом фосфор образует только соединение PI3.
Роль восстановителя фосфор играет в реакциях с кислотами-окислителями:
с разбавленной азотной кислотой: ;
с концентрированной азотной кислотой: ;
с концентрированной серной кислотой: .