Лабораторна робота № 7

Тема: Одержання Карбон (IV) оксиду, дослідження взаємодії його з во- дою, з гідроксидом кальцію. Дослідження поглинання вугіллям розчинених речовин. Проведення якісної реакції на карбонат-йон. Дослідження розчинів карбонатів і метасилікатів індикатором.

Мета роботи: навчитися отримувати Карбон(IV) оксид в лабораторних умовах та дослідити його властивості; дослідити розчини карбонатів та метасилікатів за допомогою універсального індикатора.

Тривалість заняття: 2 години

І. Матеріальне забезпечення:

1. Обладнання:

штативи з пробірками , пробіркотримач, нагрівальний пристрій, сірники, фільтрувальний папір, індикаторний папір.

2. Реактиви та матеріали:

Розчини: НСL, NaHCO₃ , Na₂CO₃ , NH₄OH, Ca (OH)₂; активоване вугілля, CuO, фенолфталеїн.

Правила охорони праці :

1. Інструкція № 1.

2. Інструкція № 5.

3. Інструкція № 6.

4. Інструкція № 7. Іі. Короткі теоретичні відомості.

Карбон - перший елемент головної підгрупи четвертої групи. Елементи підгрупи Карбону мають атоми з конфігурацією зовнішнього електронного шару ns²np². Передостанній енергетичний рівень атомів Карбону і Силіцію інертногазовий, а Германію, Стануму та Плюмбуму – 18-електронний. Наявність чотирьох електронів у зовнішньому електронному шарі атомів підгрупи Карбону є ознакою того, що всі вони можуть бути чотирьохвалентними.

Атоми елементів головної підгрупи четвертої групи можуть віддавати або приєднувати чотири електрони та утворювати сполуки з активними металами та неметалами. Отже, Карбон та його аналоги виявляють ступені окиснення від -4 до +4. Здатність до приєднання електронів зі збільшенням радіусів атомів знижується, тому елементи четвертої групи важче сполучаються з Гідрогеном та металами. За хімічними властивостями вуглець та силіцій – неметали, олово і свинець – метали.

З оксигеном Карбон утворює в основному дві сполуки: несолетвірний оксид СО та диоксид СО₂. Карбон (IV)оксид СО₂ з водою утворює двоосновну слабку і нестійку карбонатну кислоту Н₂СО₃, яка дає кислі і середні солі: гідрогенкарбонати та карбонати. Гідрогенкарбонати мають вищу розчинність, ніж карбонати. Солі карбонатної кислоти термічно нестійкі, особливо солі малоактивних металів.

Карбон утворює сполуки з багатьма металами (карбіди) і неметалами.

Важливою властивістю порошкуватого вугілля (особливо активованого) є адсорбція.

Адсорбція – це процес вбирання газуватих або розчинених речовин поверхнею твердих або рідких тіл. Речовину, яка вбирає часточки, називають адсорбентом, а ту, що вбирається – адсорбатом.

ІІІ. Хід виконання роботи.

Дослід 1. Добування і властивості вуглекислого газу.

Вуглекислий газ добувають в апараті Кіппа взаємодією мармуру CaСО₃ з розбавленим (1:3) розчином хлоридної кислоти НСL. Добутим оксидом карбону (ІV) заповнюють три склянки, опускають газовідвідну трубку до дна склянок. Повноту заповнення склянок вуглекислим газом перевіряють за згасанням піднесеної до їхніх отворів запаленої скіпки. З однієї склянки виливають вуглекислий газ на полум’я свічки. Свічка при цьому гасне.

У другу склянку за допомогою щипців опускають запалений шматок магнієвої стрічки. Після згорання стрічки у склянку наливають трохи хлоридної кислоти, збовтують розчин і фільтрують його. На фільтрі залишається чорний порошок вугілля.

З третьої склянки СО₂ переливають у суху склянку і запаленою скіпкою виявляють у ній вуглекислий газ.

У пробірку з дистильованою водою упродовж кількох хвилин пропускають вуглекислий газ і індикаторним папірцем встановлюють реакцію середовища. Записують висновки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Адсорбція амоніаку з розчину .

У пробірку наливають 5-6 мл дистильованої води, додають 1-2 краплі розчину фенолфталеїну і далі краплями розчин амоніаку до утворення стійкого забарвлення від останньої краплі. До розчину досипають 0,2-0,3 г активованого вугілля, суміш енергійно збовтують і фільтрують. До фільтрату додають 1-2 краплі розчину фенолфталеїну, записують результати спостережень та висновки з досліду.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Відновлення купрум (ІІ) оксиду вугіллям.

Змішують трохи порошку купруму (ІІ) з удвічі більшим об’ємом порошку деревного вугілля. Суміш всипають у суху пробірку, похило закріплену в штативі, і полум’ям пальника прожарюють до утворення під вугіллям червонуватої міді. Після охолодження пробірки вміст її висипають на папір. Роблять висновки, записують результати спостережень.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Термічний розклад карбонатів.

У суху пробірку помістіть 1 г натрій гідрогенкарбонату NaHCO₃ та закрийте її пробкою з газовідвідною трубкою. Пробірку закріпіть у тримачі, нагрійте, і гази, що при цьому виділяються пропустіть через вапняну воду. Поясніть зміни, що відбуваються, та напишіть рівняння реакцій.

Аналогічний дослід проведіть із натрій карбонатом Na₂CO₃ , відмітивши при цьому термічну стійкість однієї з цих солей.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 5. Гідроліз солей карбонатної та метасилікатної кислот.

Випробуйте розчини солей Na₂CO₃, NaHCO₃, Na₂SiO₃ універсальним індикаторним папірцем.

Поясніть різну зміну його забарвлення, напишіть рівняння реакції гідролізу цих солей в молекулярній та йонній формах.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________