РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ 





Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ



ХИМИЯ

 

 

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ

РАБОТ ПО ХИМИИ

 

 

Красноярск 2004

УДК 546/(076.1)

Г52

 

Химия: Рабочая тетрадь по лабораторным работам для студентов всех специальностей / Сост. Н. Я. Гладкова, Е. В. Грачева, Л. В. Фоменко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002 49 с.

 

Рекомендуется студентам заочного факультета, обучающимся по дистанционным технологиям.

 

 

Печатается по решению

Редакционно-издательского совета университета

 

 

© КГТУ, 2002

 

Лабораторная работа № 1

РАСТВОРЫ, СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ИХ КОНЦЕНТРАЦИИ

 

ОПЫТ 1. Приготовление серной кислоты заданной концентрации.

 

Расчет количества серной кислоты, необходимой для приготовления 100 мл 0,1н. раствора H2SO4 из 9% раствора H2SO4 с плотностью =1,059 г/см3.

В 1л. однонормального (1н.) раствора содержится один эквивалент вещества.

mэ (H2SO4) = = –––––––– = г/моль.

Для приготовления 100 мл раствора потребуется соответственно 0,01 эквивалент H2SO4, что составит _________г.

Расчет массы 9%-ного раствора H2SO4, содержащейся в _______г. безводной H2SO4.

В 100 г. 9% раствора H2SO4 содержится _________ г H2SO4,

 

в Х г. 9% раствора H2SO4 содержится ___________ г H2SO4.

 

Х = –––––––––––––– = г. H2SO4. (Масса 9%-ной серной кислоты).

 

Расчет объема H2SO4,который необходимо отмерить пипеткой для проведения опыта:

 

V = = ––––––– = мл.

 

ОПЫТ 2. Проверка концентрации приготовленной кислоты.

 

Проверку соответствия концентрации приготовленного раствора значе–нию 0,1н проводят методом титрованя, в основе которого лежит закон экви–валентов:

––––––– = ––––––– = –––––––––––– .

 

Концентрация приготовленной кислоты определяется по реакции нейтрализации.

 

H2SO4 + 2NaOH = 2H2O + Na2SO4.

 

Точку эквивалентности устанавливают с помощью индикатора метило–вого-оранжевого. В кислой среде он имеет ____________________окраши–вание, а в щелочной _______________________.

 

Таблица результатов титрования

Таблица 1.1

№ опыта Объем кислоты, мл Объем щелочи, мл Среднее значение объема щелочи, мл
5,0    
5,0   Vщ.(ср) =
5,0    

 

Расчет концентрации приготовленного раствора серной кислоты по формуле:

 

Ск × Vк = Сщ × Vщ, отсюда Ск = ––––––––––––– = ––––––––––––– = н.

 

Расчет титра приготовленного раствора по формуле:

 

Т = ––––––––––––––––––– = –––––––––––––––––––– = г/мл.

 

Расчет относительной ошибки опыта в %:

 

C = –––––––––––––– × 100 = %.

 

Дата выполнения работы ______________________________

 

Подпись преподавателя _______________________________

 

 

Лабораторная работа № 2

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И МЕТОДЫ ЕЕ УМЯГЧЕНИЯ

 

ОПЫТ № 1. Определение временной жесткости воды.

 

Уравнение для определения жесткости воды титрованием раствором

 

HСl: ___________________________________________________________ .

 

Таблица результатов опытов

Таблица 2.1

Номер опыта Объем воды, мл. Объем израсхо–дованной кисло–ты, мл Среднее значение объема кислоты, мл
   
  Vк(ср.) =
   

 

Цвет индикатора метилового-оранжевого до титрования ____________________, после титрования __________________.

 

Расчет величины временной жесткости по формуле:

 

Жвр. = ––––––––––––––––––– = ––––––––––––––––– = мэкв/л. (1)

 

ОПЫТ 2. Определение общей жесткости воды комплексонометрическим методом.

 

Таблица результатов опытов

Таблица 2.2

№ опыта Объем кислоты, мл. Объем трилона Б мл, Среднее значение объе–ма трилона Б, мл.
   
  V(ср.) =
   

 

Цвет индикатора трилона Б до титрования _________________________,

после титрования ________________________.

 

Расчет величины общей жесткости воды по формуле:

 

Жобщ. = –––––––––––––––––––– = ––––––––––––––– = мэкв/л. (2)

 

ОПЫТ 3. Устранение временной жесткости и определение постоянной.

 

Реакция устранения временной жесткости воды кипячением:

 

Ca(HCO3)2

 

Расчет величины постоянной жесткости титрованием трилоном Б по формуле I:

 

Жпост. = –––––––––––––––– = ––––––––––––––––––– = мэкв/л (3)

 

Расчет величины временной жесткости воды по формуле :

 

Жвр.. = Жобщ. (2) – Жпост. (3) = = мэкв/л (4)

 

Сравнение результаты Жвр., рассчитанной по формулам (1) и (4):

 

ОПЫТ 4. Умягчение воды катионированием.

 

Реакции протекающие на катионите в ионообменных колонках при пропускании через них воды:

 

 

 

Расчет жесткости воды титрованием трилоном Б после пропускания через колонку с катионитом:

 

Ж = –––––––––––––– = ––––––––––––––––––– = мэкв/л.

 

Вывод: после пропускания воды через колонку с катионитом жесткость воды ____________________________________.

 

Дата выполнения работы ______________________________

 

Подпись преподавателя ________________________________

 

 

Лабораторная работа № 3

Лабораторная работа № 4

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

 

ОПЫТ 1. Определение реакции среды различных солей с помощью универсального индикатора.

 

Результаты опытов по определению реакции среды растворов солей.

 

Таблица 4.1

№ п/п Испытуемая соль Реакция среды (написать: кислая, щелочная или нейтральная) рН раствора (написать рН > 7 или рН < 7)
1. Na2CO3    
2. Al2(SO4)3    
3. (NH4)2CO3    
4. CH3COONa    
5. KСl    

 

Уравнения реакций гидролиза солей в молекулярной (1) и ионной (2) формах:

 

1.а) Na2CO3 + H2O =

 

б)

 

2.а) Al2(SO4)3 + H2O =

 

б)

 

3.а) (NH4)2CO3 + H2O =

 

б)

 

4.а) CH3COONa + H2O =

 

б)

 

Вывод: раствор соли KCl гидролизу ____________________________ ,

так как эта соль образована _________________________________________ .

 

При гидролизе карбоната натрия углекислый газ не выделяется, так как _________________________________________________________________ .

 

ОПЫТ 2. Влияние температуры на степень гидролиза.

 

А.а) CH3COONa + фенолфталеин. Цвет раствора ___________________ .

 

б) CH3COONa + фенолфталеин + нагрев. Цвет раствора____________ .

 

Уравнение реакции гидролиза в молекулярной (1) и ионной (2) формах:

 

1) CH3COONa + H2O =

 

2)

 

Вывод: при нагревании раствора интенсивность окраски _____________, так как_________________________________________________.

 

Б. Уравнение реакции в молекулярной форме:

 

Al2(SO4)3 + CH3COONa =

 

Уравнения реакции гидролиза образующейся соли в молекулярной (1) и ионной (2) формах:

 

1)

 

2)

 

Вывод: появление осадка ___________, обусловлено __________ _________________________________________________________________ .

 

ОПЫТ 3. Влияние разбавление раствора на степень гидролиза.

 

Уравнения реакций в молекулярной (1) и ионной (2) формах:

 

1.SnCl2 + H2O =

 

2.

 

Выпадает осадок ____________ .

 

1. SnOHCl + HСl(к) =

 

2.

 

При подкислении концентрированной HCl осадок растворяется .

 

Вывод: согласно принципу Ле Шателье при разбавлении раствора и добавлении концентрированной HСl гидролиз _________________________ .

 

ОПЫТ 4. Влияние силы кислоты и основания, образующих соль на степень ее гидролиза.

 

I пробирка: Na2SO3 + фенолфталеин. Цвет _________________________.

 

II пробирка: Na2CO3 + фенолфталеин. Цвет ________________________ .

 

Кд (H2CO3) по I ступени = 4,5 × 10–7

 

Кд(H2SO3) по I cтупени = 1,7 × 10–2.

 

Вывод: интенсивность окраски в I-й пробирке ________________ ,чем во II-й. Это можно объяснить __________________________________________ .

 

Уравнения гидролиза в молекулярной (1) и ионной (2) формах:

 

1. Na2SO3 + H2O =

 

2.

 

ОПЫТ 5. Полный (необратимый) гидролиз.

 

Реакция взаимодействия солей в молекулярной форме:

 

Al2(SO3)3 + Na2CO3 =

 

 

Уравнения гидролиза соли, которая подвергается полному гидролизу в молекулярной (1) и ионной (2) формах:

 

1.

 

2.

 

Выделяется ____________________ газ и выпадает осадок ___________.

 

Вывод: при реакции не образуется карбонат алюминия, так как. __________________________________________________________________________________________________________________________________ .

 

Дата выполнения работы _________________________________

 

Подпись преподавателя ___________________________________

 

 

Лабораторная работа № 5

Лабораторная работа № 6

Лабораторная № 7

Лабораторная работа № 8

Лабораторная работа №9

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

 

ОПЫТ 1. Составление медно-цинкового элемента.

 

 

Рис. 9.1. Гальванический элемент Даниэля-Якоби:

1 - растворы ZnSO4 и CuSO4;

2 - электролитический мостик;

3 - гальванометр

 

 

Электрохимическая схема медно-цинкового гальванического элемента:

 

 

Анодом является пластина ____________, катодом – пластина ________

 

Электронные уравнения электродных процессов:

 

Анод (–) Процесс ______________________ ,

 

Катод (+) Процесс ______________________ .

 

Уравнение химической реакции, протекающей в гальваническом элементе:

 

В ионной форме –

 

В молекулярной форме –

 

Расчет ЭДС гальванического элемента по формуле:

 

ЭДС = Е0катода – Е0анода = Е0Cu2+/Cu – E0Zn2+/Zn.

 

Значения стандартных потенциалов анода и катода выпишите из ряда стандартных электродных потенциалов металлов (рад напряжений):

 

Е0Zn2+/Zn = ___________ Е0Cu2+/Cu = _____________ .

 

ЭДС =

 

 

Алюминий-цинковый гальванический элемент.

 

Электрохимическая схема алюминий-цинкового гальванического элемента:

 

 

Анодом является пластина ____________, катодом – пластина ________ .

 

Электронные уравнения электродных процессов:

 

Анод (–) Процесс ______________________ ,

 

Катод (+) Процесс ______________________ .

 

Уравнение химической реакции, протекающей в гальваническом элементе:

 

В ионной форме –

 

В молекулярной форме –

 

Расчет ЭДС гальванического элемента по формуле:

 

ЭДС = Е0катода – Е0анода = E0Zn2+/Zn – E0Al3+/Al.

Значения стандартных потенциалов анода и катода из ряда стандартных электродных потенциалов металлов (рад напряжений):

 

Е0Al3+/Al = ___________ , Е0Zn2+/Zn = _____________ .

 

ЭДС =

 

ОПЫТ 2. Составление концентрационного гальванического элемента

 

Электрохимическая схема концентрационного гальванического элемента:

 

(–) Анод Zn ½ ZnSO4 ½½ ZnSO4 ½ Zn Катод (+)

0,01М 1М

 

Электронные уравнения электродных процессов:

 

Анод (–) Процесс _____________________ ,

 

Катод (+) Процесс ______________________ .

 

Расчет электродного потенциала по уравнению Нернста.

 

EZn2+/Zn (анода) = E0Zn2+/Zn +0,059/n × lg [Zn2+] =

 

EZn2+/Zn (катода) = E0Zn2+/Zn =

 

Расчет ЭДС концентрационного гальванического элемента по формуле:

 

ЭДСкгэ = EZn2+/Zn (катода) – EZn2+/Zn (анода) =

 

 

ОПЫТ 3. Изготовление свинцового аккумулятора

 

 

Рис. 9.2. Свинцовый аккумулятор:

 

1 - широкогорлая склянка, 2 - пробка,

3 - пластины из свинцовой фольги,

4 - отверстие для выхода газа,

5 - проводники, 6 - фильтровальная бумага

 

 

При зарядке аккумулятора электрическая энергия превращается в химическую. Протекающие при этом химические процессы выражаются ионными уравнениями:

на катоде:

Катод (-) PbSO4 + 2 = Pb0 + SO42-, или

Pb2+ + 2 = Pb0;

 

на аноде:

Анод (+) Pb2SO4 - 2 + 2 H2O = PbO2 + 4H+ + SO42-, или

Pb2+ - 2 = Pb4+.

 

 

Суммируя эти одновременно протекающие процессы, получим уравнение химической реакции, протекающей при зарядке аккумулятора:

 

 

2PbSO4 + 2H2O = Pb + PbO2 + 4H+ + 2SO42-.

 

 

Заряженный аккумулятор представляет собой гальванический элемент , работающий на основе самопроизвольно протекающего окислительно-восстановительного процесса:

 

 

Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O.

 

 

При разрядке аккумулятора химическая энергия превращается в элект-рическую,. Электродные процессы выражаются уравнениями:

на катоде:

Катод (+) PbO2 + 2 + 4H+ + 2SO42- + 2H2O , или

Pb4+ + 2 = Pb2+;

 

на аноде:

Анод (-) Pb0 - 2 + SO42- = PbSO4 или

Pb0 - 2 = Pb2+.

 

 

Дата выполнения работы ___________________________ ,

 

Подпись преподавателя ____________________________ .

 

 

Лабораторная работа №10

Лабораторная работа №11

Лабораторная работа №12

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

ОПЫТ 1. Образование и диссоциация соединений с комплексным анионом.

 

Уравнения реакций образования K[BiJ4] в молекулярной форме:

 

1.Bi(NO3)3 + KJ ® BiJ3¯ +

 

2. BiJ3 + KJ ®

 

в ионной форме:

 

1.

 

2.

 

Цвет осадка BiJ3 _____________ , цвет полученного раствора K[BiJ4]

__________________ за счет присутствия иона ________________ .

 

В полученном комплексном соединении K[BiJ4] – тетраиодовисмутате калия комплексообразователем является ________ , лигандами – ионы ______ .

Уравнения электролитической диссоциации K[BiJ4]:

 

1 ступень диссоциации – K[BiJ4] ®

 

2 ступень диссоциации –

 

Выражение для константы нестойкости комплексного аниона :

 

Кн = ––––––––––––––––––––––––– .

 

ОПЫТ 2. Образование и диссоциация соединений с комплексным катионом.

 

Молекулярные уравнения образования осадков гидроксидов:

 

1. NiSO4 + NH4OH ® Ni(OH)2¯ +

 

2. ZnSO4 + NH4OH ® Zn(OH)2¯ +

 

3. CuSO4 + NH4OH ® Cu(OH)2¯ +

 

Уравнения реакций в сокращенной ионной форме:

 

1. __________________________________________________ ,

 

2. __________________________________________________ ,

 

3. __________________________________________________ .

 

Молекулярные уравнения растворения гидроксидов и образования комплексных оснований, содержащих комплексный катион:

 

1. Ni(OH)2¯+ NH4OH ® [Ni(NH3)6](OH)2 +

 

2. Zn(OH)2¯+ NH4OH ® [Zn(NH3)4](OH)2 +

 

3. Cu(OH)2¯+ NH4OH ® [Cu(NH3)4](OH)2 +

 

Цвет осадков гидроксидов и комплексных катионов полученных комплексных соединений:

 

1. Ni(OH)2¯_________________ [Ni(NH3)6]2+ ______________________ ,

 

2. Zn(OH)2¯_________________ [Zn(NH3)4]2+ ______________________ ,

 

2. Cu(OH)2¯ ________________ [Cu(NH3)4]2+ ______________________ .

 

Уравнения электролитической диссоциации комплексных оснований.

 

1 ступень диссоциации:

 

1. [Ni(NH3)6](OH)2 ®

 

2. [Zn(NH3)4](OH)2 ®

 

3. [Cu(NH3)4](OH)2 ®

 

 

2 ступень диссоциации:

 

1. [Ni(NH3)6]2+ ®

 

2. [Zn(NH3)4]2+ ®

 

3. [Cu(NH3)4]2+ ®

 

Выражения для констант нестойкости комплексных катионов:

 

К1 = –––––––––––––––––––––––––––– ,

 

 

К2 = –––––––––––––––––––––––––––– ,

 

 

К3 = –––––––––––––––––––––––––––– .

 

 

ОПЫТ 3. Образование соединения, содержащего комплексный катион и анион.

 

Уравнение реакции образования осадка гексацианоферрата (II) никеля:

 

K4[Fe(CN)6] + NiSO4 ® Ni2[Fe(CN)6]¯ +

 

Уравнение реакции растворения образовавшегося осадка гексациано-

феррата (II) никеля в 25%-ном растворе аммиака:

 

Ni2[Fe(CN)6]¯ + NH4OH ® [Ni(NH3)6]2[Fe(CN)6]¯ +

 

 

ОПЫТ 4. Обменная реакция гексацианоферрата (II) калия с солью меди

 

Уравнение реакции образования гексацианоферрата (II) меди:

 

K4[Fe(CN)6] + CuSO4 ® Cu2[Fe(CN)6]¯ +

 

Цвет образовавшегося осадка Cu2[Fe(CN)6]¯ _________________ .

 

 

ОПЫТ 5. Различие между простыми и комплексными ионами железа

 

А. Уравнение качественной реакции на ион Fe3+.

 

Молекулярное уравнение:

 

FeCl3 + KCNS ®

 

 

Б. Исследование раствора K3[Fe(CN)6] на присутствие ионов Fe3+.

 

K3[Fe(CN)6] + KCNS ®

 

Раствор __________________ цвет. Следовательно ион ______ в растворе

 

K3[Fe(CN)6] _____________________________ .

 

В. Качественная реакция на комплексный ион [Fe(CN)6]3–.

 

Первая пробирка:

 

FeCl3 + FeSO4 ®

 

Окраска раствора _______________________ , так как в нем ____________________ ион [Fe(CN)6]3–.

 

Вторая пробирка:

 

K3[Fe(CN)6] + FeSO4 ® Fe3[Fe(CN)6]2¯ +

 

Образовался осадок __________________________ . Это качественная реакция на комплексный ион _______________ .

 

ОПЫТ 6. Диссоциация двойных и комплексных солей

 

А. Диссоциация в растворе соли Мора:

 

(NH4)2SO4 × FeSO4 × 6H2O = 2NH4+ + 2SO42– + Fe2+ + 6 H2O.

 

Молекулярные уравнения качественных реакций на ионы:

 

1. FeSO4 + (NH4)2S ® FeS¯ +

 

2. FeSO4 + BaCl2 ® BaSO4¯ +

 

3. (NH4)2SO4 + NaOH ® NH3­ + H2O +

 

Краткие ионные уравнения качественных реакций:

 

1.

 

2.

 

3.

Эти реакции указывают на присутствие в растворе соли Мора следующих ионов:

 

1. ионов __________ , 2. ионов ____________ , 3. ионов ____________ .

 

Б. Диссоциация в растворе гексацианоферрата (II) калия:

 

K4[Fe(CN)6] ® 4K+ +[Fe(CN)6]4–.

 

При добавлении в пробирку с раствором K4[Fe(CN)6] раствора (NH4)2S черный осадок ___________________ , следовательно ион _______ в растворе _____________________ .

 

Процессы диссоциации двойных и комплексных солей отличаются ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Дата выполнения работы ________________________ .

 

Подпись преподавателя _________________________ .

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Лабораторная работа № 1. 3

РАСТВОРЫ, СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ИХ КОНЦЕНТРАЦИИ.. 3

Лабораторная работа № 2. 4

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И МЕТОДЫ ЕЕ УМЯГЧЕНИЯ.. 4

Лабораторная работа № 3. 6

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ.. 6

Лабораторная работа № 4. 10

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ.. 10

Лабораторная работа № 5. 13

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ И НАПРАВЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.. 13

Лабораторная работа № 6. 18

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ. 18

Лабораторная № 7. 21

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.. 21

Лабораторная работа № 8. 26

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.. 26

Лабораторная работа №9. 32

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.. 32

Лабораторная работа №10. 36

ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЕДИНЕНИЙ.. 36

Лабораторная работа №11. 39

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И ЗАЩИТА ОТ НЕЕ. 39

Лабораторная работа №12. 44

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.. 44

 

ХИМИЯ

 

 

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ

РАБОТ ПО ХИМИИ

 

 

Красноярск 2004

УДК 546/(076.1)

Г52

 

Химия: Рабочая тетрадь по лабораторным работам для студентов всех специальностей / Сост. Н. Я. Гладкова, Е. В. Грачева, Л. В. Фоменко. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002 49 с.

 

Рекомендуется студентам заочного факультета, обучающимся по дистанционным технологиям.

 

 

Печатается по решению

Редакционно-издательского совета университета

 

 

© КГТУ, 2002

 

Лабораторная работа № 1





Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 100; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.153.166.111 (0.019 с.)