Техника безопасности при выполнении лабораторной работы:

-аккуратно обращаться со стеклянной химической посудой. остатки разбитой посуды убирать с помощью совка и щётки;

-все работы, связанные с выделением ядовитых, летучих и неприятнопахнущих веществ, проводить в вытяжном шкафу;

-при определении запаха веществ отверстие сосуда держать на расстоянии 25-30 см от лица, направляя к себе струю газа поступательными движениями ладони от отверстия к лицу;

-при наливании реактивов не наклоняться над сосудом во избежание попадания брызг или частиц на лицо или одежду.

- при разбавлении концентрированных кислот вливать кислоту в воду, но не наоборот;

-при нагревании пробирки не держать её отверстием к себе или в сторону соседа. не наклоняться над нагреваемой жидкостью во избежание попадания её на лицо, руки или одежду;

-горячие предметы можно ставить только на асбестовый картон, асбестированную сетку или другую специальную подставку;

-нельзя пользоваться электроприборами без соответствующего инструктажа. при включении их в сеть нельзя держаться за металлические предметы (трубы, краны и т.п.). запрещается включать и выключать электроприборы мокрыми руками, а также пользоваться неисправными или имеющими оголённые провода приборами;

-запрещается принимать пищу в химической лаборатории и пить воду из лабораторной посуды.

-категорически запрещается пробовать реактивы на вкус;

-при попадании на лицо или руки брызг концентрированных кислот после смывания водой промыть слабым раствором соды. щёлочь следует смывать до тех пор, пока участок кожи, на который она попала, не перестанет быть скользким; затем промыть слабым раствором уксусной кислоты и наложить повязку из ваты, смоченной 3%-ным раствором перманганата калия (из аптечки в лаборантской кафедры);

-по окончании работы выключить из сети все электроприборы, перекрыть подачу газа и воды в лабораторию и убрать рабочее место;

-обо всех несчастных случаях немедленно сообщать преподавателю или лаборанту.

Ход работы

Практическая часть:

Опыт №1. Кислотно-основные свойства оксидов

Растворите в воде в одной пробирке оксид кальция, в другой - диоксид углерода. В первую пробирку добавьте щепотку порошка СаО, 2-3 мл дистиллированной воды и взболтайте. Во вторую пробирку с 3-5 мл дистиллированной воды пропустите ток СО2 из баллона или аппарата Киппа. В каждую пробирку добавьте 2-3 капли лакмуса и по цвету индикатора определите характер полученного раствора. Сделайте вывод о кислотно-основных свойствах данных оксидов и полученных гидроксидов. Напишите уравнения реакций. Исследуйте взаимодействие растворённых гидроксидов друг с другом и с раствором серной кислоты.

Опыт №2. Кислотно-основные свойства гидроксидов К растворам солей NiSO4 и Na2SiO3 (2-3 мл) добавьте такое же количество щёлочи (NaOH) и кислоты (HCl). При выпадении осадков труднорастворимых гидроксидов никеля и кремния установите их кислотно-основные свойства, прибавляя к осадкам HCl и NaOH. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт №3. Получение и свойства амфотерного гидроксида В пробирку налейте 2-3 мл раствора хлорида хрома или хлорида алюминия (по выбору) и по каплям прибавляйте раствор щёлочи (NaOH или КОН) до образования устойчивого осадка. Разделите осадок на две пробирки: в одну прилейте раствор щёлочи, в другую - раствор кислоты до растворения осадка. Сделайте вывод, составьте уравнения реакций.

Опыт №4. Получение нерастворимых в воде оснований В отдельные пробирки налейте по 2-3 мл растворов хлорида железа, сульфата меди и сульфата магния. Прилейте в каждую пробирку по каплям раствор щёлочи. Составьте уравнения реакций, отметьте цвет выпавших осадков.

Опыт №5. Кислотно-основные свойства солей А. Свойства кислой соли. Для получения кислой соли используйте раствор гидроксида кальция или бария и диоксид углерода. Какой из указанных реактивов следует взять в избытке? Обратите внимание на то, что при пропускании тока СО2 через раствор гидроксида вначале образуется осадок средней соли, который при дальнейшем пропускании диоксида углерода растворяется и переходит в растворимый гидрокарбонат. Составьте уравнения реакций. Чем нужно подействовать на гидрокарбонат (раствором HCl или NaOH), чтобы перевести его снова в осадок средней соли? В. Свойства основной соли. Для получения основной соли используйте раствор сульфата меди, добавляя к нему по каплям раствор NaOH и перемешивая содержимое пробирки стеклянной палочкой. При недостатке щёлочи образуется осадок основного сульфата меди. Какого цвета этот осадок, и каков состав соли? При дальнейшем прибавлении щёлочи изменяется цвет осадка (на какой?) в связи с образованием гидроксида. Составьте уравнения реакций.

Отчёт по лабораторной работе оформите на двух развёрнутых листах тетради (лабораторного журнала).

Требования к оформлению лабораторной работы и отчету:

1.Выполнение лабораторных работ сопровождают записями в лабораторном журнале. На титульном листе лабораторного журнала должны быть представлены: название университета, фамилия и инициалы учащегося, номер курса и группы, учебный год.

2.Отчет о выполненной лабораторной работе должен содержать следующие сведения:

•номер работы и её название;

•дату выполнения работы;

•цель работы;

•оборудование м материалы;

•краткое теоретическое описание;

•номер и название опыта;

•краткое описание хода работы с указанием условий проведения опыта;

•рисунки и схемы используемых приборов;

•наблюдения;

•уравнения протекающих реакций;

•расчёты, таблицы, графики;

•выводы.

3.Лабораторный журнал нужно вести чисто и аккуратно, записи должны быть лаконичными.

4.Отчёт о проведённой работе проверяет и подписывает преподаватель.

Контрольные вопросы:

1. Основные классы неорганических соединений. Международная номенклатура.

2. Оксиды и гидроксиды хрома

3. Едкие щелочи

4. Соли натрия и калия

5. Общая характеристика подгруппы бериллия

6. Кальций. Нахождение в природе, физические, химические свойства.

7. Оксид и гидроксид кальция

8. Соли кальция

Лабораторное занятие № 5.

«Определение тепловых эффектов растворения различных веществ в воде. Определение рН среды различными методами»

Цель работы: Закрепить и совершенствовать знания и умения по Определению тепловых эффектов растворения различных веществ в воде. Определение рН среды различными методами.

Материально – техническое оснащение лабораторной работы: методическое пособие к практической работе, реактивы, оборудование.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ 

Определение теплоты растворения соли в воде

При химических реакциях происходит изменение внутренней энергии системы. При этом теплота может выделяться или поглощаться. Процессы, в которых теплота выделяется, называются экзотермическими, процессы, протекающие с поглощением теплоты, -   Количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при реакции, называется тепловым эффектом реакции ∆H измеряется в к Дж\моль.

Растворение твердых веществ в воде всегда сопровождается поглощением или выделением теплоты, которую обычно относят к одному молю растворенного вещества и называют теплотой растворения вещества Q, Дж\моль. При растворении твердых веществ в воде одновременно идут два процесса - разрушение кристаллической решетки твердого вещества и взаимодействие молекул растворителя с ионами твердого вещества (гидратация) с распределением гидратированных ионов по всему объему раствора. На разрушение твердого вещества энергия затрачивается (∆H₁> 0), а при гидратации энергия выделяется ((∆H₂> 0),. Суммарный тепловой эффект звисит от абсолютных значений ∆H₁ и ∆H₂ и может быть как положительным, так и отрицательным.

Рассмотрим процесс растворения соли

KCl(тв) + aq = K+aq + Cl−aq.

Согласно закону Гесса, этот процесс можно представить в виде отдельных стадий: Сначала происходит разрушение кристаллической решетки твердой соли с образованием газообразных ионов:

КClтв→ К⁺(газ)+ Cl⁻ (газ)         QP= ∆Hреш> 0. (1)

При этом теплота поглощается (процесс эндотермический). ∆Hреш. − это количество тепла, которое необходимо затратить, чтобы «разорвать» на ионы 1 моль твердой соли.    

 Далее происходит взаимодействие ионов с водой (гидратация ионов), при этом теплота выделяется (процессы гидратации экзотермические):

К^+	(газ) + aq→ К^+aq	QP= ∆Hгидр.кат.< 0 (2)
Сl^−	(газ) + aq→ Cl^−aq	QP= ∆Hгидр.ан< 0 (3)

Суммируя реакции1-3,получим уравнение, характеризующее и реакцию растворения:

  KCl(тв) + aq = K⁺aq + Cl⁻aq,

Во время опыта давление в калориметрической системе остается постоянным, равным атмосферному, поэтому тепловой эффект изучаемого процесса: Q_p=∆H

Тепловой баланс процесса в калориметрическом опыте выражается уравнением: ∆H=C_K∙∆t, где C_K – теплоемкость калориметрической системы, которая равна сумме теплоемкостей всех ее частей C_K= ; C_K остается постоянной при опытах в данном калориметре с различными солями, если вес соли и растворителя брать постоянным. В противном случае: C_K=(G+g)∙C+K, где G - навеска воды, g-навеска соли, С - удельная теплоемкость раствора (С=0,98 К – постоянная калориметра, ∆t – изменение температуры в процессе растворения, которое определяется графически.

 

3 АЛГОРИТМ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

 

1. Изучить теоретический материал по теме лабораторной работы.

2. Ответь на контрольные вопросы.

3. Записать  в тетради для лабораторных и практических работ – дату, тему занятия, цель лабораторной работы, оборудование, реактивы.

4. Провести опыты.

5. Результаты занести в тетрадь

6. Сделать вывод по работе.

7. Сдать отчет на проверку преподавателю.

 

Лабораторные опыты

 

Опыт 1:

Определить тепловой эффект реакции и теплоту растворения вещества в воде. Для опытов взять три твёрдых вещества по указанию преподавателя.

 

Порядок выполнения работы

1. В химический стакан отмерить с помощью мерной колбы 25 см³ дистиллированной воды и измерить её температуру t, К. Записать значение температуры в таблицу 1.

2. На технохимических весах взять три навески по 10 г твердых веществ по указанию преподавателя.

3.  При энергичном перемешивании всыпать навеску одного из веществ в стакан с водой, добиться полного растворения вещества в воде. По термометру следить за изменением температуры. Записать значение температуры раствора t_p  К,когда она перестанет изменяться, в таблицу 1.

Рассчитать изменение температуры ∆t, К по формуле

∆t = t_p – t (1)

     Записать значение ∆t, К в таблицу 1.

4. Повторить действия, описанные в пункте 3, с навесками двух других веществ.

5. Произвести расчеты теплового эффекта ∆H, кДж по формуле

∆H = (m_в – m) · ∆t·С (2)

где m_в – масса воды, кг;

m  - масса навески, кг;

 С – удельная теплоемкость, для разбавленных растворов

 С = 4,18 кДж\К·кг

6. Расчитать теплоту растворения вещества в воде Q, кДж\моль по формуле

Q = ∆H · (М\m) (3)

М – молярная масса растворённого вещества, кг\моль.

 

Таблица 1. Результаты определения теплоты растворения вещества в воде.

 

Вещество	Темпера -  тура воды t, К	Темпера -  тура раствора tр, К	Изменение темпера - туры ∆t, К	Тепловой эффект  ∆Н, кДж	Теплота растворения вещества в воде Q, кДж\моль

 

7. После окончания работы дежурные должны провести санитарную уборку посуды и рабочего стола.

8. Оформить отчет, сдать преподавателю. Защитить работу. Ответив на контрольные вопросы.

 

4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дать определение теплового эффекта химической реакции

2. Дать определение экзотермического процесса

3. Дать определение эндотермического процесса

4. Дать определение теплоты растворения веществ

Лабораторное занятие № 6.

«Использование лабораторной посуды и оборудования»

Цель работы: познакомиться с лабораторной посудой и оборудованием, узнать их функциональное назначение

Теоретические сведения

Проведение лабораторных работ требует знаний лабораторной посуды, инструментов и оборудования, а также освоения техники работы с ними. Стеклянная и фарфоровая посуда

Градуированный цилиндр.

Градуированные мерные цилиндры – цилиндрические сосуды различной вместимости с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими объем в кубических сантиметрах или миллилитрах. Стандартный объем: 5–2000 мл. Цилиндры имеют или носик, или круглую горловину с подогнанной пробкой. Точность градуированных цилиндров ниже, чем мерной стеклянной посуды, предназначенной для аналитических целей. Ошибка в определении объема обычно равна наименьшему делению шкалы (например, 0,1 мл для цилиндров емкостью 5 мл и 20 мл для цилиндров емкостью 2000 мл).

Мерная колба.

Мерные колбы – измерительные сосуды, рассчитанные на вливание, т.е. объем жидкости до метки соответствует вместимости колбы. Смачивание стенок и растекание жидкости по внутренней поверхности колбы не играют никакой роли. Выпускаются мерные колбы и на выливание. Такие колбы (колбы Штоманна) имеют на горле две кольцевые отметки, так как объем вылитой жидкости будет несколько меньше отмеренной. Мерные колбы могут иметь пришлифованные стеклянные пробки, а также резиновые, фторопластовые или полиэтиленовые пробки. Мерные колбы используют для приготовления растворов определенной концентрации. Они имеют узкое горло с одной или несколькими метками, означающими границу отмеряемого объема. Вместимость мерных колб колеблется от 5 мл до 2 л. На каждой колбе указана вместимость (в мл) и температура, при которой проводилась ее калибровка, обычно это 20 °С. 10 Колба Эрленмейера. Колба Эрленмейера обычно имеет боковые риски (градуировку), чтобы видеть приблизительный объём содержимого, а также имеет пятно из загрунтованного стекла или из специальной грубой белой эмали, на котором можно сделать метку карандашом. Она отличается от лабораторного стакана конической формой и узким горлом. Отверстие обычно имеет слегка закруглённые края, чтобы колбу можно было легко закрыть резиновой пробкой или ватой. Кроме того, горловина может быть оснащена соединительным элементом из матового стекла, чтобы можно было использовать стеклянные пробки. Коническая форма позволяет легко перемешивать содержимое в процессе эксперимента либо рукой, либо специальным лабораторным шейкером или магнитной мешалкой. Узкое горло сохраняет содержимое от разливания, а также оно лучше сохраняет от испарения, чем лабораторный стакан. Плоское дно конической колбы не позволяет ей опрокидываться, в отличие от флорентийской колбы. Следует отметить, что в современном органическом синтезе, в установках, предусматривающих процесс интенсивного перемешивания, более широкое применение имеют круглые плоскодонные колбы, как более приспособленные и удобные для этих целей.

Колба Бунзена.

Колба Бунзена (колба с тубусом) – плоскодонная коническая колба из толстостенного стекла с тубусом (отводом). Используется колба Бунзена в основном для вакуумного фильтрования, в котором эта колба служит сборником фильтрата. Колба может быть использована и для других целей, например, для получения газов при химических реакциях, а также как предохранительный сосуд при вакуумных процессах. Колба Бунзена имеет разные варианты исполнения:

1. Стандартная колба Бунзена – коническая толстостенная колба с боковым отводом. 2. Колба Бунзена с нижним тубусом, в которой дополнительный тубус применяется для слива фильтрата с отключением источника вакуума. Колба Бунзена с трехходовым краном, в которой слив фильтрата может производиться без отключения источника вакуума.

грушеобразные колбы Клайзена.

Колба Вюрца.

Колба Вю́рца (колба с боковым отводом) представляет собой круглодонную колбу с отводом для вставки прямоточного холодильника Вейгеля-Либиха. Колба Вюрца изготавливается из стекла, никогда не снабжается шлифом и притёртой пробкой, вместо них используется резиновая эластичная пробка с одним отверстием для вставки термометра. Отвод колбы Вюрца может находиться ближе к шарообразной части колбы (для перегонки веществ с высокой температурой кипения), также отвод может находиться ближе к открытому концу горла (для перегонки легкокипящих веществ).

Колба Клайзена.

Ко́лба Кла́йзена (Кля́йзена) − круглодонные колбы особой конструкции для дистилляционной перегонки органических соединений (в том числе для перегонки под уменьшенным давлением) и синтеза химических веществ. Колба Клайзена отличается от колбы Вюрца тем, что её горло имеет две горловины (шейки), одна из которых (боковая) снабжена пароотводной трубкой (отростком) коленчатой формы для соединения с холодильником. Эта горловина должна иметь одинаковый диаметр по всей своей длине и не суживаться в месте спая со второй горловиной, в противном случае происходит захлебывание стекающей флегмой (жидким конденсатом) и неравномерное кипение жидкости в колбе. Иногда шейки бывают с одним или несколькими шаровидными расширениями. Применение колбы Клайзена дает возможность укреплять в горлах колбы термометр и капиллярную трубку. Такая конструкция снижает до минимума возможность переброса перегоняющейся жидкости в дистиллят при вспенивании или разбрызгивании. При перегонке малых количеств жидкости очень удобны.

Холодильник Либиха.

Холодильник Либиха (холодильником с прямой трубкой, прямоточным холодильником) изготавливается из стекла, имеет два исполнения – со шлифом и без, используется преимущественно как нисходящий в большинстве приборов по простой и вакуумной перегонке (дистилляторов). Холодильник состоит из двух стеклянных трубок, вставленных с помощью шлифа и запаянных одна в другую. По внутренней трубке 12 движутся пары жидкости, а по внешней – охлаждающее вещество (обычно охлаждающим веществом служит холодная вода, называемая водяной или водной рубашкой). Верхнюю часть холодильника присоединяют к колбе Вюрца, трубке или аллонжу, отходящему от колбы, в которой имеется исходная смесь веществ. Нижнюю часть холодильника соединяют с аллонжем, через который продукт перегонки поступает в приемник. Холодильник Либиха используется во всех видах приборов для перегонки (дистилляторов).

Насадка Вюрца.

Наса́дка Вю́рца – элемент конструкции для дистилляционной перегонки жидкостей (в том числе под вакуумом) и синтеза химических веществ. Соединительный элемент между колбой-источником и холодильником (например, холодильником Либиха) – прямого типа. Муфта насадки используется для установки термометра, установки капельной воронки для загрузки в колбу-источник жидких реагентов, а также для загрузки сыпучих реагентов при синтезе и дистилляционной перегонке веществ.

Алло́нж – конструктивный элемент химических приборов. Применяется в основном при перегонке для соединения холодильника с приёмником и при других работах. Аллонж применяется при работах по дистилляции, перегонке и других процессах в органическом синтезе.

Круглодонные колбы Ко́лба – стеклянный сосуд с круглым или плоским дном, обычно с узким длинным горлом. Разновидность технических сосудов, применяемых в химических лабораториях.

Колбы различают:

А) по форме: круглодонные, плоскодонные, остродонные;

В) по типу горла: с коническими шлифами, с цилиндрическими шлифами, с простым горлом под резиновую пробку;

C) по ёмкости: от 5 мл до 50 000 мл (50 литров);

D) по виду материала: стеклянные, кварцевые, металлические;

E) по термической устойчивости стекла: термостойкие, нетермостойкие; 13

F) по назначению: мерные колбы, колбы-реакторы, колбыприемники. Колбы применяются в лабораториях в качестве реакционных сосудов. Существуют также специальные мерные колбы для приготовления с высокой точностью аналитических растворов

Лабораторные стаканы.

Лабораторный стакан является важной частью химической лаборатории. По форме лабораторные стаканы представляют собой строгий цилиндр, хотя иногда могут иметь форму расширяющегося кверху усечённого конуса. Стандартная форма, как правило, имеет высоту в 1,4 раза больше диаметра. Обязательный атрибут химического стакана – носик для удобного сливания жидкости. Дно у хорошего стакана должно быть плоским для удобства использования магнитной мешалки. Объём лабораторных стаканов варьирует от 5 мл до 2 л. На стакан может быть нанесена шкала объёма, однако она приблизительна и служит только для ориентировки.

Сосуды с точными шкалами, служащие для измерения объёма жидкости, называют мензурками. Изготавливаются обычно из термостойкого стекла, но могут быть пластиковыми и металлическими. Лабораторные стаканы используются обычно для приготовления растворов сложного состава, когда необходимо при перемешивании растворять несколько твёрдых веществ, для фильтрования, выпаривания.

Пипетки.

Пипетка – мерный или дозирующий сосуд, представляющий собой трубку, либо емкость с трубкой, имеющую носик с небольшим отверстием, для ограничения скорости вытекания жидкости. Разнообразные пипетки широко применяются для отмеривания точных объёмов жидкостей или газов, в медицине, химии и биологии, а особенно широко – в аналитической химии и биохимии. Погрешность зависит от измеряемого объёма, так пипетка вместимостью 25 мл имеет допустимую погрешность измерения 25±0,06 мл. 14

Градуированные пипетки

Градуированные пипетки позволяют измерять объём обычно с точностью ± 0,1 или 0,2 мл. Градуированные пипетки обычно циллиндрические, их объем равен 1,2, 10 мл. Пипетки на 5 мл обычно градуируют через 0.5 мл.

Объемная пипетка

Объемные пипетки обычно используются в аналитической химии. Объемная пипетка позволяет чрезвычайно точно (четырех значащих цифр) произвести измерение объема. Типичные объемы равняются 10, 25, и 50 мл. Погрешность зависит от размера: у пипетки на 0,5 мл есть погрешность ±0,006 мл, в то время как у пипетки на 50 мл ±0,05 мл.

«Часовое» стекло»

«Часовое» стекло» в химических, биологических, медицинских и других лабораториях используют выпукловогнутые стёкла, сходные с используемыми в карманных часах и по установившейся традиции называемые часовыми. В лабораторных исследованиях часовые стёкла используются как вспомогательная лабораторная посуда для различных операций: взвешивания, выпаривания, микроанализа, в качестве предметного стекла, прозрачной крышки для иной лабораторной посуды. В зависимости от предъявляемых к изделию требований, материалом для изготовления могут служить различные стёкла: обычное силикатное, боросиликатное, кварцевое и т.д. Лабораторные часовые стёкла выпускаются промышленностью в широком диапазоне диаметров: по меньшей мере, от 35 до 220 мм. 15

Воронка

Воронка − приспособление для переливания жидкостей и фильтрации вещества. Воронка Бюхнера.

Воронка Бюхнера предназначена для фильтрования под вакуумом, обычно изготовлена из фарфора, реже из металла или пластмасс. Верхняя часть воронки отделена пористой или перфорированной перегородкой от нижней части, к которой подведён вакуум. При фильтровании на перегородку кладется съёмный слой материала: фильтровальная бумага, трековый фильтр, вата и подобный материал. Делительная воронка

Делительная воронка – сосуд, применяемый для разделения органической и неорганической фаз несмешивающихся друг в друге жидкостей. Делительная воронка снабжается пробками из пластика или стекла, не имеет нижнего керна; простое устройство для жидкостной экстракции.

Ступка и пестик.

Ступка с пестиком – лабораторная посуда для измельчения небольшого количества твердых веществ вручную.

Лабораторное оборудование и инструменты

Весы технические

Технические весы считаются высокоточным оборудованием. Главное их назначение – измерение массы. Лабораторные весы проводят измерение массы до второго знака после запятой.

Аналитические весы

Аналитические весы выполняют аналогичную функцию, что и технические, однако, они более точные – их измерение составляет до четвертого знака после запятой. Магнитная мешалка

Магнитная мешалка предназначена для перемешивания жидкостей с помощью вращающегося в магнитном поле якоря, Магнитные мешалки могут быть без подогрева и с подогревом.

Нагревательная баня

Нагревательная баня используется для осуществления реакций при нагревании, чаще всего применяют водяную или глицериновую бани. Последнюю используют при необходимости поднимать температуру реакционной массы выше 100°C. Стеклянные бутыли

Стеклянная бутыль – используется для хранения неорганических и органических ществ.

Сплав Вуда используется в качестве низкотемпературной нагревательной бани. Это тяжёлый легкоплавкий сплав, температура плавления которого 68,5 °C, плотность 9720 кг/м³, в его состав входят олово − 12,5 %; свинец − 25%; висмут – 50 %; кадмий − 12,5 %. ЛАТР ЛАТР или лабораторный автотрансформатор используют для создания точных температур при синтезах, который дает возможность устанавливать напряжение в широком диапазоне, например, в однофазной сети – от 0 до 250 В, в трехфазной – от 0 до 430 В. Изменение количества витков происходит плавно, поэтому удается получить максимально точные значения напряжения Термометр

Термо́метр – прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров: жидкостные, механические, электронные, оптические, газовые, инфракрасные. Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объёма жидкости, которая залита в термометр (обычно это спирт или ртуть), при изменении температуры окружающей среды. Лапки штатива лабораторного

Лапка штатива предназначена для удерживания различных предметов при проведении лабораторных или синтетических работ.  

Лабораторные зажимы

Лабораторный зажим предназначен для крепления лапки или кольца на вертикальной

Штатив лабораторный

Штатив – оборудование для установки лабораторной посуды и инструментов, необходимый атрибут химической лаборатории. Состоит из тяжёлого металлического основания (металлическая плита) и вертикальной стойки. На стойке закрепляются держатели для пробирок, лабораторных колб, лабораторных спиртовок и другого оборудования стойке штатива.  

Тигельные щипцы

Тигельные щипцы служат для захватывания тиглей и выпарительных чашек при их прокаливании и т.п.

Шпатель

Шпа́тель – резиновая, деревянная, пластмассовая, стеклянная или стальная пластина с ручкой. Использование: набирание веществ, снятие осадков с фильтров.

Ёршики

Ёршик – инструмент (приспособление) для чистки внутренних поверхностей различных предметов. Ёршик обычно состоит из рукоятки и щётки. Материалы и форма могут быть различны в зависимости от области применения.

Скальпель

Ска́льпель в химии предназначен для работы с веществами.

Груши

Груша – инструмент, используемый в лабораторных работах для подачи или откачивании жидкостей.

Кольцо штатива

Кольцо штатива предназначено для крепления на разной высоте сосудов

 

Заполните таблицу, занеся в нее основные данные:

 

Название лабораторного оборудования	Функциональное назначение	Картинка/рисунок

Контрольные вопросы

1. Назовите все виды посуды используемые в титриметрическом анализе?

2. Как пользоваться бюреткой?

3. Для чего используются мерные колбы?

4. Какие виды пипеток бывают?

5. Правила пользования пипеткой.

6. Какой измерительной посудой надо пользоваться при работе с летучими и ядовитыми веществами?

7. Какая химическая посуда называется мерной?

Общий вывод

Лабораторное занятие № 7.

«Приготовление растворов заданной концентрации»

Цель работы:

1 вариант - 30 мл 45 %;              

2 вариант – 50 мл 25 %;

3 вариант – 40 мл 30 %.

Комментирование результатов (3 ученика).

Слайд - ответы: 1 вариант – 13,5 г соли, 16,5 мл воды;

                          2 вариант - 12,5 г соли, 37,5 мл воды;

                          3 вариант - 12 г соли, 28 мл воды.

Общий вывод

Лабораторное занятие № 8.

«Приготовление растворов с определенной массовой долей веществ»

Цель работы: ознакомление с методами выражения и экспериментального определения концентрации растворов.

1. Краткое теоретическое введение

Содержание растворенного вещества выражается с помощью безразмерных единиц (долей или процентов), и через размерные величины – концентрации.

Массовая доля растворенного вещества – отношение массы растворенного вещества (m_i) к общей массе раствора ():

W = ,

 

Отношение может быть выражено в процентах:

С_%(масс)= *100%.

Объемная доля – отношение объема растворенного вещества (V_i) к сумме объемов компонентов до приготовления раствора. ()

 = ,                         С_{% (об.)} = *100%.

Объемная доля (объемное содержание) газа в газовой смеси – часть объема смеси, которую занимало бы содержащееся в ней количество данного газа при той же температуре и парциальном давлении, равном общему давлению газовой смеси; эта величина может быть выражена в долях единиц или в процентах.

 

Молярная доля – отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме всех веществ, составляющий раствор:

N_i = .

Сумма молярных долей всех компонентов равна 1.

 

Молярная концентрация или молярность (С_м) – отношение количества растворенного вещества (моль) к объему раствора (м³):

С_м = = .

Обычно пользуются кратной единицей моль/дм³ (моль/л).

 

Молярная концентрация (С_м) – отношение количества растворенного вещества (моль) к массе растворителя (кг), моль/кг:

 

С_м =  = .

Эквивалентная концентрация (или нормальность) – молярная концентрация эквивалентов (С_н или Н) – отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора, моль/л:

С_н = .

 

Массовая концентрация – отношение массы растворенного вещества (кг) к объему раствора. Обычно пользуются кратной единицей г/л.

 

Титр – кратная единица массовой концентрации, г/мл.

Т = .

Для определения концентрации раствора применяют различные методы: весовой, колориметрический, электрохимический и др.

Если не требуется большой точности, плотность раствора измеряют ареометром и определяют по таблице массовую концентрацию в процентах. Одним из простых и точных методов является объемный метод. При анализе титрованный раствор реактива (т.е. раствор, концентрация которого точно известна) наливают в измерительный сосуд, называемый бюреткой, и понемногу приливают его к исследуемому раствору до тех пор, пока тем или иным способом не будет установлено, что затраченное количество реактива эквивалентно количеству определяемого вещества. Эта операция носит название титрование. По результатам титрования производятся вычисления удобными способами. В этом случае концентрации растворов должны быть выражены через эквивалентные концентрации, так как между объемами реагирующих веществ наблюдается закономерная зависимость. Преобразуя формулу:

С_н =

Получим

С_н*V = .

Как правая, так и левая части равенства представляют собой количество эквивалентных масс, растворенных в объеме V.

Учитывая закон эквивалентов, можно сделать вывод, что произведение для растворов двух веществ, вступивших в реакцию без остатка, равны между собой, т.е.

С_н * V = C_н * V.

Таким образом, объемы реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормалиным концентрациям.

При объемном методе проводят главную операцию – титрование, которая при некотором навыке занимает всего несколько минут.

Одним из методов объемного анализа является метод нейтрализации, в основе которого лежит реакция нейтрализации:

Н⁺ + ОН^-  Н₂О

По этому методу можно, пользуясь титрованным раствором какой-либо кислоты, проводить количественное определение щелочи (ацидометрия) или, пользуясь каким-либо раствором щелочи, количественно определять концентрацию кислоты (алкалиметрия). При помощи этого метода проводят ряд других определений, так или иначе связанных с реакцией нейтрализации, подобно Na₂CO₃ и Na₂B₂O₇, сильнощелочную реакцию вследствие гидролиза и поэтому титрирующихся кислотами, определение жесткости воды, определение солей аммония, определение солей азота в органических соединениях и т.д.

Основными рабочими растворами метода нейтрализации является раствор кислоты (обычно НСl или H₂SO₄) и раствор щелочи (обычно NaOH или KOH).

Признаком достижения точки эквивалентности в методе нейтрализации является изменение окраски индикаторов: лакмуса, метилового оранжевого, фенолфталеина и многих других веществ. Перемена окраски индикатора происходит не строго в точке эквивалентности, а с известным отклонением от нее, что влечет за собой так называемую индикаторную ошибку титрования. Поэтому большое значение имеет правильный выбор индикатора для титрования. Путем вычисления индикатора ошибки титрования решается вопрос о пригодности какого-либо заранее заданного индикатора.

2. Выполнение работы

Определение концентрации раствора

Определить концентрацию раствора щелочи методом титрования раствором сильной кислоты, концентрация которой определена.

Приборы и реактивы. Установка для титрования (рис. 2.1), пипетка, конические колбы для титрования. Сосуд с раствором щелочи NaOH.

Раствор 0,1 н. HCl. Растворы индикаторов – метилоранжа, фенолфталеина, бромтиноловый синий и нитразиновый желтый, 9 чистых пробирок.

Ход определения.