Практикум
кафедра неорганической химии О кафедре Наши люди Наша наука Консультации и дискуссии Справки и ссылки Новости и объявления

Кафедра неорганической химии МИТХТ им. М.В. Ломоносова = СТУДГОРОДОК=



Поиск:
    

Пишите нам

пишите нам!


    Практикум по неорганической химии. Химия s-, p- и d-элементов

См. >>> Введение и условные обозначения

Лабораторная работа 5. Химия элементов IVA-группы

5.1. Водородные соединения

5.1.1. Метан

У1 (рис.9): ацетат натрия (тв, 1,00 г) + гидроксид кальция, гидроксид натрия (натронная известь, тв, 5,00 г) - смешать, растирая в фарфоровой ступке, внести в сухую пробирку-реактор и распределить равномерно по ее длине и ширине; + T + t = газ (собирать в цилиндр-приемник после того, как установка будет прогрета и воздух вытеснен); после заполнения цилиндра-приемника удалить отводную трубку из сосуда с водой и только после этого прекратить нагревание; газ в цилиндре зажечь (Осторожно! Чистый метан горит спокойно, но с воздухом образует взрывчатые смеси!).

Набл.: Состав выделяющегося газа. Вид пламени, продукты горения.

Комм.: Какие особенности свойств метана позволяют вести его получение, собирая газообразный метан под водой?

5.1.2. Силан

Оп.: диоксид кремния (тв, порошок) + магний (тв, порошок), смешать в соотношении 2:3 по объему, поместить горкой на железную пластинку; + T + t (сильно нагреть до возгорания смеси); --T (спёк охладить на воздухе); высыпать в чашку с хлороводородной кислотой (разб, 30 мл); катион оксония + спёк = раствор, осадок, газ; газ + кислород (воздух) = воспламенение; осадок отфильтровать и использовать в опытах 5.2;

Набл.: Характер взаимодействия магния с диоксидом кремния, яркое пламя, самовоспламенение силана. Состав спёка.

Комм.: Чем объяснить самовоспламенение силана? В чем состоит различие свойств метана и силана? Как меняется устойчивость водородных соединений состава ЭН4 по ряду элементов IVА-группы?

5.2. Простые вещества (Внимание, тяга!)
П1: углерод (тв) + азотная кислота (конц, 5к) + T = газ.
П2: кремний (тв, см. 5.1.2) + гидроксид-ион (конц, 5к) + T = газ, раствор; раствор использовать в опыте 5.3.2.
П3: олово (тв, гранулы) + серная кислота (разб, 2к) = газ, раствор.
П4: олово (тв, гранулы) + азотная кислота (конц, 5к) + T = газ, осадок.
П5: свинец (тв, гранулы) + хлороводородная кислота (разб, 2к) =/= ; промыть свинец водой; раствор удалить; свинец (тв) + азотная кислота (конц, 5к) + T = газ, раствор.

Набл.: Состав продуктов окисления углерода, кремния, олова и свинца и газообразных продуктов восстановления реагентов. Значения Eo.

Комм.: Соблюдается ли критерий протекания окислительно-восстановительных реакций в рассмотренных случаях взаимодействия простых веществ с различными окислителями? Какое из простых веществ взаимодействует с разбавленной хлороводородной кислотой? Почему не взаимодействует с ней свинец? В чем различие во взаимодействии простых веществ IVA-группы с концентрированной азотной кислотой? Будет ли происходить взаимодействие кремния с концентрированной азотной кислотой? Со смесью концентрированных азотной и фтороводородной кислот? Как будут взаимодействовать простые вещества IVA-группы со щелочами в водном растворе?

5.3. Кислородные соединения

5.3.1. Диоксид углерода и угольная кислота

П1: вода (3 мл) + диоксид углерода (газ, пропускать из баллона) + t = раствор; + Инд = рН.
П2: гидроксид кальция (насыщенный раствор, 10к) + диоксид углерода (газ, пропускать из баллона) = осадок; + диоксид углерода (газ, избыток) + t = раствор; раствор разделить на две порции и использовать в опытах П3 и П4.
П3: раствор (см. П2) + T = осадок.
П4: раствор (см. П2) + гидроксид-ион (п/к) = осадок.

Примеч.: Инд - универсальный.

Набл.: Продукт взаимодействия диоксида углерода с водой, рН раствора и тип среды в П1. Продукты реакций П2, П3, П4.

Комм.: Каковы протолитические свойства угольной кислоты? Приведите условия осаждения и растворения карбоната кальция и его перехода в раствор (П2). Почему нагревание раствора или введение гидроксид-ионов вызывает выпадение осадка карбоната кальция? Можно ли из раствора выделить твердый гидрокарбонат кальция?

5.3.2. Кремниевая кислота

П1: ортосиликат-ион (10к, см. опыт 5.2, П2) + катион оксония (10к) + T = осадок.

Набл.: Описание вида осадка, его состав.

Комм.: Почему ортокремниевую кислоту нельзя получить взаимодействием диоксида кремния с водой - способом, аналогичным использованному для получения угольной кислоты? Как разделить ортосиликат- и карбонат-ионы при их совместном присутствии в растворе? Составьте алгоритм опыта.

5.3.3. Гидроксиды олова(II) и свинца(II)

П1: трихлоростаннат(II)-ион (3к) + гидрат аммиака (п/к, до прекращения выделения осадка) = осадок; суспензию разделить на две порции и использовать в опытах П2 и П3.
П2: гидроксид олова(II) (тв, см. П1) + катион оксония (п/к) = раствор.
П3: гидроксид олова(II) (тв, см. П1) + гидроксид-ион (конц, п/к) = раствор.
П4: катион свинца(II) (3к) + гидрат аммиака (п/к, до прекращения выделения осадка) = осадок; суспензию разделить на две порции и использовать в опытах П5 и П6.
П5: гидроксид свинца(II) (тв, см. П1) + катион оксония (азотная кислота) (разб, п/к) = раствор.
П6: гидроксид свинца(II) (тв, см. П1) + гидроксид-ион (конц, п/к) = раствор.

Набл.: Цвет веществ в осадках, состав продуктов осаждения и растворения; условия осаждения и растворения гидроксидов олова(II) и свинца(II) с учетом значений ПР.

Комм.: Каков тип гидроксидов олова(II) и свинца(II)? Почему в опыте П5 в качестве источника катионов оксония использована азотная кислота, а не серная или хлороводородная?

5.3.4. Оксид свинца(IV) и оксид свинца(IV)-дисвинца(II)

П1: оксид свинца(IV) (тв) + хлороводородная кислота (конц, 4к) + T = газ; газ + иодид-ион (1к, ф/б) = окраска.

П2: катион хрома(III) (5к) + гидроксид-ион (конц,п/к, до растворения первоначально выпавшего в осадок гидроксида хрома) = раствор (цвет); + оксид свинца(IV) + T = изменение окраски.

П3: оксид свинца(IV)-дисвинца(II) (тв) + азотная кислота (конц, 6к) + T = изменение цвета осадка; отфильтровать раствор; раствор + иодид-ион (5к) = осадок (цвет).

Набл.: Продукты реакции, их окраска.

Комм.: Каковы продукты восстановления свинца(IV) в кислотной и щелочной среде (соответственно опыты П1 и П2)? Является ли взаимодействие в П3 окислительно-восстановительной реакцией? Сравните окислительные свойства оксидов свинца.

5.4. Соли

5.4.1. Гидролиз

П1: карбонат натрия (тв) + вода (10к) + Инд = рН.
П2: гидрокарбонат натрия (тв) + вода (10к) + Инд = рН.
П3: нитрат свинца(II) (тв) + вода (10к) + Инд = рН.

Примеч.: Инд - универсальный.

Набл.: рН растворов и тип среды. Значения Kк и Kо.

Комм.: Чем обусловлена щелочность среды в растворах карбонат- и гидрокарбонат-ионов? Каков будет тип среды в водном растворе ортосиликат-ионов? Чем обусловлена кислотность водного раствора катионов свинца(II)?

5.4.2. Малорастворимые соли

П1: катион свинца(II) (4к) + сульфат-ион (4к) = осадок; + гидроксид-ион (конц, п/к) = раствор.
П2: катион свинца(II) (4к) + хромат-ион (4к) = осадок; суспензию разделить на две порции и использовать в опытах П3 и П4.
П3: хромат свинца(II) (тв, см. П2) + гидроксид-ион (конц, п/к) = раствор.
П4: хромат свинца(II) (тв, см. П2) + катион оксония (азотная кислота) (разб, п/к) = раствор (цвет).
П5: катион свинца(II) (4к) + сульфат-ион (4к) = осадок (цвет); + хромат-ион (п/к) = осадок (изменение цвета); + сульфид-ион = осадок (изменение цвета).

Набл.: Цвет веществ в осадках, состав продуктов осаждения и растворения. Условия осаждения и перехода в раствор с учетом значений ПР.

Комм.: Чем обусловлено растворение осадка сульфата свинца(II) и хромата свинца(II) в условиях избытка гидроксид-ионов в опытах П1 и П3? Чем обусловлено растворение осадка хромата свинца(II) в кислотной среде в П4? По изменению цвета и состава осадков (П5) сделайте сравнение растворимости сульфата, хромата и сульфида свинца(II). Проверьте Ваш вывод, используя справочные данные.

5.4.3. Окислительно-восстановительные свойства

П1: бромная вода (5к) + хлороводородная кислота (2к) + трихлоростаннат(II) водорода (п/к) = обесцвечивание.

П2: трихлоростаннат(II)-ион (3к) + гидроксид-ион (конц, п/к), до растворения первоначально выпавшего осадка гидроксида олова(II) = раствор; раствор + катион висмута(III) (1к) = осадок (висмут, тв).

Набл.: Состав продуктов окисления олова(II) в кислотной и щелочной среде (П1 и П2 соответственно).

Комм.: Сравните окислительно-восстановительные свойства соединений олова(II) и свинца(II).

5.5. Бинарные соединения

У1 (рис.10): дикарбид кальция (тв, 3 гранулы) + вода (3/4 объема пробирки-реактора) = газ; быстро закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой; + t (20 сек, для вытеснения воздуха из реакционного объема при выделении ацетилена); + кислород воздуха (поджечь выделяющийся из трубки ацетилен) = горение; - T (внести в пламя холодный фарфоровый тигель) = углерод. (Внимание! Ввиду высокой температуры ацетиленового пламени опыт следует проводить быстро, во избежание заплавления отверстия газоотводной трубки!)

Оп.: (Внимание! Тяга!) Откройте банку с жидким хлоридом олова(IV), наблюдайте появление "дыма" при контакте с атмосферным воздухом; + Инд = рН.

5.6. Сульфиды и тиосоединения (Внимание, тяга!)

П1: трихлоростаннат(II)-ион (4к) + катион оксония (1к) + сероводородная вода (п/к) + T + t = осадок; осадок отделить от раствора, промыть водой (декантацией); осадок + сульфид-ион (4к) =/= ; раствор удалить; осадок + полисульфид-ион (4к) + T + t = раствор; раствор + катион оксония (п/к) + T = газ (сероводород) и осадок - сульфид олова(IV); осадок отделить от раствора; осадок + сульфид-ион (п/к) = раствор.

П2: катион свинца(II) (4к) + катион оксония (1к) + сероводородная вода (п/к) + T + t = осадок; осадок отделить от раствора, промыть водой (декантацией); осадок + сульфид-ион (4к) =/= ; раствор удалить; осадок + полисульфид-ион (4к) =/= .

Набл.: Цвет веществ в осадках, условия осаждения и растворения с учетом значений ПР. Состав растворимых производных олова(IV) в П1.

Комм.: Почему сульфиды олова(II) и свинца(II) не образуют растворимых тиосоединений, а сульфид олова(IV) - образует? Какова роль полисульфид-иона в реакции образования тиосоединений олова(IV)? Как разделить олово(II) и свинец(II) при их совместном присутствии в растворе? Составьте алгоритм опыта.

<<< Предыдущая работа || Оглавление || Следующая работа >>>


Новости и объявления О кафедре Наша наука Наши люди Студгородок Консультации и дискуссии Справки и ссылки


На главную страницу сайта "АЛХИМИК"

©2011 Copyright by ALHIMIK


Рассылки Subscribe.Ru
Алхимик - новости и советы



химия на ChemPort.Ru Рассылка

'Алхимик - новости и советы'
© Copyright by L.Alikberova
Пишите АЛХИМИКУ (info@alhimik.ru)!