Дослід 1. Визначення металу за його еквівалентною масою

Для визначення металу по його еквівалентній масі використовують прилад, зображений на мал. 1.

Перед початком досліду прилад, закріплений у штативі (5), випробують на герметичність. Для цього піднімають лійку (3) на деяку висоту, при цьому рівень води в бюретці (2) повинний фіксуватися на визначеному рівні. Якщо прилад герметичний, можна приступити до виконання досліду.

 

 

Мал. 1. Прилад для визначення еквівалентної маси металу.

 

В один відросток склянки Оствальда (1) поміщають наважку металу (відомої маси і валентності). В інший відросток акуратно наливають 3-4 мл кислоти. Обережно з'єднують склянку Оствальда з бюреткою, щільно закривають пробкою і перевіряють герметичність приладу, як зазначено вище. Записують початковий рівень води в бюретці а₁. Відлік роблять по нижньому меніску з точністю до 0,1 мл. Нахиливши склянку Оствальда, доливають кислоту до наважки металу. Спостерігають виділення водню і витіснення води з бюретки.

Після закінчення реакції дають склянці охолонути, щоб газ у приладі прийняв кімнатну температуру.

Приводять воду в бюретці і лійці, що з'єднані гумовою трубкою (4), до однакового рівняопусканням лійки, тобто скидають гідростатичний тиск. Записують рівень води в бюретці а₂.

Обчислення:

Визначають об¢єм водню, що виділився: = а₂ - а₁ (мл).

Визначають парціальний тиск водню:

= Р_атм – Р₍₎ (мм рт ст.),

де Р₍₎ – тиск пара води при даній температурі (табличні дані).

Визначають температуру: Т = 273 + t⁰C. Приводять об¢єм водню до нормальних умов, користаючись об'єднаним газовим законом:

Þ ; .

Обчислюють еквівалентну масу металу за законом еквівалентів:

= Þ = .

За валентністю металу розраховують атомну масу металу :

А_(Ме) = m_{е (Ме)}×в

Використовуючи періодичну систему елементів Д.І. Менделєєва, розраховують теоретичне значення еквівалентної маси даного металу й обчислюють відносну погрішність експерименту:

.

 

Домашня підготовка до заняття за темою: “Квантова теорія будови атомів. Закономірності у зміні властивостей елементів ПС по групах та періодах”.

1. Визначте атому якого хімічного елемента відповідає електрона формула 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

2. Складіть електронні формули і скорочені електронні формули: а) атома хлору; б) іона Сl^─ ; в) атома кальцію; г) іона Са²⁺.

3. Назвіть елемент і складіть його повну електронну формулу, якщо значення квантових чисел валентних електронів в ньому такі:

n = 4‚ l = 2 ‚ m_l = - 2‚ s = + 1/2

n = 4‚ l = 2 ‚ m_l = - 1‚ s = + 1/2

n = 4‚ l = 2 ‚ m_l = 0‚ s = + 1/2

n = 4‚ l = 2 ‚ m_l = +1‚ s = + 1/2

n = 5‚ l = 0 ‚ m_l = 0‚ s = + 1/2.

4. Поясніть, які орбіталі атома заповнюються раніше: 4s чи 3d? 5s чи 4d?

5. Знайдіть в періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва елементи – електронні аналоги Оксигену. Запишіть їх скорочені електронні формули. Визначить їх ступені окислення в сполуках?

6. Дайте характеристику змінам властивостей оксидів елементів ІІІ періоду.

7. Що називають ступенем окислення? Визначити ступінь окислення елементів в таких сполуках: KMnO₄‚ K₂MnO₄‚ MnO₂‚ K₂Cr₂O₇‚ K₂CrO₄‚ Cr₂O_3.

 

 

Лабораторне заняття № 4

 

Тема: КВАНТОВА ТЕОРІЯ БУДОВИ АТОМІВ. ЗАКОНОМІРНОСТІ У ЗМІНІ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЕЛЕМЕНТІВ ПС ПО ГРУПАХ ТА ПЕРІОДАХ.

Мета: засвоєння квантової теорії будови атомів і її основних закономірностей у зміні властивостей елементів періодичної системи по групах і періодах.

Контрольні запитання та задачі:

1. Які елементи називають електронними аналогами? Назвіть електронні аналоги карбону.

2. Що називають ступенем окиснення? Скласти електронну формулу атома хлору та графічну схему заповнення електронами валентних орбіталей в нормальному та збудженому станах. Вказати можливі ступені окиснення хлору.

3. Чому хлор і манган розміщують в одній групі періодичної системи хімічних елементів, але в різних підгрупах?

4. Структура валентного електронного шару елемента виражається формулою: а) 5s²5p⁴; б) 3d⁵4s¹. Визначити порядковий номер та назву елемента, написати повну електронну формулу. Які значення квантових чисел (n, l, m_l, m_s) характеризують валентні електрони?

5. Написати електронні формули іонів: а) Sn²⁺, б) Sn⁴⁺, в) Mn²⁺, г) Cu²⁺, д) Cr³⁺, е) S^2-.

6. Яка з наведених електронних конфігурацій нормального стану атома є правильною:

а) d

p

s

 

 

б) d

p

s

в)

d

p

s

 

 

г)

d

p

s

 

7. Як змінюються окисні та відновні властивості атомів в періодах та групах?

 

Лабораторна робота

Дослід 1. Утворення одноатомних іонів металів.

В процесі взаємодії атомів металів з окиснювачем кількість електронів у електронному шарі їх атомів зменшується. Утворюються заряджені позитивно частинки – іони.

В п’ять пробірок налити по 10 крапель розчину купрум сульфату (ІІ). До першої пробірки внести залізні ошурки, до другої – гранулу цинку, до третьої – свинцю, до четвертої – олова, до п’ятої – магнієвої стружки. Через 10 хвилин оглянути поверхню металів і відзначити зміни забарвлення розчину купрум сульфату.

Скласти рівняння реакцій і електронні формули атомів металів і їх одноатомних іонів. Зазначити розподіл електронів за квантовими комірками.

Які значення квантових чисел (n, l, m_l, m_s) відповідають атомним орбіталям валентних електронів в атомах цих металів?