Дослід №1. Взаємодія металів з водою
Взяти кусочок лужного металу (лужноземельного металу натрій, калій, літій, кальцій), що зберігають в банці з керосином,обережно осушити його фільтрувальним папером, внести в фарфорову чашку, заповненою водою. По закінченню додати декілька капель фенолфталеїна і визначити середовище розчину. При взаємодії магнію з водою реакційну пробірку підігрійте деякий час на спиртівці.Даний дослід проводиться у вигляді демонстраційного відеофільму.
Завдання до досліду №1: Записати рівняння реакції в іонній та іонно- молекулярній формі. Записати спостереження (за можливості замалювати).
Дослід № 2. Взаємодія металів з розбавленими кислотами.
В три пробірки налийте по 20 – 25 крапель 2н розчину соляної, сірчаної та нітратної кислот. В кожну пробірку опустіть метали у вигляді проволоки, кусочків або стружки. Спостерігайте за явищами , що відбуваються. Пробірки, в яких нічого не відбувається – підігрійте на спиртівці до початку реакції. Пробірку з нітратною кислотою обережно понюхайте для визначення газу, який виділяється.
Завдання до досліду №2: Записати рівняння реакції в іонній та іонно- молекулярній формі. Записати спостереження (за можливості замалювати).
Дослід № 3.Взаємодія металів з концентрованими кислотами.
В дві пробірки налийте по 20 – 25 крапель концентрованої нітратної та сульфатної (обережно!) кислот, опустіть в них метал. Спостерігайте за явищами , що відбуваються.
|
|
|
Пробірки, в яких нічого не відбувається – підігрійте на спиртівці до початку реакції. Пробірку обережно понюхайте для визначення газу, який виділяється.
Завдання до досліду №3: Записати рівняння реакції в іонній та іонно- молекулярній формі. Записати спостереження (за можливості замалювати).
Дослід № 4. Взаємодія металів з лугами.
В пробірку налийте 20 – 30 крапель концентрованого розчину лугу (KOH або NaOH) , внесіть метал. Пробірку злегка підігрійте. Спостерігайте за явищами , що відбуваються.
Завдання до досліду №4: Записати рівняння реакції в іонній та іонно- молекулярній формі. Записати спостереження (за можливості замалювати).
Дослід №5. Отримання і властивості гідроксидів металів.
В пробірку налийте 15 – 20 крапель солі відповідного металу, додайте луг до випадіння осаду. Осад розділити на дві частини. До однієї частини прилити розчин соляної кислоти, а до їншої – розчин лугу.
Завдання до досліду №5: Відмітьте спостереження, записати рівняння реакції в іонній та іонно- молекулярній формі, зробити висновок про характер отриманого гідроксиду.
Питання для заліку з роботи:
1. Пояснити відновну властивість металів. Як вона змінюється в одній групі та в одному періоді періодичної системи Д.І.Мєндєлєєва?
|
|
|
2. Які метали взаємодіють з водою? Які продукти при цьому утворюються?
3. Які з вказаних реакцій нижче можливі і чому:
K + HCl = Mg + H2SO4(разб.) =
Pb + H2SO4(разб.) = Cu + H2SO4(разб.) =
Zn + HCl = Ag + HNO3 =
Cu + H2SO4(конц.) =
4. Як змінюється хімічний характер оксидів металів, що проявляють змінну ступінь окислення зі збільшенням ступеню окислення ?
Рекомендована література:
1. Н.Л.Глинка. Общая химия. Л.: Химия, 1980 г.
2. Н.С.Романов. Загальна та неорганічна хімія. Підручник для студентів вищих навчальних закладів, Київ, 2002 р.
Додатки:
1. Таблиця-стенд “Періодична система хімічних елементів Д.І.Мендєлєєва”.
2. Таблиця-стенд “Розчинність солей, кислот і основ у воді”.
3. Таблиця-стенд “Електрохімічний ряд напруг металів”.
3. Таблиця-стенд “Правила безпеки при роботі з кислотами і лугами”.
4. Таблиця-стенд “Перша допомога при пораненні”.
Лабораторна робота № 6
Тема роботи: Визначення твердості води
Мета роботи: Ознайомитися з одним із властивостей води - твердістю, способами її визначення й усунення.
|
|
|
Обладнання та реактиви: водопровідна вода, розчин соляної кислоти,MgSO4, Na2CO3, CaCl2, CaSO4, колби плоскодонні, бюретка, мірний стаканчик.
Теоретична частина.
1. Твердість води.
1.1 Сполуки природних вод.
Вода - одне з найбільш важливих і розповсюджених хімічних сполук на нашій планеті. Вона покриває 80% поверхні Землі й утримується в багатьох її об'єктах: входить до складу гірських порід і мінералів, є присутнім у ґрунті й атмосфері, утримується у всіх живих організмах. Її важливість полягає в тім, що вона є регулятором кліматичних умов на землі й універсальному розчиннику в процесах, що відбуваються як у живий, так і неживій природі. Гарна розчинююча здатність води, обумовлена полярністю її молекул, приводить до того, що в природі вона найчастіше зустрічається не у вигляді індивідуальної хімічної сполуки, а у вигляді складної багатокомпонентної системи, до складу якої входять мінеральний речовини, гази, колоїдні й грубодисперсні частки, а також різні мікроорганізми. Розчинені у воді компоненти перебувають один з одним у рівновазі, утворює комплекси різної сполуки.
|
|
|
Отримання або концентрація тих або інших компонентів у природній воді залежить від виду водного джерела, температури, пори року й багатьох інших факторів.
Природні водойми, що перебувають поблизу промислових центрів, містять ще й речовини, що є результатом діяльності людини. Це викиди шахт, заводів, фабрик. Більшість із них є шкідливими речовинами, що роблять часто непридатними природні водойми для життєдіяльності людини.
Основними газами, що втримуються в природній воді, є О2, СН, Н2, N2. Слід зазначити, що відносний зміст кисню у воді вище, ніж у повітрі.
Серед основних мінеральних речовин, що є присутнім у природній воді - гідрокарбонати, сульфати, хлориди кальцію й магнію. Їхнім джерелом є гірські породи - вапняки, доломіти, що розчиняються в результаті контакту із природною водою в ході її круговороту.
Наявність у воді розчинених речовин збільшує температуру її кипіння й знижує температуру замерзання. Останнє використається широко в практиці для запобігання утворення льоду взимку: на дорогах розсипають сіль, знижуючи тим самим температуру замерзання води.
1.2 Види твердості й одиниці її виміру.
Воду з розчиненими в ній солями називають твердою, а сукупність властивостей такої води – твердістю. Тверда вода утворить накип на стінках парових казанів, опалювальних приладів і побутового металевого посуду. Вона не придатна для виробництва паперу й фарбування тканин, для готування їжі й напоїв. У твердій воді не піниться мило, погано розварюються овочі й м'ясо.
Відповідно ДО ДЕРЖСТАНДАРТУ 6055 - 86 розрізняють:
§ карбонатну твердість - це сукупність властивостей води, обумовлених присутністю в ній гідрокарбонатів кальцію, магнію й заліза. Часто цей вид твердості називають тимчасовий або переборної;
§ некарбонатну твердість - сукупність властивостей води, обумовлених присутністю в ній сульфатів, хлоридів, силікатів, нітратів і фосфатів кальцію, магнію й заліза. Цей вид твердості також називають постійною або непереборної;
§ загальну твердість, що складається з карбонатної й некарбонатної твердості. Вона дорівнює сумі концентрацій іонів Са2+, Mg2+, Fе2+.
Кількісно твердість води в Росії виражають одиницями твердості. За одиницю твердості приймають твердість води в одному літрі якої втримується один міллімоль (ммоль) еквівалент іонів Са2+ або Mg2+. Числове значення твердості, виражене в ммоль/л, збігається зі значенням у моль/м3. Одна одиниця твердості відповідає масовій концентрації іонів Са2+, рівної 20, 4 мг/л або іонів Mg2+, рівної 12, 15 мг/л.
По величині твердості розрізняють воду:
§ дуже м'яку < 1, 5 одиниць (ммоль екв/л);
§ м'яку 1, 5 - 3 одиниць;
§ середню 3, 6 - 6, 0 одиниць
§ тверду 6, 0 - 9, 0 одиниць
§ дуже тверду > 9, 0 одиниць.
2. Методи усунення й зниження твердості води.
Усунення або зниження твердості води називають зм'якшенням. Його здійснюють різними методами.
2. 1 Термічна обробка води.
Сутність цього методу полягає в попереднім нагріванні води до 70 – 80про З або її кип'ятінні. Метод дозволяє усунути тільки тимчасову (карбонатну) твердість, обумовлену наявністю у воді добре розчинних гідрокарбонатів кальцію, магнію й заліза. При цьому катіони Са2+, Mg2+, Fe2+ осаджуються у вигляді нерозчинних сполук.
Розпад гідрокарбонатів магнію й заліза, у відмінності від гідрокарбонату кальцію, протікає складніше: він одночасно супроводжується процесами гідролітичного розкладання їхніх карбонатів. Це пояснюється тим, що карбонати магнію й заліза, на відміну від карбонату кальцію, більше розчинні, чим їх гідроксиди.
Якщо тимчасова твердість попередньо не була усунута, то вищенаведені процеси протікають при нагріванні води в парових казанах, системах водяного опалення й охолодження, побутовому металевому посуду з утворенням у них шаруючи накипу з нерозчинних сполук. Це знижує коефіцієнти теплопередачі й погіршує їхні теплотехнічні характеристики. При цьому відбувається перевитрата палива й перегрів металевих поверхонь. Чим більше заліза втримується у воді, тим більше бурим є кольори накипу.
При термічній обробці води вдається також знизити й зміст у ній розчинних газів, тому що їхня розчинність зі збільшенням температури падає.
2. 2 Хімічна обробка води (реагентний метод)
Цей метод дозволяє усунути як тимчасову твердість, так і постійну. Сутність його полягає в обробці води спеціальними реагентами, що утворять іонами, що викликають твердість, малорозчинні сполуки.
До числа таких реагентів ставляться: сода Na2CO3, негашена Ca і гашена Ca(OH)2 вапна, різні фосфати натрію (Na3PO4, Na6P6O18) і ін.
При обробці води вапном (гашеної або негашеної) відбувається усунення її тимчасової твердості й одночасне зниження її лужності. Процес називається вапнуванням або декарбонізацією.
Обробка вапном дозволяє зв'язати й розчинений у воді вуглекислий газ. Використання фосфатів натрію переважніше, тому що утворюючі фосфати кальцію, магнію й заліза менш розчинні, чим відповідні їхні карбонати й гідроксиди.
Для одночасного усунення карбонатної й некарбонатної твердості широке поширення в промисловості одержав вапняно – содовий метод: обробка води сумішшю СаО й Nа2 CO3. Вода, зм'якшена цим способом, має залишкову твердість рівну 0, 5 - 0, 1 ммоль зкв/л. Він стає ще більш ефективним, якщо його проводити при нагріванні, сполучаючи достоїнства хімічного й термічного методів.
2. 3 Іонообмінний метод.
Це сучасний фізико - хімічний метод, широко використовуваний у промисловості, особливо в гідрометалургії. Використання його для зм'якшення й демінералізації води дозволяє не тільки зменшити її твердість, але досягти її глибокого очищення. Вода, що піддалась такій обробці, практично не містить сторонніх іонів: ні катіонів, ні аніонів. Метод заснований на здатності деяких речовин, не розчинних у воді, стехіометрично обмінювати свої іони на іони зовнішнього середовища (води, розчинів електролітів). Речовини, що володіють такими властивостями, називають іонобмінниками (іонообмінними сорбентами) або скорочено іонітами. Більшість іонітів - тверді, що обмежено набухають речовини, аморфної або кристалічної структури.
Хід роботи
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 721; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!