Zajęcia laboratoryjne KOŁO CHEMICZNE. I Liceum Ogólnokształcące w Legnicy. Doświadczenia wykonał(-a):

Transkrypt

1 Zajęcia laboratoryjne KOŁO CHEMICZNE I Liceum Ogólnokształcące w Legnicy Doświadczenia wykonał(-a):.

2 2

3 SPIS TREŚCI Przepisy BHP... 5 Temat 1. Kalibracja naczyń miarowych... 7 Temat 2. Acydymetryczne oznaczenie wodorotlenku sodu Temat 3. Wagowe oznaczenie miedzi Temat 4. Wyznaczenie liczby Avogadra Temat 5. Woda w związkach chemicznych Temat 6. Stechiometria chemiczna Temat 7. Rozdział mieszanin Temat 8. Krystalizacja frakcyjna Temat 9. Badanie odczynu mocnych kwasów i zasad Temat 10. Indykatory kwasowo-zasadowe Temat 11. Hydroliza Temat 12. Badanie właściwości chemicznych tlenków Temat 13. Reakcje krzyżowe Temat 14. Reakcje redoks Temat 15. Synteza związków kompleksowych Temat 16. Właściwości związków kompleksowych Temat 17. Trwałość kinetyczna i termodynamiczna kompleksów Temat 18. Rozpuszczalność Temat 19. Równowagi heterofazowe ciało stałe ciecz Temat 20. Efekty energetyczne reakcji chemicznych Temat 21. Kinetyka chemiczna Temat 22. Procesy katalityczne Temat 23. Reakcje fotochemiczne Temat 24. Aktywność chemiczna i elektrochemiczna metali Temat 25. Elektroliza Temat 26. Chemia środowiska Temat 27. Właściwości chemiczne związków boru Temat 28. Właściwości chemiczne związków bromu Temat 29. Właściwości chemiczne związków ceru Temat 30. Właściwości chemiczne związków chromu Temat 31. Właściwości chemiczne związków fosforu Temat 32. Właściwości chemiczne związków jodu Temat 33. Właściwości chemiczne związków manganu Temat 34. Właściwości chemiczne związków miedzi Temat 35. Właściwości chemiczne związków molibdenu Temat 36. Właściwości chemiczne związków niklu

4 Temat 37. Właściwości chemiczne związków ołowiu Temat 38. Właściwości chemiczne związków srebra Temat 39. Właściwości chemiczne związków tytanu Temat 40. Właściwości chemiczne związków żelaza Temat 41. Właściwości chemiczne anionów dioksoazotanowych(1 ) Temat 42. Właściwości chemiczne anionów heksacyjanożelazianowych Temat 43. Właściwości chemiczne anionów octanowych Temat 44. Właściwości chemiczne anionów szczawianowych Temat 45. Właściwości chemiczne amin Temat 46. Właściwości chemiczne estrów Temat 47. Właściwości chemiczne fenoli Temat 48. Właściwości chemiczne kwasów karboksylowych Temat 49. Właściwości chemiczne polimerów Temat 50. Analiza substancji organicznych Projekty Projekt 1. Wyznaczanie wzoru produktu i równania reakcji Projekt 2. Cykl reakcji z miedzią Projekt 3. Barwniki naturalne i syntetyczne Projekt 4. Synteza sieciowanego PVA Projekt 5. Synteza i właściwości mydeł Projekt 6. Analiza chemiczna wody Projekt 7. Katalityczne oznaczenie śladów miedzi Projekt 8. Kinetyka reakcji oscylującej Projekt 9. Miedź, żelazo i fosfor wokół nas Projekt 10. Wskaźniki ph Projekt 11. Oznaczanie kwasu octowego w occie Projekt 12. Kwasowość mleka i chleba Projekt 13. Analiza jakościowa zielonych roztworów Projekt 14. Zagadka elektrolityczna Projekt 15. Fotochemia związków żelaza Tablica rozpuszczalności wodorotlenków i soli Układ okresowy pierwiastków

5 PRZEPISY BHP obowiązujące podczas zajęć koła chemicznego 1. W laboratorium chemicznym uczniowie mogą przebywać jedynie w obecności prowadzącego zajęcia. Zabrania się wchodzenia do pracowni bez wyraźnego polecenia prowadzącego. 2. Podczas zajęć należy postępować dokładnie według przepisów podanych przez prowadzącego lub zawartych w instrukcjach do ćwiczeń. 3. Doświadczenia można wykonywać tylko na polecenie prowadzącego. 4. Zabrania się w laboratorium próbowania jakiejkolwiek substancji. Substancje chemiczne można dotykać lub wąchać jedynie wtedy, gdy jest to zaznaczone w instrukcji lub za zgodą prowadzącego. 5. Każdy uczeń jest zobowiązany do utrzymania porządku na stanowisku pracy. Na stołach laboratoryjnych mogą znajdować się wyłącznie przedmioty niezbędne do pracy: zeszyt z instrukcjami, zeszyt do własnych notatek, długopis oraz sprzęt i odczynniki udostępnione przez prowadzącego. 6. W pracowni chemicznej niedozwolone jest jedzenie i picie. Produktów spożywczych nie wolno kłaść na stołach laboratoryjnych. 7. Z pracowni chemicznej nie wolno wynosić substancji chemicznych i sprzętu, chyba że zezwolił na to prowadzący. 8. Jeżeli uczeń zauważy uszkodzony sprzęt, szkło laboratoryjne lub wyposażenie, powinien natychmiast zgłosić to prowadzącemu. 9. W razie wypadku należy powiadomić prowadzącego. Na terenie pracowni chemicznej znajduje się apteczka pierwszej pomocy. 10. W przypadku kontaktu substancji chemicznej ze skórą, oczami lub odzieżą należy przemywać zanieczyszczone miejsce dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut. 11. Przed przystąpieniem do wykonywania doświadczeń uczeń powinien zapoznać się z opisem doświadczenia. 12. Uczniowie wchodząc na teren pracowni chemicznej są zobowiązani: założyć środki ochrony osobistej. Zawsze należy włożyć fartuch, a na polecenie prowadzącego także okulary ochronne. Użycie rękawic ochronnych jest konieczne podczas pracy ze szczególnie niebezpiecznymi substancjami. pobrać niezbędny sprzęt i odczynniki oraz przygotować stanowisko pracy zgodnie ze wskazówkami prowadzącego. spiąć długie włosy. zdjąć lub zabezpieczyć luźną odzież, krawaty, chustki etc. 5

6 13. Obowiązkiem każdego ucznia przed wykonaniem doświadczenia jest sprawdzenie, czy używany sprzęt jest sprawny, szkło laboratoryjne czyste i nieuszkodzone, a substancje wykorzystywane w ćwiczeniu opatrzone prawidłowymi etykietami. 14. W trakcie przeprowadzania doświadczeń należy skoncentrować się na nim, zachować spokój i nie prowadzić głośnych rozmów. Jeżeli uczeń chce omówić przebieg doświadczenia z prowadzącym lub innym uczniem, powinien to robić ściszonym głosem. 15. Nie wolno samodzielnie modyfikować wykonywanych doświadczeń, w tym zmieniać ilości stosowanych odczynników, bez uprzedniego zezwolenia prowadzącego. 16. Należy ściśle przestrzegać reguł wykonywania podstawowych czynności laboratoryjnych, takich jak przelewanie cieczy, ogrzewanie, pipetowanie. 17. Nie wolno pozostawiać żadnych substancji w naczyniach bez etykiety. 18. Po użyciu substancji należy natychmiast zamknąć wszystkie butelki i słoiki. 19. Jeżeli wystąpią jakiekolwiek wątpliwości, jak postępować w trakcie wykonywania doświadczenia lub zaobserwuje się jego nieoczekiwany przebieg, należy natychmiast poprosić o pomoc prowadzącego. 20. Po zakończeniu doświadczenia należy: zagospodarować odpady chemiczne w sposób podany przez prowadzącego. W szczególności dotyczy to substancji stałych. Nie wolno wyrzucać do zlewu papierów, szkła, metali, stałych substancji chemicznych itd. dokładnie umyć szkło laboratoryjne, a w przypadku problemów z jego wyczyszczeniem zwrócić się o pomoc do prowadzącego. uprzątnąć i zetrzeć blat roboczy. umyć dokładnie ręce. 21. W przypadku naruszenia przepisów BHP, w stosunku do osób winnych będą wyciągane konsekwencje, włącznie z usunięciem z pracowni. 22. O zakończeniu pracy należy powiadomić prowadzącego. Sprawdzi on stanowisko pracy oraz sporządzone notatki. 6

7 Temat 1. Kalibracja naczyń miarowych ZASADY UŻYTKOWANIA NACZYŃ MIAROWYCH Istnieją pewne ustalone zasady posługiwania się naczyniami miarowymi. Ścisłe ich przestrzeganie zmniejsza możliwość popełnienia błędów, jakie są związane z użytkowaniem tych naczyń. Kolba miarowa służy do sporządzania roztworów o określonym stężeniu oraz do rozcieńczania roztworów. Sporządzając roztwór przenosi się ilościowo odważoną substancję z naczynia wagowego do kolby przez lejek z długą nóżką, spłukując dokładnie naczynko i lejek. Przed przeniesieniem substancji do kolby należy zadbać o to, by w kolbie znajdowała się niewielka ilość rozpuszczalnika (najczęściej wody). Jest to szczególnie istotne w przypadku rozcieńczania roztworów kwasów i zasad. Po ilościowym przeniesieniu substancji do kolby, miesza się zawartość ruchem okrężnym do całkowitego rozpuszczenia substancji. Następnie dolewa się wody mieszając cały czas ruchem okrężnym. Po dopełnieniu zawartości do kreski tak, aby najniższy punkt menisku zetknął się z kreską na szyjce kolby, zamyka się kolbę szczelnym, suchym korkiem i miesza się roztwór odwracając kilkanaście razy kolbę z zawartością dnem do góry. Należy przy tym zwracać uwagę, aby za każdym odwróceniem powietrze przechodziło od korka do dna kolby i odwrotnie. Ciecz, którą napełnia się kolbę, powinna mieć temperaturę bliską 20 C. W czasie napełniania kolby i pobierania z niej roztworu pipetą temperatura roztworu nie powinna się zmieniać. Dopełniając kolbę miarową do kreski nie należy zwilżać szyjki kolby powyżej kreski. Dopełnianie kolby kończy się dodając ciecz wkraplaczem lub pipetą. Każda kolba powinna być zamknięta dokładnie dopasowanym korkiem niezależnie od tego, czy jest w niej jakiś roztwór, czy jest pusta. Prawidłowy sposób pipetowania. Dokładnie oczyszczoną, przemytą wodą destylowaną i suchą z zewnątrz pipetę zanurza się dolnym końcem w cieczy pipetowanej, zasysa ciecz do około 1/5 pojemności pipety, zatyka pipetę palcem wskazującym, zmienia się położenie pipety na poziome i dokładnie przemywa wewnątrz pipetę cieczą pipetowaną. Następnie ciecz tę się wylewa (spuszcza). Czynność tę powtarza się jeszcze jeden lub dwa razy, po czym przystępuje się do właściwego pipetowania. Suchą z zewnątrz pipetę zanurza się w roztworze na taką głębokość, aby podczas wciągania roztworu nie zassać powietrza w wyniku obniżenia się poziomu cieczy w naczyniu, z którego się pipetuje. Następnie zasysa się roztwór do pipety, napełniając ją nieco powyżej kreski i zatyka się pipetę zwilżonym wodą palcem wskazującym. Wyjmuje się pipetę z kolby (lub innego naczynia zawierającego pipetowany roztwór), osusza z zewnątrz kawałkiem bibuły i ustawia się pipetę w pozycji pionowej, dotykając jej dolnym końcem suchego pomocniczego naczynia szklanego. Zwalniając nieco palec zamykający pipetę spuszcza się powoli nadmiar roztworu z pipety aż do ustalenia dolnego menisku cieczy na wysokości kreski na szyjce pipety (oko musi być na poziomie obserwowanej kreski), po czym zamyka się, szczelnie dociskając palec wskazujący. Tak napełnioną roztworem pipetę przenosi się nad przygotowane naczynie (np. kolbę stożkową w przypadku miareczkowania), dotyka się jej końcem ścianki tego naczynia (przechylonego tak, aby pipeta była w pozycji pionowej) i usuwając palec wskazujący spuszcza się zawartość. Po swobodnym spłynięciu roztworu z pipety trzyma się jeszcze pipetę w tej samej pozycji pionowej przez 20 s, aż spłynie cały roztwór zawarty w pipecie. Odrywa się pipetę od ścianki naczynia z pozostałą niewielką ilością roztworu w końcówce pipety. Nie wolno wydmuchiwać ani strząsać resztek cieczy z pipety, nie należy również dotykać końcem pipety powierzchni cieczy. Należy pamiętać, że poprawne korzystanie z naczyń miarowych jest w dużej mierze uzależnione od ich czystości. Przyjmuje się, że naczynie szklane jest czyste, jeśli na jego wewnętrznych ściankach nie pozostają kropelki cieczy. W czystym naczyniu niewielka ilość cieczy pozostającej w jego wnętrzu równomiernie zwilża ścianki naczynia. Jeśli naczynie jest brudne, można napełnić je etanolowym roztworem KOH (jest to roztwór wielokrotnego użytku), a po upływie około minut wylać roztwór i przepłukać wielokrotnie dużą ilością wody destylowanej. 7

8 DOŚWIADCZENIE 1.1. KALIBRACJA KOLBY MIAROWEJ Wykonanie: Na wadze ważymy pustą, idealnie suchą, zamkniętą korkiem kolbę miarową. Następnie dopełniamy kolbę miarową wodą destylowaną do kreski. Szyjka kolby nad kreską powinna być sucha. Ważymy kolbę z wodą, następnie odlewamy nieco wody, dopełniamy ją ponownie do kreski wodą destylowaną, zamykamy korkiem i ponownie ważymy. Należy wykonać łącznie 5 pomiarów. Po wykonaniu pomiarów odczytać temperaturę wody używanej do dopełniania kolby miarowej. Masa pustej kolby: Masy kolby napełnionej do kreski wodą destylowaną: Średnia masa kolby napełnionej do kreski wodą destylowaną: Masa wody wypełniającej kolbę miarową: Temperatura i gęstość wody w tej temperaturze (odczytana z poniższej tabeli): Pojemność kolby miarowej: Niepewność wyznaczenia pojemności kolby miarowej: Gęstości wody w różnych temperaturach: Temperatura wody [ C] Gęstość wody [g/cm 3 ] Temperatura wody [ C] Gęstość wody [g/cm 3 ] 15 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

9 DOŚWIADCZENIE 1.2. KALIBRACJA PIPETY Wykonanie: Na wadze ważymy pustą kolbę miarową bez korka (może nie być idealnie sucha). Następnie pipetą pobieramy porcję wody destylowanej i przenosimy ją do kolby miarowej. Kolbę zawierającą wodę ważymy na wadze. Następnie za pomocą pipety pobieramy kolejną porcję wody i przenosimy ją do kolby miarowej. W ten sposób możemy wykonać 4 pomiary. Po wylaniu wody z kolby miarowej wykonujemy jeszcze raz 4 pomiary, wykonując łącznie 8 pomiarów masy kolby zawierającej wodę destylowaną. Masa pustej kolby (przed pierwszymi 4 pomiarami): Masy kolby napełnionej wodą destylowaną z pipety: Masa pustej kolby (przed następnymi 4 pomiarami): Masy kolby napełnionej wodą destylowaną z pipety: Średnia masa kolby napełnianej wodą destylowaną (czyli średnia masa wody zawarta w pipecie): Masa wody wypełniającej pipetę wypełnioną do kreski wodą destylowaną: Temperatura i gęstość wody: Pojemność pipety: Niepewność wyznaczenia pojemności pipety: Współczynnik współmierności kolby z pipetą: 9

10 Temat 2. Acydymetryczne oznaczenie wodorotlenku sodu DOŚWIADCZENIE 2.1. ACYDYMETRYCZNE OZNACZENIE WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Otrzymaną w zlewce próbkę wodorotlenku sodu przenosimy ilościowo do skalibrowanej kolby miarowej i dopełniamy do kreski wodą destylowaną. Następnie z tego roztworu pobieramy skalibrowaną pipetą próbkę, przenosimy ją do kolby stożkowej i dodajemy 3 krople oranżu metylowego. Biuretę napełniamy mianowanym roztworem kwasu solnego o stężeniu około 0,1 mol/dm 3 (dokładne stężenie kwasu zostanie podane w trakcie zajęć). Zwracamy uwagę na to, by biureta była czysta i stała w statywie dokładnie pionowo. Miareczkujemy próbkę wodorotlenku sodu kwasem solnym aż do zmiany zabarwienia wskaźnika z żółtego na cebulkowe (zestaw do miareczkowania przedstawiono poniżej). Wygodnie jest pod kolbę stożkową podłożyć białą kartkę papieru tak, by zmiany barwy były lepiej widoczne. Powtarzamy miareczkowanie dwukrotnie, a z uzyskanych wyników obliczamy masę wodorotlenku sodu w badanej próbce. łapa do biuret biureta napełniona roztworem HCl statyw kolba stożkowa zawierająca analizowaną próbkę NaOH i oranż metylowy Objętości zużytego titranta (kwasu solnego): Stężenie titranta (kwasu solnego): Równanie zachodzącej reakcji: Masa wodorotlenku sodu w próbce: Niepewność wyznaczenia masy NaOH w próbce: 10

11 Temat 3. Wagowe oznaczenie miedzi DOŚWIADCZENIE 3.1. WAGOWE OZNACZENIE MIEDZI W zlewce o pojemności 250 cm 3 znajduje się rozcieńczony roztwór powstały w wyniku roztworzenia próbki metalicznej miedzi w stężonym kwasie azotowym. Celem tego doświadczenia jest oznaczenie miedzi zawartej w roztworze i obliczenie masy próbki miedzi użytej do sporządzenia roztworu. Wykonanie: Do zlewki zawierającej badany roztwór dodajemy wody destylowanej w takiej ilości, by objętość roztworu wynosiła w przybliżeniu 100 cm 3. Następnie do tak rozcieńczonego roztworu dodajemy po kropli stężonego roztworu amoniaku (NH3) aż powstanie nieco osadu diwodorotlenku miedzi nierozpuszczającego się po zamieszaniu cieczy bagietką. Dodajemy do roztworu 5 cm 3 kwasu siarkowego (H2SO4), a następnie 10 cm 3 roztworu pentaoksodisiarczanu dipotasu (K2S2O5). Roztwór ogrzewamy do wrzenia (zlewkę umieszczamy na trójnogu z siatką i ogrzewamy za pomocą palnika), a do gorącego roztworu dodajemy powoli (kroplami), ciągle mieszając, 8 cm 3 gorącego roztworu tiocyjanianu amonu (NH4SCN) o stężeniu 10%. Jeżeli powstający osad ma ciemne zabarwienie, dodajemy nieco więcej roztworu K2S2O5. Po dodaniu całej ilości NH4SCN i opadnięciu białego osadu na dno zlewki sprawdzamy całkowitość wytrącenia poprzez dodanie kropli roztworu NH4SCN po ściance zlewki. Jeżeli w miejscu zetknięcia się kropli z roztworem powstał biały osad lub zmętnienie, wówczas kontynuujemy wytrącanie osadu za pomocą roztworu tiocyjanianu amonu. Jeżeli zaś próba dała wynik negatywny (nie powstał osad), zlewkę przykrywamy szkiełkiem zegarkowym i utrzymujemy roztwór w stanie wrzenia jeszcze przez około 15 minut, a następnie odstawiamy na minut. Osad odsączamy na lejku z sączkiem, przemywamy 8-krotnie roztworem NH4SCN o stężeniu 0,1% (roztwór ten zawiera także niewielką ilość K2S2O5), a następnie 3-krotnie roztworem alkoholu etylowego o stężeniu 20%. Sączek wraz z osadem przenosimy do uprzednio zważonego tygla. Tygiel umieszczamy w trójkącie kaolinowym na trójnogu i ogrzewamy płomieniem palnika (zgodnie ze wskazówkami prowadzącego) doprowadzając najpierw do spalenia sączka, a następnie do wyprażenia tygla. Tygiel prażymy do stałej masy. Masa pustego tygla: Masa tygla z osadem: Masa osadu: Równanie zachodzącej reakcji: Mnożnik analityczny (stosunek masy molowej miedzi do masy molowej bis(tiocyjanianu) miedzi): Masa miedzi użytej do sporządzenia roztworu o symbolu.. 11

12 Temat 4. Wyznaczenie liczby Avogadra Wyznaczenie liczby Avogadra opiera się na zastosowaniu jednego z dwóch modeli budowy monowarstwy adsorpcyjnej: w modelu sześciennym przyjmujemy, że wszystkie cząsteczki są regularnymi sześcianami, których boki są równe grubości monowarstwy (t), a objętość każdej z cząsteczek jest równa t 3 ; w modelu hydrofilowo-hydrofobowym przyjmujemy, że stosowane w tym ćwiczeniu kwasy (stearynowy i palmitynowy) składają się z części hydrofilowej (grupy karboksylowej) rozpuszczalnej w wodzie oraz części hydrofobowej (łańcucha węglowodorowego) niemieszającej się z wodą. Ta ostatnia wystaje ponad powierzchnię wody, a grubość monowarstwy odpowiada wielkości fragmentu hydrofobowego. DOŚWIADCZENIE 4.1. PRZYGOTOWANIE ROZTWORÓW KWASÓW ORGANICZNYCH Wykonanie: Na wadze odważamy po 0,1 g kwasów: stearynowego i palmitynowego. Przenosimy ilościowo odważki kwasów do suchych kolb miarowych o pojemności 100 cm 3, dopełniając je do kreski eterem naftowym. Substancja Masa odważki [g] Stężenie molowe roztworu [mol/dm 3 ] Kwas stearynowy Kwas palmitynowy DOŚWIADCZENIE 4.2. OZNACZENIE OBJĘTOŚCI JEDNEJ KROPLI ROZTWORU Wykonanie: Do cylindra miarowego o pojemności 10 cm 3 wkraplamy roztwór kwasu stearynowego, licząc krople potrzebne do zapełnienia 1 cm 3. Następnie kontynuujemy wkraplanie, aż do wzrostu poziomu cieczy o kolejny 1 cm 3 i ponownie liczymy ilość dodanych kropli. Czynność tę powtarzamy jeszcze dwukrotnie. Wykonujemy cztery analogiczne pomiary dla roztworu kwasu palmitynowego. Liczba dodanych kropli potrzebnych do zapełnienia cylindra miarowego Kwas stearynowy Kwas palmitynowy 1 cm 3 2 cm 3 3 cm 3 4 cm 3 Średnia objętość kropli: 12

13 DOŚWIADCZENIE 4.3. WYZNACZANIE LICZBY AVOGADRA Wykonanie: Dwa dokładnie umyte krystalizatory napełniamy do połowy wodą destylowaną. Powierzchnię wody w jednym krystalizatorze posypujemy pyłem kredowym. Za pomocą wkraplacza dozujemy jedną kroplę roztworu kwasu stearynowego w eterze naftowym kolejno na powierzchnie wody w obu krystalizatorach. Obserwujemy, czy dodana przez nas kropla rozlała się na obu powierzchniach wodnych. Jeżeli rozlana kropla jest zbyt mała dodajemy jeszcze jedną lub dwie krople (należy zanotować łączną ilość kropel). Pole utworzonej powierzchni szacujemy mierząc linijką średnicę plamy. Całą procedurę powtarzamy dwukrotnie dla przypadku, w którym możliwe jest zaobserwowanie wielkości rozlanej kropli. Analogicznie postępujemy z roztworem kwasu palmitynowego. Pomiary dla kwasu stearynowego Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Powierzchnia bez kredy Powierzchnia z kredą Średnica rozlanej kropli Pomiary dla kwasu palmitynowego Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Powierzchnia bez kredy Powierzchnia z kredą Średnica rozlanej kropli 13

14 1. Obliczenia dla kwasu stearynowego. OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW Masa kwasu stearynowego zawartego w dodanej na powierzchnię wody kropli (kroplach): Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Gęstość roztworu kwasu stearynowego: 0,9408 g/cm 3 Objętość kropli (kropel) kwas stearynowego na powierzchni wody: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Grubość monowarstwy kwasu stearynowego znajdującej się na powierzchni wody: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Objętość 1 mola kwasu stearynowego: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Średnia objętość 1 mola kwasu stearynowego: Liczba Avogadra obliczona w modelu sześciennym: Średnica jednego atomu węgla: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Średnia średnica jednego atomu węgla: Objętość jednego atomu węgla: Objętość 1 mola atomu węgla (gęstość diamentu d = 3,52 g/cm 3 ): Liczba Avogadra obliczona w modelu hydrofilowo-hydrofobowym: 14

15 2. Obliczenia dla kwasu palmitynowego. Masa kwasu palmitynowego zawartego w dodanej na powierzchnię wody kropli (kroplach): Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Gęstość roztworu kwasu palmitynowego: 0,8527 g/cm 3 Objętość kropli (kropel) kwas palmitynowego na powierzchni wody: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Grubość monowarstwy kwasu palmitynowego znajdującej się na powierzchni wody: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Objętość 1 mola kwasu palmitynowego: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Średnia objętość 1 mola kwasu palmitynowego: Liczba Avogadra obliczona w modelu sześciennym: Średnica jednego atomu węgla: Pomiar 1 Pomiar 2 Pomiar 3 Średnia średnica jednego atomu węgla: Objętość jednego atomu węgla: Objętość 1 mola atomu węgla (gęstość diamentu d = 3,52 g/cm 3 ): Liczba Avogadra obliczona w modelu hydrofilowo-hydrofobowym: 15

16 Temat 5. Woda w związkach chemicznych DOŚWIADCZENIE 5.1. BADANIE ZACHOWANIA SUBSTANCJI HIGROSKOPIJNYCH Wykonanie: Przygotowujemy dwie małe zlewki o pojemności 25 cm 3. Do jednej z nich nalewamy około 10 cm 3 stężonego kwasu siarkowego (H2SO4) i niezwłocznie ważymy na wadze. W drugiej zlewce umieszczamy zaś większą szczyptę stałego wodorotlenku sodu (NaOH) i również szybko ważymy na wadze. Następnie ważymy obie zlewki w odstępach 3-minutowych (pomiary wykonujemy 5 razy). Obserwujemy zachodzące zmiany. Uzupełniamy poniższą tabelę, zestawiającą masy zlewek zawierających H2SO4 i NaOH. Czas od umieszczenia substancji w zlewce Masa zlewki z H2SO4 Masa zlewki z NaOH 0 minut Obliczamy procentowy przyrost masy H2SO4 i NaOH w ciągu 12 minut: Przyrost masy H2SO4 Przyrost masy NaOH 16

17 DOŚWIADCZENIE 5.2. CHEMICZNY HIGROMETR Wykonanie: Do zlewki nalewamy 10 cm 3 roztworu dichlorku kobaltu (CoCl2) o stężeniu 5%. Szklany lub metalowy pręcik (albo bagietkę) zanurzamy w tym roztworze, a następnie za jego pomocą tworzymy napis na kawałku bibuły. Bibułę z wilgotnym napisem chwytamy szczypcami i ogrzewamy nad płomieniem palnika uważając, by bibuła nie zapaliła się. Obserwujemy zachodzące zmiany. Później chuchamy kilkakrotnie na utworzony napis i notujemy obserwacje. Roztwór pozostawiamy do doświadczenia 5.3. Poniżej wklejamy kawałek bibuły ze sporządzonym napisem. 17

18 DOŚWIADCZENIE 5.3. WODA KONSTYTUCYJNA Wykonanie: Do roztworu dichlorku kobaltu (CoCl2), pozostawionego w doświadczeniu 5.2., zanurzamy niewielki pasek bibuły. Po wyjęciu paska z roztworu i spłynięciu nadmiaru roztworu, chwytamy go szczypcami i suszymy nad płomieniem palnika. Do suchej probówki nasypujemy szczyptę wodorowęglanu sodu (NaHCO3). Probówkę ogrzewamy w płomieniu palnika aż do zaobserwowania zmian. Następnie wkładamy do probówki przygotowany suchy pasek zawierający jony kobaltu tak, by zetknął się z kroplami powstałej cieczy. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE 5.4. WŁAŚCIWOŚCI HIGROSKOPIJNE KWASU SIARKOWEGO Wykonanie: W probówce umieszczamy szczyptę kryształów pentahydratu siarczanu miedzi (CuSO4 5H2O). Probówkę ogrzewamy intensywnie w płomieniu palnika aż do zaobserwowania zmian w wyglądzie kryształów. Następnie do drugiej probówki wprowadzamy porównywalną ilość CuSO4 5H2O i dodajemy 3 cm 3 stężonego kwasu siarkowego (H2SO4). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 18

19 DOŚWIADCZENIE 5.5. DEHYDRATACJA ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH Wykonanie: W moździerzu rozcieramy za pomocą tłuczka nieco sacharozy. Do suchej probówki wprowadzamy szczyptę roztartej sacharozy, a następnie probówkę ogrzewamy aż do zwęglenia substancji. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do drugiej probówki wprowadzamy większą szczyptę rozdrobnionej sacharozy, dodajemy 1 cm 3 wody destylowanej i mieszamy zawartość za pomocą bagietki. Do probówki dodajemy tyle stężonego kwasu siarkowego (H2SO4), aby przykrywał on cukier. Mieszamy zawartość bagietką i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 19

20 Temat 6. Stechiometria chemiczna Przed wykonaniem syntezy rozwiązujemy poniższe zadania: DOŚWIADCZENIE 6.1. SYNTEZA SIARCZANU TYTANYLU PRE-LAB Zapisz równanie reakcji syntezy TiOSO4 z ditlenku tytanu i kwasu siarkowego. PRE-LAB Oblicz, jaka objętość stężonego kwasu siarkowego (o stężeniu 98% i gęstości 1,8361 g/cm 3 ) jest potrzebna do reakcji z zadania PRE-LAB , w której bierze udział 5,00 g ditlenku tytanu. Objętość H2SO4 oblicz z 20% nadmiarem. Wykonanie: Na wadze odważamy 5 g ditlenku tytanu i przenosimy go do zlewki o pojemności 100 cm 3. Do zlewki wkraplamy powoli obliczoną objętość kwasu siarkowego (PRE-LAB ). Całość ogrzewamy bardzo delikatnie płomieniem palnika, ciągle mieszając. Po pewnym czasie ditlenek tytanu ulegnie roztworzeniu, a następnie z roztworu gwałtownie strąci się osad. Wówczas całość mieszamy jeszcze przez około 30 minut, następnie chłodzimy, dodając 10 cm 3 zimnej wody i sączymy przez lejek z sączkiem prostym. Osad przemywamy zimną wodą aż do zaniku obecności jonów SO4 2 (wykonujemy próbę z BaCl2: 2 3 krople przesączu zbieramy na małe szkiełko zegarkowe i dodajemy porównywalną objętość roztworu BaCl2; powstanie białego zmętnienia świadczy o obecności jonów SO4 2 w przesączu i o konieczności kontynuowania przemywania). Otrzymany osad przenosimy na zważone uprzednio szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego, suszymy na powietrzu, a następnie ważymy i obliczamy wydajność syntezy. Równanie zachodzącej reakcji: Masa TiO2 użytego do syntezy: Masa otrzymanego związku (TiOSO4): Wydajność syntezy: 20

21 Przed wykonaniem syntezy rozwiązujemy poniższe zadania: DOŚWIADCZENIE 6.2. SYNTEZA MAGNETYTU TETRATLENKU TRIŻELAZA PRE-LAB Zapisz równanie reakcji syntezy Fe3O4 (FeO Fe2O3), w której substratami są FeSO4, Fe2(SO4)3 i amoniak. PRE-LAB Oblicz, jakie objętości roztworów FeSO4 i Fe2(SO4)3 o stężeniu 0,25 mol/dm 3 są potrzebne do otrzymania 3,00 g Fe3O4 zgodnie z równaniem reakcji z zadania PRE-LAB PRE-LAB Oblicz, jaka objętość stężonego roztworu amoniaku (o stężeniu 25% i gęstości 0,9070 g/cm 3 ) jest potrzebna do otrzymania 3,00 g Fe3O4 zgodnie z równaniem reakcji z zadania PRE-LAB Objętość oblicz z 5% nadmiarem. Wykonanie: Do zlewki o odpowiedniej pojemności dodajemy obliczone w zadaniu PRE-LAB objętości roztworów FeSO4 i Fe2(SO4)3. Następnie dodajemy do zlewki, ciągle mieszając, obliczoną objętość stężonego roztworu NH3 (zadanie PRE-LAB ). Jeżeli z roztworu nie wydziela się intensywny, charakterystyczny zapach amoniaku, dodajemy kroplami stężonego NH3. Po dodaniu odpowiedniej objętości amoniaku, gotujemy otrzymaną zawiesinę, aż wytworzony osad zbije się w grudki. Wówczas zlewamy ciecz znad osadu, przemywamy wodą destylowaną, a następnie sączymy przez lejek z sączkiem prostym. Osad na sączku przemywamy acetonem, przenosimy na zważone uprzednio szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego i suszymy na powietrzu. Po wysuszeniu ważymy szkiełko wraz z produktem i obliczamy wydajność. Równanie zachodzącej reakcji: Liczba moli FeSO4 użyta do syntezy: Liczba moli Fe2(SO4)3 użyta do syntezy: Masa otrzymanego produktu (Fe3O4): Wydajność syntezy: 21

22 DOŚWIADCZENIE 6.3. SYNTEZA HEKSAHYDRATU BIS(SIARCZANU) DIAMONU I NIKLU Przed wykonaniem syntezy rozwiązujemy poniższe zadania: PRE-LAB Oblicz, jaka objętość stężonego kwasu siarkowego (o stężeniu procentowym 98% i gęstości 1,8361 g/cm 3 ) potrzebna jest do sporządzenia 100 cm 3 roztworu tego kwasu o stężeniu 16% i gęstości 1,1094 g/cm 3. PRE-LAB Zapisz równanie reakcji zachodzącej pomiędzy NiCO3 Ni(OH)2 2H2O a H2SO4. PRE-LAB Oblicz, jaka objętość roztworu H2SO4 o stężeniu 16% i gęstości 1,1094 g/cm 3 jest konieczna do całkowitego przeprowadzenia 5,00 g zasadowego węglanu niklu o wzorze NiCO3 Ni(OH)2 2H2O w siarczan niklu. PRE-LAB Oblicz masę stałego siarczanu diamonu potrzebnego do reakcji, w której z siarczanu niklu (otrzymanego z ilości odczynników podanych w zadaniu PRE-LAB ) powstaje bis(siarczan) diamonu i niklu. Wykonanie: Na wadze odważamy 5 g zasadowego węglanu niklu (o wzorze NiCO3 Ni(OH)2 2H2O), a odważkę przenosimy do zlewki o pojemności minimum 400 cm 3. Do zlewki z zasadowym węglanem niklu dodajemy około 100 cm 3 wody destylowanej i ogrzewamy zawartość zlewki nad płomieniem palnika. W czasie ogrzewania przygotowujemy 100 cm 3 roztworu H2SO4 o stężeniu 16%, zgodnie z obliczeniami w zadaniu PRE-LAB W tym celu obliczoną objętość stężonego kwasu siarkowego odmierzamy pipetą, a następnie przenosimy do kolby miarowej o pojemności 100 cm 3, wypełnionej do połowy wodą destylowaną. Kolbę uzupełniamy wodą destylowaną do kreski i mieszamy. Następnie pobieramy odpowiednią objętość przygotowanego roztworu kwasu siarkowego (patrz: PRE-LAB ) i dodajemy ją ostrożnie, małymi porcjami, do zlewki zawierającej zasadowy węglan niklu aż do roztworzenia osadu. Później odważamy na wadze potrzebną do reakcji odpowiednią porcję siarczanu diamonu, której masę obliczono w zadaniu PRE-LAB Odważkę tę przenosimy do zlewki o pojemności 100 cm 3 i rozpuszczamy w około 40 cm 3 wody destylowanej. Zawartość zlewki ogrzewamy, a następnie kroplami dodajemy do zlewki zawierającej sól niklu. Po dodaniu całego roztworu siarczanu diamonu zawartość zlewki ogrzewamy jeszcze przez chwilę, a następnie szybko sączymy przez sączek fałdowany i pozostawiamy do powolnej krystalizacji. Gdy powstaną kryształy, dekantujemy ciecz znad powstałego związku, przemywamy kryształy niewielką ilością wody destylowanej, przenosimy na uprzednio zważone szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego i suszymy na powietrzu. Po wysuszeniu ważymy szkiełko zegarkowe wraz z otrzymanym produktem i obliczamy wydajność syntezy. Równanie zachodzącej reakcji: Masa NiCO3 Ni(OH)2 2H2O użytego do syntezy: Masa otrzymanego związku: (NH4)2Ni(SO4)2 6H2O: Wydajność syntezy: 22

23 DOŚWIADCZENIE 6.4. SYNTEZA SOLI MOHRA HEKSAHYDRATU BIS(SIARCZANU) DIAMONU I ŻELAZA Przed wykonaniem syntezy rozwiązujemy poniższe zadania: PRE-LAB Zapisz równanie reakcji powstawania heksahydratu bis(siarczanu) diamonu i żelaza z siarczanów: diamonu i żelaza. PRE-LAB Oblicz masę siarczanu diamonu, która przereaguje z 5,00 g heptahydratu siarczanu żelaza tworząc sól Mohra. Wykonanie: Na wadze odważamy 5 g heptahydratu siarczanu żelaza (FeSO4 7H2O). Odważkę tę przenosimy do zlewki o pojemności 50 cm 3 i rozpuszczamy w możliwie najmniejszej ilości wody destylowanej z dodatkiem kilku kropel roztworu H2SO4 o stężeniu 2 mol/dm 3. W międzyczasie odważamy na wadze odpowiednią masę siarczanu diamonu (zgodnie z zadaniem PRE-LAB ), przenosimy ją do zlewki o pojemności 50 cm 3 i rozpuszczamy w możliwie najmniejszej ilości wody destylowanej. Po rozpuszczeniu obu soli, sączymy roztwory przez sączek karbowany, a następnie zlewamy oba przesącze do krystalizatora, zakwaszamy 2 3 cm 3 roztworu H2SO4 o stężeniu 2 mol/dm 3 i pozostawiamy do krystalizacji. Dekantujemy roztwór znad otrzymanych kryształów, przemywamy niewielką ilością zimnej wody destylowanej, przenosimy na uprzednio zważone szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego i suszymy na powietrzu. Po wysuszeniu ważymy szkiełko zegarkowe wraz z kryształami i obliczamy wydajność syntezy. Równanie zachodzącej reakcji: Masa FeSO4 7H2O użytego do syntezy: Masa otrzymanego związku: (NH4)2Fe(SO4)2 6H2O Wydajność syntezy: 23

24 Temat 7. Rozdział mieszanin DOŚWIADCZENIE 7.1. OCZYSZCZANIE SIARCZANU MIEDZI METODĄ KRYSTALIZACJI Wykonanie: Przed przystąpieniem do wykonywania tego ćwiczenia montujemy zestaw do sączenia z sączkiem fałdowanym tak jak na poniższym rysunku. statyw laboratoryjny mufa łapa do lejków tu umieszczamy sączek fałdowany lejek zlewka Ważymy otrzymaną próbkę zanieczyszczonego siarczanu miedzi (CuSO4). Związek umieszczamy w zlewce i dodajemy minimalną ilość wody. Ogrzewamy zawartość zlewki do wrzenia, aż do rozpuszczenia soli (zanieczyszczenia pozostaną nierozpuszczone), mieszając intensywnie zawartość bagietką. Jeżeli sól nie rozpuszcza się we wrzącej wodzie, dodajemy nieco wody. Otrzymany roztwór CuSO4 wraz z zanieczyszczeniami sączymy na gorąco przez sączek fałdowany. Zlewkę z roztworem CuSO4 pozostawiamy do ochłodzenia i wykrystalizowania soli. Jeśli pozostaną w niej nierozpuszczone zanieczyszczenia, ponownie przesączamy jej zawartość. Zlewkę można dodatkowo ochłodzić w zimnej wodzie. Dekantujemy możliwie największą ilość cieczy, kryształy soli umieszczamy na szkiełku zegarkowym i suszymy na powietrzu. Po wysuszeniu ważymy otrzymaną substancję i obliczamy wydajność krystalizacji. Masa zanieczyszczonego siarczanu miedzi: Masa oczyszczonego siarczanu miedzi: Wydajność krystalizacji: 24

25 DOŚWIADCZENIE 7.2. CHROMATOGRAFICZNY ROZDZIAŁ WSKAŹNIKÓW KWASOWO-ZASADOWYCH Wykonanie: Na płytce chromatograficznej zaznaczamy delikatnie ołówkiem w odległości około 1 cm od jej krótkiej krawędzi linię startu. Na linii startu zaznaczamy w równych odległościach cztery punkty (numerujemy je pod spodem od 1 do 4). Na punktach tych zostaną naniesione substancje wzorcowe i badana mieszanina. Nanosimy za pomocą pipetek po 1 kropli roztworów wzorcowych oraz badanego roztworu tak, jak na poniższym rysunku. Należy uważać, aby nie uszkodzić powierzchni adsorbentu, a plamki miały możliwie najmniejszą średnicę. Po naniesieniu roztworów suszymy płytkę. Plamki roztworów wzorcowych: 1. fluoresceiny (FLU) 2. oranżu metylowego (ORM) 3. alizaryny (ALI) Plamka badanej mieszaniny Komorę chromatograficzną napełniamy do wysokości ok. 5 milimetrów eluentem, a ścianki komory wykładamy bibułą. Po wysyceniu komory parami eluenta umieszczamy w niej płytkę TLC. Nastąpi rozwijanie chromatogramu. Gdy czoło rozpuszczalnika znajdzie się kilka milimetrów od górnej krawędzi, ostrożnie wyciągamy płytkę, zaznaczamy ołówkiem linię mety i suszymy. Po wysuszeniu porównujemy barwy i położenia plamek pochodzących od substancji wzorcowych oraz od składników mieszaniny i na tej podstawie określamy skład analizowanej próbki. Następnie obliczamy wartości współczynników opóźnienia (Rf) dla każdej z obecnych na chromatogramie plamek. Skład analizowanej mieszaniny: Współczynniki opóźnienia (Rf): roztwór wzorc. 1 roztwór wzorc. 2 roztwór wzorc. 3 badana mieszanina o symbolu 25

26 DOŚWIADCZENIE 7.3. EKSTRAKCYJNY ROZDZIAŁ MIESZANINY JODU I JONÓW Ni 2+ Wykonanie: Do rozdzielacza wlewamy 10 cm 3 mieszaniny (roztworu) jodu i siarczanu niklu (NiSO4), a następnie 5 cm 3 chloroformu (CHCl3). Wytrząsamy zawartość rozdzielacza pamiętając o otwieraniu kranika celem wyrównania ciśnień. Po wytrząśnięciu pozostawiamy rozdzielacz w statywie i czekamy aż do rozdzielenia warstw. W tym czasie przeprowadzamy na szkiełku zegarkowym próbę na obecność jodu. W tym celu na szkiełko zegarkowe wprowadzamy kilka kropel badanej mieszaniny I2 i NiSO4, a następnie dodajemy do niej 2 3 krople roztworu skrobi. Do zlewki o pojemności 50 cm 3 zlewamy z rozdzielacza warstwę chloroformową, zaś warstwę wodną powtórnie wytrząsamy z nową porcją (5 cm 3 ) chloroformu. Na szkiełko zegarkowe pobieramy kilka kropel warstwy wodnej i sprawdzamy, czy zawiera ona jeszcze jod, dodając do niej 2 3 krople roztworu skrobi. Jeśli próba wyszła pozytywnie, kontynuujemy ekstrakcję za pomocą chloroformu aż do negatywnego wyniku reakcji ze skrobią. Szkic zestawu doświadczalnego: Ilość wykonanych jednostkowych ekstrakcji: Objętość chloroformu potrzebna do całkowitej ekstrakcji jodu z badanej mieszaniny: 26

27 DOŚWIADCZENIE 7.4. KOMPLEKSY JONÓW METALI Z DITIZONEM Wykonanie: Do 1 cm 3 roztworu AgNO3 dodajemy 5 kropli roztworu ditizonu w CCl4 o stężeniu 0,002%. Następnie zatykamy probówkę korkiem i energicznie wytrząsamy jej zawartość przez 1 minutę. Po tym czasie odstawiamy probówkę, czekamy na opadnięcie na dno fazy CCl4 i zapisujemy obserwacje. Doświadczenie powtarzamy dla roztworów NiSO4 i ZnSO4. Następnie do wszystkich probówek dodajemy po 1 cm 3 roztworu NaOH o stężeniu 0,5 mol/dm 3, zatykamy probówki korkiem i energicznie wstrząsamy. Zapisujemy obserwacje po opadnięciu fazy z CCl4 na dno probówki. Obserwacje dla roztworu AgNO3: dla roztworu NiSO4: dla roztworu ZnSO4: Równania reakcji: 27

28 DOŚWIADCZENIE 7.5. EKSTRAKCYJNY ROZDZIAŁ JONÓW METALI W dostarczonej przez prowadzącego probówce znajduje się roztwór zawierający jeden lub dwa spośród następujących kationów: Ag +, Zn 2+, Ni 2+. Identyfikacja zawartości probówki możliwa jest dzięki barwnym reakcjom z ditizonem (patrz: doświadczenie 7.4.). Postępując według poniższego schematu, identyfikujemy zawartość probówki. SCHEMAT EKSTRAKCYJNEGO ROZDZIELENIA MIESZANINY JONÓW SREBRA, CYNKU I NIKLU Z otrzymanego roztworu pobrać porcję o objętości 1 cm 3, przenieść do suchej probówki i dodać 4 krople H2SO4, wytrząsnąć zawartość probówki Do probówki dodać 1 cm 3 0,002% roztworu ditizonu w CCl4, probówkę zatkać korkiem i mocno wytrząsać przez 1 minutę. Poczekać na opadnięcie fazy z CCl4. Do ekstraktu, czyli warstwy z CCl4, dodać 1 cm 3 wody destylowanej i 5 kropli NaOH. Probówkę zatkać korkiem i wytrząsać przez 1 minutę. Jeżeli warstwa z CCl4 ma zabarwienie pomarańczowożółte (jak kompleks srebra z ditizonem), to świadczy to o obecności jonów Ag +. Za pomocą pipetki odessać warstwę wodną (górną) i przenieść ją do innej, suchej probówki. Do warstwy wodnej dodać 1 cm 3 buforu amonowego o ph = 10, 1 cm 3 0,002% roztworu ditizonu w CCl4, probówkę zatkać korkiem i mocno wytrząsać przez 1 minutę. Poczekać na opadnięcie fazy z CCl4. Do ekstraktu, czyli warstwy z CCl4, dodać 1 cm 3 wody destylowanej i 5 kropli NaOH. Probówkę zatkać korkiem i wytrząsać przez 1 minutę. Jeżeli warstwa z CCl4 ma zabarwienie malinowe (jak kompleks cynku z ditizonem), to świadczy to o obecności jonów Zn 2+. Jeżeli warstwa z CCl4 ma zabarwienie brunatne (jak kompleks niklu z ditizonem), to świadczy to o obecności jonów Ni 2+. Skład analizowanej mieszaniny o symbolu. 28

29 Temat 8. Krystalizacja frakcyjna DOŚWIADCZENIE 8.1. ROZDZIAŁ MIESZANINY Cu(NO 3) 2 I KNO 3 METODĄ KRYSTALIZACJI FRAKCYJNEJ Na poniższym wykresie przedstawiono krzywe rozpuszczalności azotanu miedzi (Cu(NO3)2 3H2O) i azotanu potasu (KNO3), tj. zmiany rozpuszczalności tych soli wraz z temperaturą. Wynika z niego, że w niskich temperaturach sole te znacznie różnią się od siebie rozpuszczalnością, co może być wykorzystane do rozdzielenia mieszaniny Cu(NO3)2 i KNO3 metodą krystalizacji frakcyjnej. Wykonanie: W kolbie stożkowej, otrzymanej od prowadzącego, znajduje się mieszanina azotanu potasu z azotanem miedzi w stosunku masowym 3:1. Masa mieszaniny podana jest na ściance kolby. Do mieszaniny dodajemy 12 cm 3 wody destylowanej i 3 cm 3 roztworu HNO3 o stężeniu 1 mol/dm 3. Po dodaniu odczynników ogrzewamy delikatnie mieszaninę nad płomieniem palnika, cały czas mieszając, aż kryształy obu soli rozpuszczą się całkowicie. Gdy powstanie klarowny roztwór, umieszczamy kolbę w krystalizatorze z zimną wodą. Gdy zawartość kolby ulegnie ochłodzeniu do temperatury łaźni chłodzącej (wody w krystalizatorze), przesączamy mieszaninę przez lejek z sączkiem prostym. Przesącz zbieramy do czystej zlewki, a kryształy na sączku przemywamy dwiema porcjami zimnej wody destylowanej o objętości 5 cm 3. Za pomocą szpatułki przenosimy kryształy do zlewki o pojemności 100 cm 3 i dodajemy 5 cm 3 wody destylowanej. Delikatnie ogrzewamy zawartość zlewki, stale mieszając, aż do całkowitego rozpuszczenia soli. Następnie wstawiamy zlewkę do krystalizatora zawierającego zimną wodę i czekamy, aż zawartość zlewki będzie miała temperaturę zimnej wody. Wydzielone kryształy przesączamy, przemywamy dwukrotnie zimną wodą destylowaną (porcje o objętości 5 cm 3 ) i przenosimy na szalkę Petriego zawierającą warstwę bibuły. Substancję suszymy na powietrzu, a po wysuszeniu przenosimy na zważone uprzednio szkiełko zegarkowe, ważymy i obliczamy procentową wydajność wydzielania kryształów. Następnie pierwszy przesącz odparowujemy do około jednej trzeciej pierwotnej objętości, ogrzewając zawartość zlewki nad płomieniem palnika. Zagęszczony (odparowany) roztwór studzimy w krystalizatorze z zimną wodą, kryształy przesączamy przez lejek z sączkiem i przenosimy na szalkę Petriego zawierającą warstwę bibuły. Uzyskany przesącz ponownie odparowujemy, mniej więcej do połowy objętości, a później studzimy poprzez umieszczenie w krystalizatorze z zimną wodą. Uzyskane kryształy przesączamy i dołączamy do otrzymanych wcześniej kryształów (na szalce Petriego). Substancję suszymy na powietrzu, a następnie przenosimy na zważone szkiełko zegarkowe, ważymy i obliczamy wydajność krystalizacji. Substancja Masa substancji w mieszaninie [g] Masa otrzymanych kryształów [g] Wydajność krystalizacji [%] Cu(NO3)2 3H2O KNO3 29

30 Temat 9. Badanie odczynu mocnych kwasów i zasad DOŚWIADCZENIE 9.1. BADANIE ph ROZTWORÓW KWASU SOLNEGO Wykonanie: Na kawałek uniwersalnego papierka wskaźnikowego przenosimy kroplę roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,1 mol/dm 3. Następnie za pomocą pipety pobieramy 5 cm 3 tego roztworu i przenosimy go do kolby miarowej o pojemności 50 cm 3. Kolbę tę dopełniamy do kreski wodą destylowaną, zatykamy korkiem i dokładnie mieszamy zawartość. Badamy odczyn tego roztworu poprzez pobranie za pomocą bagietki kropli i przeniesienie jej na kawałek uniwersalnego papierka wskaźnikowego. Procedurę rozcieńczania powtarzamy jeszcze dwukrotnie (tzn. z przygotowanego roztworu pobieramy 5 cm 3, przenosimy do kolby miarowej o pojemności 50 cm 3, dopełniamy do kreski wodą destylowaną, dokładnie mieszamy i badamy odczyn; czynności te powtarzamy jeszcze jeden raz) tak, by wykonać łącznie 4 pomiary odczynu. Zapisujemy obserwacje, a następnie obliczamy stężenia przygotowanych roztworów. Równanie reakcji potwierdzające odczyn kwasu solnego: Poniżej wklejamy kawałki uniwersalnych papierków wskaźnikowych użytych do badania odczynów roztworów HCl: Stężenie roztworu [mol/dm 3 ] Papierek wskaźnikowy ph roztworu 0,1 30

31 DOŚWIADCZENIE 9.2. BADANIE ph ROZTWORÓW WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Doświadczenie to wykonujemy analogicznie do doświadczenia 9.1. z tą różnicą, że zamiast roztworu HCl korzystamy z roztworu NaOH o stężeniu 0,1 mol/dm 3. Wykonujemy łącznie 4 pomiary odczynu. Równanie reakcji potwierdzające odczyn wodorotlenku sodu: Poniżej wklejamy kawałki uniwersalnych papierków wskaźnikowych użytych do badania odczynów roztworów NaOH: Stężenie roztworu [mol/dm 3 ] Papierek wskaźnikowy ph roztworu 0,1 31

32 Temat 10. Indykatory kwasowo-zasadowe DOŚWIADCZENIE ZMIANY ZABARWIENIA WSKAŹNIKÓW KWASOWO-ZASADOWYCH W ZALEŻNOŚCI OD ODCZYNU Wykonanie: Do trzech probówek dodajemy po 2 cm 3 : roztworu kwasu solnego, wody i roztworu wodorotlenku sodu. Opisujemy probówki (K kwas, W woda, Z zasada), a następnie do każdej z nich dodajemy 3 krople badanego wskaźnika i mieszamy zawartość probówki. Zapisujemy barwę powstałego roztworu. Doświadczenie powtarzamy dla wszystkich wymienionych wskaźników. Wskaźnik Barwa wskaźnika w środowisku kwasowym obojętnym zasadowym oranż metylowy ORM fenoloftaleina FEN tymoloftaleina TYM alizaryna ALI błękit tymolowy BTY zieleń bromokrezolowa ZBR czerwień metylowa CME fluoresceina FLU czerń eriochromowa T CET 32

33 DOŚWIACZENIE ROZPUSZCZALNOŚĆ WSKAŹNIKÓW W WODZIE W ćwiczeniu korzystamy z gotowych roztworów wskaźników, przy czym w zależności od rozpuszczalności sporządzono roztwory wodne lub alkoholowe. Rozpuszczalność wskaźników w wodzie można sprawdzić, dodając do roztworu porównywalną ilość wody destylowanej w przypadku wskaźników trudno rozpuszczalnych w wodzie pojawi się zmętnienie. Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu wskaźnika i 1 cm 3 wody. Starannie mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Powtarzamy doświadczenie dla wszystkich wymienionych wskaźników. Wskaźnik Po dodaniu wody nastąpiło (zmętnienie / brak zmętnienia) Rozpuszczalność w wodzie (tak / nie) oranż metylowy ORM fenoloftaleina FEN tymoloftaleina TYM alizaryna ALI błękit tymolowy BTY zieleń bromokrezolowa ZBR czerwień metylowa CME fluoresceina FLU czerń eriochromowa T CET 33

34 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CZERNI ERIOCHROMOWEJ T Wykonanie: Do probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu dichlorku wapnia (CaCl2), 1 cm 3 roztworu NH3 i niewielką ilość (małą szczyptę) stałej czerni eriochromowej T (CET). Dokładnie mieszamy zawartość probówki, a następnie dodajemy roztworu EDTA aż do zauważenia zmian. Doświadczenie powtarzamy, używając roztworu siarczanu magnezu (MgSO4). Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI ALIZARYNY Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu tris(siarczanu) diglinu (Al2(SO4)3), 1 cm 3 roztworu alizaryny (ALI), a pod koniec 3 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Obserwujemy zachodzące zmiany 34

35 DOŚWIACZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI FENOLOFTALEINY Wykonanie: do probówki ostrożnie nalewamy 5 cm 3 roztworu NaOH o stężeniu 12 mol/dm 3, a następnie dodajemy 3 krople fenoloftaleiny. Obserwujemy zachowanie roztworu bezpośrednio po dodaniu wskaźnika oraz po upływie ok. 1 minuty. forma I forma II forma III H2In In 2 InOH 3 DOŚWIACZENIE PRZYGOTOWANIE WYCIĄGU Z BURAKA I KAPUSTY Wykonanie: Liście czerwonej kapusty kroimy w drobniutkie kawałki, a następnie odważamy na wadze 5 g tak przygotowanej kapusty i przenosimy odważkę do zlewki o pojemności 100 cm 3. Następnie kroimy w małą kostkę buraka ćwikłowego, odważamy 10 g buraka i przenosimy do drugiej zlewki o pojemności 100 cm 3. Do obu zlewek dodajemy po 50 cm 3 wody destylowanej i powoli ogrzewamy zawartości zlewek do wrzenia. Po zagotowaniu przerywamy ogrzewanie, a po ostudzeniu sączymy przygotowany wyciąg przez lejek z sączkiem prostym. Zapisujemy obserwacje. 35

36 DOŚWIACZENIE WPŁYW ODCZYNU NA BARWĘ ANTOCYJANIN KAPUSTY Wykonanie: Do trzech probówek wprowadzamy po 2 cm 3 przygotowanego wyciągu z kapusty. Następnie do pierwszej z nich dodajemy 2 cm 3 roztworu HCl, do drugiej 2 cm 3 wody destylowanej, a do trzeciej 2 cm 3 roztworu NaOH. Obserwujemy zachodzące zmiany. DOŚWIACZENIE WPŁYW ODCZYNU NA BARWĘ BETACYJANIN BURAKA Wykonanie: Doświadczenie wykonujemy analogicznie do doświadczenia z tą różnicą, że zamiast wyciągu z kapusty używamy wyciągu z buraka. 36

37 DOŚWIACZENIE CZUŁOŚĆ RUBROBRASSYCYNY KAPUSTY Wykonanie: Do dwóch probówek wprowadzamy po 1 cm 3 wyciągu z kapusty. Do jednej z nich dodajemy 5 cm 3 wody destylowanej, a do drugiej 5 cm 3 wody wodociągowej. Mieszamy zawartości obu probówek i obserwujemy zachodzące zmiany Wyjaśnienie zabarwienia roztworów w obu probówkach: DOŚWIACZENIE CHEMICZNE REAKCJE ANTOCYJANIN Wykonanie: Do trzech probówek wprowadzamy po 5 cm 3 wyciągu z kapusty. Następnie do pierwszej z nich dodajemy 1 cm 3 nasyconego roztworu bis(octanu) ołowiu ((CH3COO)2Pb), do drugiej szczyptę stałego trichlorku glinu (AlCl3), a do trzeciej 1 cm 3 roztworu FeCl3. Obserwujemy zachodzące zmiany. 37

38 DOŚWIACZENIE CHEMICZNE REAKCJE BETACYJANIN Wykonanie: Doświadczenie wykonujemy analogicznie do doświadczenia z tą różnicą, że zamiast wyciągu z kapusty używamy wyciągu z buraka. DOŚWIACZENIE HYDROLIZA BARWNIKA Z BURAKA ĆWIKŁOWEGO Wykonanie: Do probówki wprowadzamy 3 cm 3 wyciągu z buraka i dodajemy 2 cm 3 stężonego roztworu kwasu solnego (HCl). Probówkę ogrzewamy we wrzącej łaźni wodnej przez 5 min. Następnie do nowej probówki przenosimy 2 cm 3 hydrolizatu i przeprowadzamy pięciokrotną ekstrakcję porcjami alkoholu izoamylowego. W tym celu do probówki zawierającej 2 cm 3 hydrolizatu dodajemy 1 cm 3 alkoholu izoamylowego i wytrząsamy jej zawartość. Po rozdzieleniu się warstw odsysamy za pomocą pipetki warstwę alkoholu, a do pozostającej warstwy wodnej wprowadzamy kolejną porcję alkoholu izoamylowego o objętości 1 cm 3. Całość powtarzamy jeszcze 4 razy. Po ekstrakcji powinien pozostać jasno zabarwiony roztwór cukru. Roztwór ten alkalizujemy za pomocą stałego NaOH, sprawdzając odczyn za pomocą papierka wskaźnikowego (roztwór powinien być wyraźnie zasadowy). Do klarownego roztworu dodajemy 1 cm 3 roztworu CuSO4, a następnie probówkę umieszczamy na 5 minut we wrzącej łaźni wodnej. Po tym czasie zapisujemy obserwacje. 38

39 Temat 11. Hydroliza DOŚWIADCZENIE BADANIE ODCZYNU WODNYCH ROZTWORÓW SOLI Wykonanie: Do probówki wsypujemy większą szczyptę węglanu disodu (Na2CO3), dodajemy około 5 cm 3 wody destylowanej i energicznie mieszamy zawartość aż do rozpuszczenia soli. Następnie za pomocą bagietki pobieramy kroplę roztworu i przenosimy ją na kawałek uniwersalnego papierka wskaźnikowego. Obserwujemy zachodzące zmiany. Doświadczenie powtarzamy rozpuszczając w wodzie następujące sole: chlorek potasu (KCl), tris(siarczan) diglinu (Al2(SO4)3), trichlorek żelaza (FeCl3), tris(azotan) bizmutu (Bi(NO3)3), octan sodu (CH3COONa) i chlorek amonu (NH4Cl). Równania reakcji potwierdzające odczyn: Poniżej wklejamy kawałki uniwersalnych papierków wskaźnikowych po badaniu odczynu roztworu: Związek Na2CO3 KCl Al2(SO4)3 FeCl3 Bi(NO3)3 CH3COONa NH4Cl Papierek wskaźnikowy Odczyn 39

40 DOŚWIADCZENIE HYDROLIZA ZWIĄZKÓW CHROMU Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu tris(azotanu) chromu (Cr(NO3)3) i 1 cm 3 roztworu węglanu disodu (Na2CO3). Mieszamy zawartość probówki, dodajemy 3 cm 3 wody destylowanej i czekamy na opadnięcie osadu. Gdy osad osiądzie na dno probówki, dekantujemy możliwie dużą ilość cieczy znad osadu, a następnie dodajemy do probówki 5 cm 3 wody destylowanej, energicznie mieszamy zawartość za pomocą bagietki i ponownie czekamy na opadnięcie osadu. Po tym czasie znowu dekantujemy ciecz znad ciała stałego. Przemywanie wodą destylowaną wykonujemy jeszcze co najmniej 2 razy. Do przemytego kilkukrotnie osadu dodajemy kroplami roztwór kwasu solnego (HCl) i obserwujemy zachodzące zmiany, w szczególności zwracając uwagę, czy wydzielają się pęcherzyki gazu. Równania reakcji: 40

41 DOŚWIADCZENIE HYDROLIZA ANIONÓW NO 2 W OBECNOŚCI KATIONÓW Al 3+ Wykonanie: Do dwóch probówek wprowadzamy po około 0,5 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2). Następnie do obu probówek dodajemy 0,5 cm 3 wody destylowanej i mieszamy ich zawartość. Do jednej probówki dodajemy ostrożnie 1 cm 3 kwasu siarkowego (H2SO4), a do drugiej 1 cm 3 roztworu trichlorku glinu (AlCl3). Probówki umieszczamy w łaźni wodnej i notujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE WPŁYW TEMPERATURY NA STOPIEŃ HYDROLIZY Wykonanie: Na wadze odważamy około 1 g octanu sodu (CH3COONa) i odważkę tę przenosimy do probówki, a następnie dodajemy do niej około 5 7 cm 3 wody destylowanej i mieszamy zawartość aż do rozpuszczenia soli. Gdy octan sodu ulegnie rozpuszczeniu dodajemy 2 krople roztworu fenoloftaleiny i notujemy obserwacje. Probówkę umieszczamy w łaźni wodnej i ogrzewamy ją przez 10 minut, co pewien czas sprawdzając wygląd roztworu. Po upływie 10 minut wyciągamy probówkę z łaźni wodnej i notujemy obserwacje. Równanie reakcji hydrolizy: 41

42 DOŚWIADCZENIE OTRZYMYWANIE KOLOIDU METODĄ KONDENSACYJNĄ Wykonanie: Do wysokiej zlewki dodajemy 100 cm 3 wody i ogrzewamy ją w płomieniu palnika. Do gorącej wody dodajemy powoli, kroplami roztwór trichlorku żelaza (FeCl3) mieszając zawartość zlewki. Obserwujemy zachodzące zmiany. Po dodaniu roztworu FeCl3 przerywamy ogrzewanie i odstawiamy zlewkę na stół laboratoryjny aż do ostygnięcia. Po ochłodzeniu roztworu badamy zjawisko Tyndalla. W tym celu przykładamy z boku zlewki źródło światła (zestaw dostarczony przez prowadzącego) i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji powstawania koloidu: Poniżej rysujemy efekt przepuszczenia wiązki światła przez roztwór koloidu: 42

43 Temat 12. Badanie właściwości chemicznych tlenków Niniejsze doświadczenia mają na celu zbadanie właściwości chemicznych następujących tlenków: tlenek magnezu (MgO) tlenek miedzi (CuO) tlenek cynku (ZnO) tritlenek diżelaza (Fe2O3) tritlenek diglinu (Al2O3) tlenek ołowiu (PbO) tritlenek dichromu (Cr2O3) tlenek wapnia (CaO) Przed wykonaniem doświadczeń należy zaplanować wykonanie eksperymentów, które ujawnią właściwości kwasowe, zasadowe bądź amfoteryczne wymienionych związków. DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TLENKU MAGNEZU Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 43

44 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TLENKU CYNKU Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 44

45 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TRITLENKU DIGLINU Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 45

46 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TRITLENKU DICHROMU Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 46

47 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TLENKU MIEDZI Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 47

48 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TRITLENKU DIŻELAZA Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 48

49 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TLENKU OŁOWIU Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 49

50 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH TLENKU WAPNIA Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Równania reakcji: Wnioski: 50

51 DOŚWIADCZENIE BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CHEMICZNYCH NIEZNANEGO TLENKU Projekt (schemat) doświadczenia: Opis wykonania: Wnioski: Wzór analizowanego tlenku: Równania reakcji: 51

52 OPRACOWANIE WYNIKÓW Tlenki pierwiastków trzeciego okresu układu okresowego pierwiastków, w których pierwiastki te przyjmują maksymalne stopnie utlenienia, mają następujące wzory sumaryczne i nazwy systematyczne: Wzór Nazwa Charakter chemiczny tlenków pierwiastków trzeciego okresu zmienia się płynnie od do wraz ze wzrostem numeru grupy. Tendencja ta jest związana ze wzrostem charakteru. wiązania pomiędzy danym pierwiastkiem a atomem tlenu. Właściwość pierwiastka, która decyduje o charakterze jego wiązania z atomem tlenu, nosi nazwę... Wielkość ta rośnie / maleje wraz ze wzrostem numeru grupy, przy czym dla sodu wynosi.. natomiast dla chloru jest równa... ZADANIE DODATKOWE Oblicz objętość roztworu kwasu solnego o stężeniu 0,50 mol/dm 3, który przereaguje całkowicie z 8,0 g tlenku miedzi. Oszacuj stężenie procentowe otrzymanego roztworu. 52

53 Temat 13. Reakcje krzyżowe DOŚWIADCZENIE ANALIZA JAKOŚCIOWA 6 ROZTWORÓW W sześciu ponumerowanych od 1 do 6 probówkach znajdują się, w nieznanej kolejności, roztwory wodne substancji wymienionych w poniższej ramce. (NH4)2CO3 HNO3 NaOH NaCl AgNO3 Na2S Przeprowadzając wyłącznie reakcje pomiędzy otrzymanymi do identyfikacji roztworami, ustal zawartość każdej z probówek 1 6. Zwróć uwagę na barwę powstających osadów oraz na możliwość wydzielania się gazowych produktów reakcji. W trakcie wykonywania zadania wykorzystaj tablicę rozpuszczalności wodorotlenków i soli. (NH4)2CO3 HNO3 NaOH NaCl AgNO3 Na2S (NH4)2CO3 HNO3 NaOH NaCl AgNO3 Na2S

54 DOŚWIADCZENIE ANALIZA JAKOŚCIOWA 5 ROZTWORÓW W sześciu ponumerowanych od A do E probówkach znajdują się, w nieznanej kolejności, roztwory wodne substancji wymienionych w poniższej ramce. FeCl3 CuSO4 NaOH KNO3 ZnSO4 Postępując podobnie jak w doświadczeniu dokonaj identyfikacji zawartości probówek. W trakcie wykonywania zadania wykorzystaj tablicę rozpuszczalności wodorotlenków i soli. FeCl3 CuSO4 NaOH KNO3 ZnSO4 FeCl3 CuSO4 NaOH KNO3 ZnSO4 A B C D E A B C D E WYNIKI ANALIZY ZESTAWU O SYMBOLU A B C D E 54

55 Temat 14. Reakcje redoks DOŚWIADCZENIE UTLENIAJĄCO-REDUKUJĄCE WŁAŚCIWOŚCI JONU NO 2 Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 wody destylowanej, dodajemy 2 krople roztworu KI, 2 krople roztworu H2SO4 oraz 1 cm 3 chloroformu (CHCl3). Następnie do probówki nasypujemy szczyptę dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2) i energicznie mieszamy zawartość probówki. Obserwujemy zachodzące zmiany. Później do trzech nowych probówek dodajemy po około 0,5 cm 3 roztworu KMnO4 i 1 cm 3 wody destylowanej. Do pierwszej z trzech probówek dodajemy 3 krople H2SO4, drugą pozostawiamy bez zmian, a do trzeciej dodajemy 3 krople roztworu NaOH. Następnie do każdej z trzech probówek wsypujemy szczyptę dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2) i mieszamy ich zawartość. Obserwujemy zachodzące zmiany. Jeżeli nie widzimy efektów reakcji, podgrzewamy probówki w łaźni wodnej przez około 3 minuty. Zapisujemy obserwacje. Uwaga: chloroform (CHCl3) w powyższym doświadczeniu można zastąpić tetrachlorometanem (CCl4). Równania reakcji: Uzupełniamy poniższą tabelę zestawiającą porównanie potencjałów standardowych układów redoks badanych w tym doświadczeniu: Układ Porównanie wartości E 0 (znak < lub >) Układ 2I I2 NO2, H3O + NO MnO4, H3O + Mn 2+ NO2 NO3, H3O + 55

56 DOŚWIADCZENIE BADANIE WPŁYWU ph NA UKŁAD Cr III Cr VI H 2O 2 (REAKCJA LEHNERA) Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 wody destylowanej i 5 kropli roztworu Cr(NO3)3. Następnie dodajemy kroplami roztwór NaOH aż do roztworzenia wytrącającego się początkowo osadu. Do otrzymanego klarownego roztworu dodajemy 5 kropli roztworu H2O2, mieszamy zawartość i ogrzewamy probówkę w płomieniu palnika aż do zaobserwowania zmiany zabarwienia. Po ochłodzeniu roztworu dodajemy do niego kroplami roztwór H2SO4 tak długo, aż roztwór będzie miał odczyn kwasowy (należy to sprawdzić przenosząc kroplę roztworu na kawałek uniwersalnego papierka wskaźnikowego). Notujemy obserwacje. Następnie do probówki dodajemy 1 cm 3 alkoholu izoamylowego (C5H11OH) i 3 krople roztworu H2O2. Lekko wstrząsamy zawartość probówki i notujemy obserwacje bezpośrednio po zmieszaniu roztworów oraz po upływie około 5 minut. Równania reakcji: Uzupełniamy poniższą tabelę zestawiającą porównanie potencjałów standardowych układów redoks badanych w tym doświadczeniu: Reakcja Porównanie wartości E 0 (znak < lub >) Reakcja CrO H2O + 3e [Cr(H2O)2(OH)4] + 4OH H2O2 + 2e 2OH Cr2O H3O + + 6e 2[Cr(H2O)6] H2O 2H3O + + O2 + 2e H2O2 + 2H2O 56

57 DOŚWIADCZENIE WPŁYW ph NA REAKCJĘ REDUKCJI JONÓW MnO 4 Wykonanie: Do trzech probówek wprowadzamy po 1 cm 3 wody destylowanej i 5 kropli roztworu KMnO4. Następnie do pierwszej probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu H2SO4, drugą pozostawiamy bez zmian, a do trzeciej wprowadzamy 1 cm 3 roztworu NaOH. Mieszamy zawartość probówek. Następnie do każdej z nich dodajemy po 5 kropli roztworu Na2SO3 i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: Uzupełniamy poniższą tabelę zestawiającą wzory i barwy produktów reakcji jonu MnO4 w różnych środowiskach: Środowisko (odczyn) Wzór produktu redukcji jonów MnO4 Barwa produktu kwasowe obojętne zasadowe 57

58 DOŚWIADCZENIE REDUKCJA JONÓW Bi 3+ ZA POMOCĄ TRIHYDROKSOCYNIANU(II) SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 0,5 cm 3 roztworu dichlorku cyny (SnCl2), a następnie dodajemy do niej roztworu NaOH w takiej ilości, by powstający początkowo osad uległ roztworzeniu. Uważamy przy tym, by nie dodać nadmiaru NaOH. Następnie do tak otrzymanego, klarownego roztworu dodajemy 3 krople roztworu BiCl3 i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 58

59 DOŚWIADCZENIE REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI W GRUPIE CHLOROWCÓW Wykonanie: Do trzech probówek nalewamy po 1 cm 3 chloroformu (CHCl3). Następnie do pierwszej z nich dodajemy 5 kropli wody chlorowej (Cl2), do drugiej 5 kropli wody bromowej (Br2), a do trzeciej 5 kropli roztworu jodu (I2) w jodku potasu. Wytrząsamy zawartość probówek i obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do dwóch nowych probówek nalewamy po 1 cm 3 chloroformu (CHCl3), 5 kropli H2SO4 i 10 kropli wody chlorowej (Cl2). Do pierwszej z dwóch probówek dodajemy 6 kropli roztworu KBr, a do drugiej 6 kropli roztworu KI. Wytrząsamy zawartość probówek i obserwujemy zachodzące zmiany. Do obu probówek dodajemy później po 5 cm 3 wody chlorowej, energicznie wytrząsamy zawartość i zapisujemy obserwacje. Następnie do dwóch kolejnych, czystych probówek nalewamy po 1 cm 3 chloroformu, do pierwszej z nich dodajemy 5 kropli roztworu KI i 10 kropli wody bromowej, a do drugiej 5 kropli roztworu KBr i 10 kropli roztworu jodu w jodku potasu. Wytrząsamy zawartość obu probówek, obserwujemy i opisujemy zachodzące zmiany. Uwaga: chloroform (CHCl3) w powyższym doświadczeniu można zastąpić tetrachlorometanem (CCl4). Równania reakcji: Uszeregowanie chlorowców pod względem rosnącej aktywności chemicznej (rosnącego potencjału standardowego):..... < <

60 Temat 15. Synteza związków kompleksowych DOŚWIADCZENIE AKWAKOMPLEKSY Wykonanie: Do sześciu probówek wprowadzamy po szczypcie następujących substancji: probówka 1. siarczan kobaltu (CoSO4), probówka 2. siarczan cynku (ZnSO4), probówka 3. siarczan miedzi (CuSO4), probówka 4. siarczan niklu (NiSO4), probówka 5. tris(siarczan) diglinu (Al2(SO4)3), probówka 6. tris(siarczan) dichromu (Cr2(SO4)3). Do każdej z probówek dodajemy następnie po 2 cm 3 wody destylowanej i kilka kropli kwasu siarkowego (H2SO4). Mieszamy zawartość probówek i zapisujemy barwy powstających roztworów. Roztwory dzielimy na dwie części po 1 cm 3 i pozostawiamy do wykonania doświadczeń i Poniżej piszemy wzory kompleksów, w postaci których występują kationy badanych soli w roztworze wodnym: Związek w postaci stałej Wzór kationu w roztworze wodnym CoSO4 ZnSO4 CuSO4 NiSO4 Al2(SO4)3 Cr2(SO4)3 60

61 DOŚWIADCZENIE HYDROKSOKOMPLEKSY Wykonanie: Do sześciu probówek zawierających rozpuszczone w wodzie sole (doświadczenie 15.1.) dodajemy po 1 cm 3 roztworu NaOH o stężeniu 2 mol/dm 3 i mieszamy zawartość probówek. Następnie do każdej z probówek dodajemy po 2 cm 3 roztworu NaOH o stężeniu 6 mol/dm 3 i mieszamy zawartość probówek. Zapisujemy obserwacje. Do probówek, w których osad uległ roztworzeniu i powstał klarowny roztwór, następnie dodajemy ostrożnie roztworu HNO3 o stężeniu 2 mol/dm 3 aż do powstania osadu, a następnie 2 cm 3 roztworu HNO3 o stężeniu 6 mol/dm 3 aż do roztworzenia osadu. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 61

62 DOŚWIADCZENIE AMINAKOMPLEKSY Wykonanie: Do sześciu probówek zawierających po 1 cm 3 roztworu soli (przygotowanych w doświadczeniu 15.1.) dodajemy po 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3) o stężeniu 2 mol/dm 3 i mieszamy zawartość probówek. Następnie dodajemy do każdej z probówek po 2 cm 3 roztworu NH3 o stężeniu 6 mol/dm 3 i mieszamy zawartość probówek. Notujemy obserwacje. Następnie do każdej z probówek dodajemy roztworu HNO3 o stężeniu 6 mol/dm 3 w takiej ilości, by powstał klarowny roztwór (tzn. by osady uległy roztworzeniu). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 62

63 DOŚWIADCZENIE CHLOROKOMPLEKSY Wykonanie: Do trzech probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworów: dichlorku kobaltu (CoCl2), dichlorku miedzi (CuCl2) i dichlorku niklu (NiCl2). Następnie do każdej z nich dodajemy około 2 3 cm 3 stężonego roztworu kwasu solnego, mieszamy zawartość probówek i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 63

64 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA SIARCZANU TETRAAMINAMIEDZI(II) Wykonanie: Na wadze odważamy 5 g krystalicznego pentahydratu siarczanu miedzi. Odważkę przenosimy do moździerza i rozdrabniamy przy użyciu tłuczka. Rozdrobniony CuSO4 5H2O przenosimy do zlewki o pojemności minimum 50 cm 3, dodajemy do niej przygotowaną wcześniej mieszaninę 5 cm 3 wody i 7,5 cm 3 stężonego amoniaku i mieszamy zawartość zlewki za pomocą bagietki. Po rozpuszczeniu soli sączymy roztwór przez sączek (schemat zestawu do sączenia przedstawiono na poniższym rysunku), a do przesączu, ciągle mieszając, dodajemy kroplami 10 cm 3 alkoholu etylowego. Roztwór pozostawiamy do krystalizacji (można ochłodzić w zimnej wodzie), a wydzielone kryształy odsączamy na lejku z sączkiem (zestaw do sączenia przedstawiono na rysunku), przemywamy 10 cm 3 mieszaniny składającej się z 5 cm 3 alkoholu etylowego i 5 cm 3 stężonego amoniaku, a następnie 10 cm 3 alkoholu etylowego. Kryształy przenosimy na uprzednio zważone szkiełko zegarkowe i suszymy na powietrzu, a po wysuszeniu ważymy i obliczamy wydajność syntezy. statyw laboratoryjny mufa łapa do lejków tu umieszczamy sączek prosty lejek zlewka Równanie reakcji syntezy: Dokładna masa odważki CuSO4 5H2O: Liczba moli CuSO4 w odważce: Masa produktu: Liczba moli produktu: Wydajność reakcji: 64

65 Temat 16. Właściwości związków kompleksowych DOŚWIADCZENIE ZWIĄZEK KOMPLEKSOWY CZY SÓL PODWÓJNA? Wykonanie: Do trzech probówek wprowadzamy po 1 cm 3 bis(siarczanu) diamonu i żelaza ((NH4)2Fe(SO4)2). Do pierwszej z nich dodajemy 1 cm 3 roztworu NH3 oraz 1 cm 3 roztworu tioacetamidu (AKT) i probówkę umieszczamy w łaźni wodnej na 10 minut. Do drugiej probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu dichlorku baru (BaCl2), a do trzeciej probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu NaOH i ogrzewamy jej zawartość w płomieniu palnika zbliżając do jej wylotu zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy; sprawdzamy jednocześnie zapach wydzielającego się gazu. Notujemy obserwacje dokonane podczas wykonywania doświadczenia. Następnie do dwóch kolejnych probówek wprowadzamy po 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]). Do pierwszej probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu kwasu tetraoksochlorowego (HClO4), a do drugiej 1 cm 3 roztworu amoniaku i 1 cm 3 roztworu AKT. Drugą probówkę umieszczamy na łaźni wodnej i ogrzewamy przez 10 minut. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: Równania dysocjacji jonowej obu używanych w doświadczeniu związków: Odpowiadamy na poniższe pytania: 1. Który ze związków: (NH4)2Fe(SO4)2 czy K4[Fe(CN)6] jest solą podwójną, a który związkiem kompleksowym?. 2. Czym różni się dysocjacja soli podwójnej od dysocjacji związku zawierającego jon kompleksowy?.. 65

66 DOŚWIADCZENIE ROZKŁAD JONU KOMPLEKSOWEGO Wykonanie: Do trzech probówek wprowadzamy szczyptę preparatu siarczanu tetraaminamiedzi(ii) ([Cu(NH3)4]SO4), a następnie do dwóch z nich dodajemy po 2 cm 3 wody i mieszamy zawartość aż do rozpuszczenia związku. Następnie do pierwszej probówki dodajemy kroplami roztwór H2SO4 aż do zaobserwowania zmian, zaś do drugiej probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu AKT, probówkę umieszczamy we wrzącej łaźni wodnej i ogrzewamy aż do zaobserwowania zmian. Trzecią probówkę zawierającą stały siarczan tetraaminamiedzi(ii) ogrzewamy w płomieniu palnika, a do wylotu probówki zbliżamy zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: Poniżej wklejamy uniwersalny papierek wskaźnikowy po badaniu charakteru chemicznego wydzielającego się gazu: Reakcja Papierek wskaźnikowy Wniosek charakter gazu Rozkład termiczny [Cu(NH3)4]SO4 66

67 DOŚWIADCZENIE MASKOWANIE JONÓW Wykonanie: Do jednej probówki wprowadzamy 2 krople roztworu FeCl3, a do drugiej 5 kropli roztworu CoCl2. Do obu probówek dodajemy po 2 cm 3 wody, a następnie do każdej z nich wprowadzamy porównywalną ilość stałego tiocyjanianu potasu (KSCN). Mieszamy zawartość probówek. Następnie do probówki zawierającej jony kobaltu(ii) dodajemy 1 cm 3 alkoholu izoamylowego i wstrząsamy zawartość probówki. Z kolei do probówki zawierającej jony żelaza(iii) dodajemy szczyptę stałego fluorku amonu (NH4F) i energicznie mieszamy jej zawartość. Obserwujemy zachodzące zmiany. Później do nowej probówki wprowadzamy 2 krople roztworu FeCl3, 5 kropli roztworu CoCl2, 2 cm 3 wody i taką samą jak poprzednio ilość stałego KSCN. Mieszamy zawartość probówek i notujemy obserwacje. Dodajemy taką samą jak wcześniej ilość stałego NH4F i mieszamy zawartość. Następnie do probówki dodajemy 1 cm 3 alkoholu izoamylowego, wytrząsamy zawartość i obserwujemy zmiany. Równania reakcji: Uzupełniamy poniższą tabelę porównującą trwałość poszczególnych jonów kompleksowych: Jon kompleksowy Porównanie trwałości (znak < lub >) Jon kompleksowy [Fe(H2O)6] 3+ [Fe(H2O)5(NCS)] 2+ [Fe(H2O)5(NCS)] 2+ [FeF(H2O)5] 2+ [Co(H2O)6] 2+ [Co(H2O)5(NCS)] + [CoF(H2O)5] + [Co(NCS)4] 2 67

68 DOŚWIADCZENIE ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE ŻELAZA Wykonanie: Do zlewki o pojemności 250 cm 3 wprowadzamy szczyptę stałego FeCl3 6H2O, a następnie dodajemy do niej około 100 cm 3 wody i mieszamy zawartość aż do rozpuszczenia soli. Ostrożnie dodajemy kilka kropli roztworu HNO3, aby cofnąć hydrolizę jonu [Fe(H2O)5(OH)] 2+. Korzystając z poniższej tabeli, zawierającą wartości stałych tworzenia kompleksów (stałe te oznacza się symbolem βn, gdzie n oznacza liczbę ligandów innych niż H2O) ustalamy kolejność dodawania kolejnych odczynników (wymienionych w ramce poniżej) do roztworu zawierającego jony żelaza tak, aby otrzymać wszystkie jony kompleksowe wymienione w tabeli. Jon Stała trwałości β1 Barwa [Fe(H2O)5(OH)] 2+ [Fe(H2O)6] 3+ żółto-czerwona bezbarwna [FeCl(H2O)5] 2+ 4, żółta [FeF(H2O)5] 2+ 1, bezbarwna [Fe(H2O)5(NCS)] 2+ 1, czerwona [Fe(H2PO4)(H2O)5] 2+ 2, bezbarwna Odczynniki dodawane do roztworu: stały chlorek sodu (NaCl) stały fluorek amonu (NH4F) stały tiocyjanian potasu (KSCN) roztwór kwasu fosforowego (H3PO4) Wykonujemy reakcje w zaplanowanej kolejności, dodając ostrożnie kolejnych odczynników (łyżeczką, szpatułką lub wkraplając) aż do pojawienia się barwy zgodnie z powyższą tabelą. Należy unikać nadmiaru odczynników (w szczególności nadmiaru NH4F, który przeszkadza w wykonaniu następnej reakcji). Po dodaniu ostatniego odczynnika dodajemy do roztworu szczyptę stałego heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]). Kolejność dodawania odczynników do roztworu: Równania reakcji: 68

69 DOŚWIADCZENIE WYMIANA LIGANDÓW CHLORKOWYCH NA LIGANDY AKWA Wykonanie: Na wadze odważamy dwie porcje CoCl2 6H2O o masie 1 g. Naważki przenosimy do dwóch zlewek, a następnie do jednej z nich dodajemy 100 cm 3 wody destylowanej, a do drugiej 100 cm 3 alkoholu etylowego. Mieszamy zawartości zlewek aż do rozpuszczenia soli. Następnie przemywamy biuretę wodą destylowaną. Napełniamy biuretę wodą destylowaną. Za pomocą pipety przenosimy do kolby stożkowej 50 cm 3 (dwie porcje po 25 cm 3 ) roztworu CoCl2 w alkoholu etylowym. Miareczkujemy ten roztwór wodą destylowaną, tzn. dodajemy porcjami wody z biurety aż do zaobserwowania zmiany barwy (zestaw do miareczkowania przedstawiono na poniższym rysunku). Barwa roztworu powinna być taka, jak roztworu CoCl2 w wodzie. Z odbarwionego roztworu (zawierającego alkohol etylowy) pobieramy polietylenową pipetką dwie porcje o objętości około 2 cm 3 i przenosimy je do dwóch probówek. Do jednej z nich dodajemy 2 cm 3 stężonego kwasu solnego (HCl), mieszamy zawartość i obserwujemy zachodzące zmiany. Drugą probówkę ogrzewamy w płomieniu palnika aż do zmiany barwy. Notujemy obserwacje. łapa do biuret biureta napełniona wodą destylowaną statyw kolba stożkowa Masy naważek CoCl2 6H2O: Objętość dodanej z biurety wody destylowanej: Równania reakcji: Skład roztworu (w procentach molowych), przy którym następuje przesunięcie stanu równowagi w stronę tworzenia akwakompleksu: 69

70 Temat 17. Trwałość kinetyczna i termodynamiczna kompleksów DOŚWIADCZENIE ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE ŻELAZA(3+) Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu FeCl3. Do pierwszej z nich dodajemy 1 cm 3 roztworu NH4SCN, a następnie 1 cm 3 roztworu EDTA. Do drugiej probówki odczynniki dodajemy w kolejności odwrotnej, tj. najpierw 1 cm 3 roztworu EDTA, a później 1 cm 3 roztworu NH4SCN. Po dodaniu każdego odczynnika mieszamy zawartość probówki. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: Uszeregowanie kompleksów [Fe(H2O)6] 3+, [Fe(H2O)5(NCS)] 2+ oraz [Fe(edta)] pod względem malejącej trwałości termodynamicznej:..... > > Wniosek: Kompleksy żelaza(iii) pod względem kinetycznym są labilne / inertne. Kompleksy żelaza(iii) pod względem kinetycznym są (niewłaściwe skreślić) 70

71 DOŚWIADCZENIE ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE ŻELAZA(2+) Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu siarczanu żelaza, a następnie do każdej z nich dodajemy po 1 cm 3 roztworu 1,10-fenantroliny. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do pierwszej probówki dodajemy 1 cm 3 kwasu solnego (HCl), a do drugiej 1 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu (NaOH). Po upływie jednej minuty umieszczamy obie probówki w łaźni wodnej i ogrzewamy aż do zaobserwowania zmian. Równania reakcji: Porównanie trwałości kompleksów [Fe(H2O)6] 2+ oraz [Fe(phen)3] 2+ pod względem trwałości termodynamicznej:..... > Wniosek: Kompleksy żelaza(ii) o strukturze elektronowej jonu centralnego. są pod względem kinetycznym labilne / inertne. Kompleksy żelaza(ii) o strukturze elektronowej jonu centralnego. są pod względem kinetycznym (niewłaściwe skreślić) Kompleksy żelaza(ii) o strukturze elektronowej jonu centralnego. są pod względem kinetycznym labilne / inertne. Kompleksy żelaza(ii) o strukturze elektronowej jonu centralnego. są pod względem kinetycznym (niewłaściwe skreślić) 71

72 DOŚWIADCZENIE KOMPLEKSY JONÓW CHROMU I NIKLU Z EDTA Wykonanie: Do jednej probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Cr2(SO4)3, a do drugiej 1 cm 3 roztworu NiSO4. Następnie do obu probówek dodajemy po 1 cm 3 roztworu EDTA i mieszamy ich zawartość. Jeżeli po 1 minucie nie zajdą wyraźne zmiany, podgrzewamy zawartość probówek w łaźni wodnej. Notujemy obserwacje. Równania reakcji: Porównanie trwałości powstających kompleksów pod względem malejącej trwałości termodynamicznej:..... > > Wniosek: Kompleksy chromu(iii) pod względem kinetycznym są labilne / inertne. Kompleksy chromu(iii) pod względem kinetycznym są (niewłaściwe skreślić) Kompleksy niklu(ii) pod względem kinetycznym są labilne / inertne. Kompleksy niklu(ii) pod względem kinetycznym są (niewłaściwe skreślić) 72

73 Temat 18. Rozpuszczalność DOŚWIADCZENIE WPŁYW ROZDROBNIENIA SUBSTANCJI NA SZYBKOŚĆ ROZPUSZCZANIA Wykonanie: Na wadze odważamy dwie próbki siarczanu miedzi (CuSO4) po 0,5 g każda. Następnie jedną z nich przenosimy do moździerza i za pomocą tłuczka rozcieramy najdrobniej, jak to tylko możliwe. Obie próbki (jedną roztartą, drugą nieroztartą) przenosimy do dwóch probówek, do których ostrożnie dodajemy po 5 cm 3 wody destylowanej (staramy się wprowadzić wodę na powierzchnię kryształów tak, aby w trakcie dodawania cieczy nie dochodziło do mieszania się substancji stałej z wodą). Nie mieszamy zawartości probówek. Obserwujemy zachodzące zmiany, w szczególności szybkość zmian zabarwienia roztworu. Szybkość rozpuszczania można śledzić także wykonując próbę na obecność jonów Cu 2+ w roztworze (wg poniższego opisu). W tym wariancie pobieramy co 1 minutę próbki roztworów z obu probówek i wykonujemy dla nich próby na obecność jonów Cu 2+, porównując intensywność zabarwienia produktu reakcji. Wariant obserwacji szybkości rozpuszczania CuSO4 (z wykonaniem lub bez wykonywania próby na obecność jonów Cu 2+ ) wskaże prowadzący ćwiczenie. Próba na obecność jonów Cu 2+ w roztworze Za pomocą polietylenowej pipetki przenosimy jedną kroplę badanego roztworu na porcelanową płytkę z wgłębieniami. Dodajemy 2 krople stężonego roztworu amoniaku (NH3) i obserwujemy zachodzące zmiany. Wniosek: 73

74 DOŚWIADCZENIE WPŁYW TEMPERATURY NA SZYBKOŚĆ ROZPUSZCZANIA Wykonanie: Na wadze odważamy dwie próbki siarczanu miedzi o masie 0,5 g. Odważki przenosimy do dwóch probówek. Do pierwszej z nich dodajemy 5 cm 3 zimnej wody, a do drugiej 5 cm 3 gorącej wody. Nie mieszamy zawartości probówek. Obserwujemy zachodzące zmiany, w szczególności szybkość zmiany zabarwienia roztworu. Wniosek: 74

75 DOŚWIADCZENIE ZMIANY OBJĘTOŚCI W PROCESIE ROZPUSZCZANIA Wykonanie: Do cylindra miarowego o pojemności 250 cm 3 wlewamy 100 cm 3 glicerolu (gliceryny), a następnie bardzo ostrożnie, po ściankach cylindra, 100 cm 3 wody. Uważamy, żeby obie ciecze nie uległy zmieszaniu. Odczytujemy sumaryczną objętość dwóch cieczy i zaznaczamy jej poziom pisakiem na zewnętrznej stronie cylindra. Następnie za pomocą bagietki mieszamy dokładnie zawartość cylindra, a następnie odczytujemy poziom cieczy w cylindrze. Zapisujemy obserwacje. Początkowy poziom cieczy w cylindrze: Końcowy poziom cieczy w cylindrze: Wielkość kontrakcji: Wniosek: 75

76 DOŚWIADCZENIE EFEKTY CIEPLNE PROCESU ROZPUSZCZANIA Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 10 cm 3 wody i za pomocą termometru badamy jej temperaturę. Następnie do jednej z nich dodajemy 2 g wodorotlenku sodu a do drugiej 2 g azotanu amonu (NH4NO3) (substancje odważamy wcześniej na wadze). Za pomocą bagietek mieszamy ostrożnie zawartość probówek i mierzymy temperatury roztworów. Obserwujemy zachodzące zmiany. Efekty cieplne rozpuszczania Substancja Temperatura początkowa [ C] Temperatura końcowa [ C] Przyrost temperatury [ C] NaOH NH4NO3 Wniosek: 76

77 DOŚWIADCZENIE KRYSTALIZACJA Z ROZTWORÓW PRZESYCONYCH Wykonanie: Na wadze odważamy dwie próbki octanu sodu (CH3COONa), każda o masie 50 g. Przenosimy je do dwóch zlewek o pojemności 100 cm 3, a następnie do każdej zlewki dodajemy po 50 cm 3 wody. Zawartość obu zlewek podgrzewamy do wrzenia, aż do całkowitego rozpuszczenia soli w wodzie. Gdy octan sodu ulegnie całkowitemu rozpuszczeniu, przerywamy ogrzewanie i ostrożnie przenosimy je na stół laboratoryjny. Uważamy, by nie wykonywać gwałtownych ruchów. Zlewki pozostawiamy do powolnego ostygnięcia do temperatury pokojowej. Po tym czasie do jednej zlewki wrzucamy mały kryształek octanu sodu, a do drugiej wkładamy szklaną bagietkę i pocieramy nią o ścianki naczynia. Obserwujemy zachodzące zmiany. Wniosek: 77

78 Temat 19. Równowagi heterofazowe ciało stałe ciecz DOŚWIADCZENIE WPŁYW WSPÓLNEGO JONU NA ROZPUSZCZALNOŚĆ CHLORKU SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 nasyconego roztworu chlorku sodu (NaCl), a następnie dodajemy do niej 1 cm 3 stężonego roztworu kwasu solnego (HCl). Obserwujemy zachodzące zmiany. Wniosek: 78

79 DOŚWIADCZENIE WPŁYW ŚRODOWISKA NA WYTRĄCANIE I ROZPUSZCZALNOŚĆ WODOROTLENKÓW METALI Wykonanie: Do 4 ponumerowanych (od 1 do 4) probówek wprowadzamy po 1 cm 3 następujących roztworów (o stężeniach 0,1 mol/dm 3 ): do probówki nr 1: NaCl do probówki nr 2: MgCl2 do probówki nr 3: Ca(NO3)2 do probówki nr 4: Al2(SO4)3 Następnie do każdej probówki dodajemy po 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3) i mieszamy zawartość probówki. Notujemy obserwacje. Do probówek, w których wytrącił się osad, dodajemy 3 cm 3 roztworu chlorku amonu (NH4Cl) i energicznie mieszamy zawartości probówek. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: Wniosek: Rozpuszczalność wodorotlenków badanych metali maleje w szeregu:.. >.. >.. >.. 79

80 DOŚWIADCZENIE WPŁYW STĘŻENIA JONÓW S 2 NA WYTRĄCANIE SIARCZKÓW METALI Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 wody, a następnie dodajemy do niej 10 kropli roztworu dichlorku kadmu (CdCl2) i 10 kropli roztworu siarczanu manganu (MnSO4). Potem dodajemy jeszcze 2 krople roztworu HCl o stężeniu 2 mol/dm 3 i 10 kropli roztworu amidu kwasu tiooctowego (AKT). Mieszamy zawartość probówki i umieszczamy ją w gorącej łaźni wodnej na 15 minut. W czasie ogrzewania roztworu wykonujemy następującą reakcję: do jednej probówki dodajemy 10 kropli roztworu CdCl2, a do drugiej 10 kropli roztworu MnSO4, a następnie do obu probówek dodajemy po 1 cm 3 roztworu siarczku disodu (Na2S) i zapisujemy obserwacje. Po upływie 15 minut z probówki, która była ogrzewana w łaźni wodnej, pobieramy za pomocą polietylenowej pipetki roztwór znad osadu i przenosimy go do czystej probówki, do której dodajemy 5 kropli roztworu chlorku amonu (NH4Cl) oraz roztwór amoniaku (NH3) w takiej ilości, aby roztwór miał odczyn wyraźnie zasadowy (co należy sprawdzić za pomocą kropli roztworu umieszczonej na papierku wskaźnikowym). Probówkę z roztworem umieszczamy w łaźni wodnej na 5 minut. Po tym czasie zapisujemy obserwacje. Wniosek: Z roztworu zawierającego mieszaninę kationów Cd 2+ i Mn 2+ pod wpływem AKT w środowisku HCl wytrącił się. Po zalkalizowaniu roztworu za pomocą amoniaku wytrącił się.. Równania reakcji: Porównanie rozpuszczalności CdS i MnS w wodzie: Symbol S oznacza rozpuszczalność (z ang. solubility). S(CdS) S(MnS) 80

81 DOŚWIADCZENIE KOLEJNOŚĆ WYTRĄCANIA OSADÓW Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu NaCl o stężeniu 0,1 mol/dm 3, a potem dodajemy 1 kroplę roztworu chromianu dipotasu (K2CrO4). Mieszamy zawartość probówki. Następnie dodajemy po kropli roztwór azotanu srebra (AgNO3), mieszając zawartość probówki po każdej dodanej kropli AgNO3. Obserwujemy zachodzące zmiany, w szczególności barwy powstających osadów. Równania reakcji: Porównanie rozpuszczalności AgCl i Ag2CrO4 w wodzie: Symbol S oznacza rozpuszczalność (z ang. solubility). S(AgCl) S(Ag2CrO4) 81

82 DOŚWIADCZENIE PRZEKSZTAŁCENIE SOLI TRUDNO ROZPUSZCZALNYCH W JESZCZE TRUDNIEJ ROZPUSZCZALNE Wykonanie: Do zlewki o pojemności 200 cm 3 wprowadzamy 1 cm 3 roztworu bis(azotanu) ołowiu (Pb(NO3)2) i 10 cm 3 wody destylowanej. Po wymieszaniu zawartości zlewki dodajemy do niej, ciągle mieszając za pomocą bagietki, roztwór chlorku potasu o stężeniu 1 mol/dm 3. Obserwujemy zachodzące zmiany (niekiedy w czasie kilku minut). Zawartość zlewki ogrzewamy w płomieniu palnika aż do rozpuszczenia osadu. Do roztworu dodajemy 4 cm 3 roztworu jodku potasu (KI) o stężeniu 1 mol/dm 3. Do wydzielonego osadu dodajemy ok. 100 cm 3 wody i ogrzewamy zawartość zlewki aż do rozpuszczenia osadu. Zlewkę chłodzimy do temperatury około C i w tym czasie przygotowujemy roztwór wodorowęglanu sodu rozpuszczając około 0,4 g NaHCO3 w zlewce (o pojemności 25 cm 3 ) w 15 cm 3 wody. Gdy roztwór zawierający jony ołowiu(2+) osiągnie wymaganą temperaturę dodajemy przygotowany roztwór NaHCO3. Mieszamy zawartość zlewki i notujemy obserwacje. Następnie do zlewki dodajemy 2 cm 3 roztworu chromianu dipotasu o stężeniu 1 mol/dm 3 i bardzo energicznie mieszamy jej zawartość. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: W poniższej tabeli zestawiamy, zgodnie z malejącą rozpuszczalnością, wszystkie otrzymane osady zawierające jony Pb 2+. Wzór związku Barwa wzrost rozpuszczalności 82

83 DOŚWIADCZENIE WYZNACZANIE ILOCZYNU ROZPUSZCZALNOŚCI SOLI WAPNIA Wykonanie: Z roztworów Ca(NO3)2 i nieznanej soli zawierającej dwuwartościowy anion o stężeniu 10-2 mol/dm 3 przygotowujemy metodą kolejnych rozcieńczeń po 20 cm 3 roztworów o stężeniach: 10-3 mol/dm 3, 10-4 mol/dm 3 i 10-5 mol/dm 3 (w sumie przygotowujemy 6 roztworów). Następnie w probówkach mieszamy ze sobą dwa roztwory w sposób przedstawiony w poniższej tabeli. Do odmierzania wymienionych objętości cieczy używamy pipet. Zapisujemy obserwacje. Nr probówki Ca(NO3)2 Nieznana sól 1 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-2 mol/dm 3 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-2 mol/dm cm 3 roztworu o stężeniu 10-3 mol/dm 3 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-3 mol/dm cm 3 roztworu o stężeniu 10-4 mol/dm 3 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-4 mol/dm cm 3 roztworu o stężeniu 10-5 mol/dm 3 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-5 mol/dm cm 3 roztworu o stężeniu 10-3 mol/dm 3 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-4 mol/dm cm 3 roztworu o stężeniu 10-5 mol/dm 3 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-4 mol/dm cm 3 roztworu o stężeniu 10-3 mol/dm 3 5 cm 3 roztworu o stężeniu 10-2 mol/dm 3 Nr probówki Obserwacje Oszacowanie wartości iloczynu rozpuszczalności: Propozycja wzoru chemicznego nieznanej soli: Wzór chemiczny wytrącanej soli wapnia: Tablicowa wartość iloczynu rozpuszczalności dla wytrącanej soli wapnia: 83

84 Temat 20. Efekty energetyczne reakcji chemicznych DOŚWIADCZENIE BURZA W PROBÓWCE Wykonanie: Do probówki umieszczonej w statywie nalewamy 4 cm 3 stężonego kwasu siarkowego (H2SO4) i ostrożnie nawarstwiamy na niego 4 cm 3 alkoholu etylowego (denaturatu). Uważamy przy tym, by ciecze nie zmieszały się ze sobą. Następnie do probówki wrzucamy kilka kryształków tetraoksomanganianu potasu (KMnO4). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE RYCZĄCY NIEDŹWIEDŹ Wykonanie: Do probówki wprowadzamy około 4 g chloranu potasu (KClO3) i zawartość ogrzewamy w płomieniu palnika aż do stopienia soli. Przy pomocy szczypiec wprowadzamy następnie żelka i obserwujemy zmiany. 84

85 DOŚWIADCZENIE GWAŁTOWNE CHŁODZENIE Wykonanie: Zlewkę o pojemności 100 cm 3 ustawiamy na zwilżonej zimną wodą desce lub książce. Do zlewki wprowadzamy 4 g stałego oktahydratu diwodorotlenku baru (Ba(OH)2 8H2O) i 2 g stałego tiocyjanianu amonu (NH4SCN). Mieszamy zawartość zlewki i obserwujemy zachodzące zmiany. Próbujemy podnieść zlewkę. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE FIOLETOWY DYM Wykonanie: W parowniczce umieszczamy około 1 g wiórków magnezowych i 1 g jodu. Po wymieszaniu reagentów do parowniczki wprowadzamy 3 5 kropli wody i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 85

86 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA SIARCZKU ŻELAZA Wykonanie: Do moździerza wprowadzamy 5,6 g pyłu żelazowego (Fe) i 3,2 g pyłu siarkowego (S). Składniki mieszamy ze sobą (nie ucieramy), a następnie przygotowaną mieszaninę przenosimy do probówki umieszczonej w łapie w statywie laboratoryjnym. Probówkę ogrzewamy nad płomieniem palnika aż mieszanina reakcyjna zacznie się żarzyć. Wówczas przerywamy ogrzewanie i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 86

87 Temat 21. Kinetyka chemiczna DOŚWIADCZENIE ZALEŻNOŚĆ SZYBKOŚCI REAKCJI OD STĘŻENIA REAGENTÓW Wykonanie: W pięciu małych probówkach umieszczamy kolejno: probówka 1. 2 krople roztworu Na2S2O3 i 8 kropli wody, probówka 2. 4 krople roztworu Na2S2O3 i 6 kropli wody, probówka 3. 6 kropli roztworu Na2S2O3 i 4 krople wody, probówka 4. 8 kropli roztworu Na2S2O3 i 2 krople wody, probówka kropli roztworu Na2S2O3. Mieszamy zawartość wszystkich probówek. Następnie do pierwszej probówki dodajemy 2 krople roztworu kwasu siarkowego (H2SO4). Włączamy stoper w momencie zetknięcia się kropli H2SO4 i mierzymy czas, po którym pojawi się zmętnienie. Powtarzamy pomiar dla pozostałych 4 roztworów. Równanie reakcji: Zestawienie czasów, po których następowało zmętnienie: Liczba kropli roztworu Na2S2O3 w 10 kroplach roztworu Czas, po którym pojawiło się zmętnienie [s] Wniosek: 87

88 DOŚWIADCZENIE WPŁYW POWIERZCHNI REAGENTÓW NA SZYBKOŚĆ REAKCJI Wykonanie: Do jednej probówki wprowadzamy granulkę metalicznego cynku, zaś do drugiej wprowadzamy porównywalną masę (szczyptę) pyłu cynkowego. Następnie do obu probówek wlewamy po 1 cm 3 kwasu solnego i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: Wniosek: 88

89 DOŚWIADCZENIE WPŁYW TEMPERATURY NA SZYBKOŚĆ REAKCJI Wykonanie: Do probówki wlewamy 2 cm 3 roztworu KMnO4, 10 kropli kwasu siarkowego (H2SO4) i 3 krople roztworu szczawianu disodu (Na2C2O4). Zawartość probówki szybko mieszamy i odlewamy połowę jej zawartości do drugiej probówki. Jedną z probówek umieszczamy w łaźni wodnej i rozpoczynamy pomiar czasu stoperem. Obserwujemy zachodzące zmiany. Mierzymy czas, który potrzebny jest do całkowitego odbarwienia roztworu. Równanie reakcji: Wniosek: 89

90 DOŚWIADCZENIE KATALIZA HOMOGENICZNA Wykonanie: Na wadze odważamy 0,6 g ałunu amonowo-żelazowego (FeNH4(SO4)2 12H2O). Odważkę rozpuszczamy w zlewce o pojemności 25 cm 3, dodając do niej 20 cm 3 wody. Do dwóch probówek (ponumerowanych 1 i 2) przenosimy po 5 cm 3 tego roztworu. Do probówki z numerem 2 wprowadzamy dodatkowo 3 krople roztworu CuSO4 i mieszamy jej zawartość. Do dwóch następnych probówek (oznaczonych numerami 3 i 4) wprowadzamy po 5 cm 3 roztworu tiosiarczanu sodu (Na2S2O3) sporządzonego w identyczny sposób, jak roztwór ałunu amonowo-żelazowego (tzn. z odważki). Szybko przelewamy roztwór z probówki 3 do probówki 1, a w momencie zetknięcia się roztworów włączamy pomiar czasu. Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Mierzymy czas potrzebny do odbarwienia się roztworu. W podobny sposób wykonujemy reakcję pomiędzy roztworami z probówek 2 i 4. Równania reakcji: Wniosek: 90

91 DOŚWIADCZENIE WYZNACZANIE STAŁEJ SZYBKOŚCI REAKCJI Wykonanie: Do pięciu ponumerowanych od 1 do 5 zlewek o pojemności przynajmniej 25 cm 3 nalewamy podane w poniższej tabeli objętości roztworu tiosiarcz sodu (Na2S2O3) o stężeniu 0,01 mol/dm 3 i wody. Roztwór tiosiarczanu sodu zawiera dodatkowo skrobię. Objętości cieczy odmierzamy za pomocą pipet. Do pięciu probówek (ponumerowanych w analogiczny sposób: od 1 do 5) wprowadzamy za pomocą pipety odpowiednie ilości roztworów kwasu trioksojodowego(1 ) (HIO3) o stężeniu 0,02 mol/dm 3. Umieszczamy zlewkę o numerze 1 na kartce białego papieru. Energicznie przelewamy do niej zawartość probówki nr 1, rozpoczynając pomiar czasu od momentu zetknięcia się roztworów. Cały czas mieszamy zawartość zlewki bagietką. Mierzymy czas do momentu pojawienia się niebieskiego zabarwienia. Zapisujemy wynik pomiaru w poniższej tabeli. Powtarzamy czynności dla roztworów oznaczonych od 2 do 5. Roztwór V(Na2S2O3) [cm 3 ] V(H2O) [cm 3 ] V(HIO3) [cm 3 ] c(hio3) [mol/dm 3 ] Czas reakcji [s] Odwrotność czasu reakcji [1/s] 1 6,0 7,0 7,0 2 6,0 8,0 6,0 3 6,0 9,0 5,0 4 6,0 10,0 4,0 5 6,0 11,0 3,0 Wykonujemy wykres zależności odwrotności czasu reakcji od stężenia kwasu jodowego. Wzdłuż zaznaczonych punktów prowadzimy prostą tak, aby odchylenie od niej wszystkich punktów było jak najmniejsze. Na podstawie wykresu obliczamy wartość k. Stała szybkości reakcji wynosi: k = 1/s 91

92 Temat 22. Procesy katalityczne DOŚWIADCZENIE WPŁYW KATALIZATORÓW I INHIBITORÓW NA SZYBKOŚĆ ROZKŁADU NADTLENKU WODORU Wykonanie: Do 8 ponumerowanych probówek (1 8) wprowadzamy po 2 cm 3 roztworu H2O2, a następnie: do probówki nr 2: 1 cm 3 roztworu FeCl3 do probówki nr 3: 1 cm 3 roztworu KI do probówki nr 4: 1 cm 3 roztworu KMnO4 do probówki nr 5: szczyptę stałego MnO2 do probówki nr 6: plasterek ziemniaka do probówki nr 7: 1 cm 3 roztworu mocznika do probówki nr 8: 1 cm 3 roztworu H3PO4 Probówkę z numerem 1 pozostawiamy jako próbkę kontrolną (bez dodatku katalizatora / inhibitora). Zapisujemy obserwacje. Następnie podgrzewamy w płomieniu palnika probówki, w których nie zaobserwowano widocznych zmian. Na podstawie zaobserwowanych zmian dzielimy użyte substancje na katalizatory i inhibitory rozkładu H2O2. Równanie reakcji rozkładu nadtlenku wodoru: Katalizatory rozkładu H2O2: Inhibitory rozkładu H2O2: 92

93 DOŚWIADCZENIE BADANIE KINETYKI REAKCJI INWERSJI SACHAROZY Wykonanie: Na początku wykonujemy próbę Fehlinga (według poniższego przepisu) dla roztworu sacharozy. Następnie do zlewki o pojemności 25 cm 3 nalewamy 10 cm 3 roztworu sacharozy oraz 10 cm 3 roztworu HCl o stężeniu 1,5 mol/dm 3 i mieszamy zawartość zlewki bagietką. Co 5 minut pobieramy ze zlewki próbkę cieczy o objętości 1 cm 3 i wykonujemy dla niej próbę Fehlinga. W ciągu 50 minut wykonujemy łącznie 10 pomiarów. Zapisujemy obserwacje. Wykonanie próby Fehlinga Do probówki nalewamy 1 cm 3 odczynnika Fehlinga A, 1 cm 3 odczynnika Fehlinga B i mieszamy zawartość. Następnie dodajemy 1 cm 3 badanego roztworu, mieszamy i ostrożnie ogrzewamy przez 1 minutę nad palnikiem, często wstrząsając zawartością probówki. Równanie reakcji inwersji sacharozy: 93

94 DOŚWIADCZENIE KATALITYCZNE DZIAŁANIE PTIALINY Wykonanie: Do probówki odmierzamy 7 cm 3 roztworu skrobi oraz 7 cm 3 roztworu amylazy ślinowej (ptialiny). Dokładnie mieszamy, a następnie probówkę umieszczamy w łaźni wodnej na czas około 30 sekund. Należy uważać, aby temperatura w probówce nie przekroczyła 40 C. Przygotowujemy 10 probówek, do których nalewamy po 1 cm 3 roztworu jodu w KI. Po upływie 1 minuty z probówki zawierającej skrobię i ptialinę pobieramy co 30 sekund 1 cm 3 roztworu i umieszczamy w przygotowanych wcześniej probówkach z roztworem jodu w KI. Zapisujemy obserwacje. Po wykonaniu tej części ćwiczenia przygotowujemy w nowej probówce 2 cm 3 roztworu amylazy ślinowej. Zawartość probówki ogrzewamy nad płomieniem palnika przez 3 minuty, a po ochłodzeniu dodajemy 2 cm 3 roztworu skrobi, umieszczamy w łaźni wodnej i powtarzamy pomiary, przygotowując uprzednio jedynie 5 probówek z roztworem jodu w KI (czyli po upływie 1 minut pobieramy co 30 sekund 1 cm 3 roztworu i umieszczamy w probówkach z KI). Przygotowanie roztworu amylazy ślinowej Przepłukujemy usta ciepłą wodą, następnie pobieramy łyk wody do ust i po upływie około minuty wypluwamy do zlewki. Czynność tę powtarzamy kilkakrotnie aż uzyskamy powyżej 10 cm 3 roztworu. Wnioski: 94

95 Temat 23. Reakcje fotochemiczne DOŚWIADCZENIE FOTOCHEMICZNY ROZKŁAD HALOGENKÓW SREBRA Wykonanie: Do trzech probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu AgNO3, a następnie do pierwszej z nich dodajemy 1 cm 3 roztworu KCl, do drugiej 1 cm 3 roztworu KBr, a do trzeciej 1 cm 3 roztworu KI. Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Pozostawiamy probówki z osadami do końca zajęć. Po tym czasie badamy zmiany zabarwienia osadów. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE BROMOWANIE ALKANÓW Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 dowolnego alkanu i dodajemy 1 cm 3 wody bromowej. Mieszamy zawartość probówki. Następnie naświetlamy zawartość probówki (korzystając z rzutnika bądź latarki) przez 5 minut. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 95

96 Temat 24. Aktywność chemiczna i elektrochemiczna metali DOŚWIADCZENIE REAKCJE METALI Z WODĄ Wykonanie: Przygotowujemy 6 probówek, do których nalewamy po około 5 cm 3 wody destylowanej. Do probówek tych wprowadzamy próbki metali, kolejno: cyny (Sn), cynku (Zn), glinu (Al), magnezu (Mg), żelaza (Fe) i miedzi (Cu). Przed wykonaniem reakcji należy oczyścić powierzchnie metali z warstwy tlenków i wodorowęglanów. Metale: cynę, żelazo i miedź oczyszczamy za pomocą papieru ściernego tylko wtedy, jeśli dostępna próbka metalu nie występuje w postaci proszku lub pyłu. Magnez oczyszczamy zanurzając wstążkę magnezową na kilka sekund w roztworze HCl o stężeniu 2 mol/dm 3, a następnie spłukując obficie wodą destylowaną aż do ustania reakcji. Po wprowadzeniu próbek metali do probówek z wodą notujemy obserwacje. Jeśli reakcje nie zachodzą w temperaturze pokojowej, wówczas ogrzewamy zawartości probówek do wrzenia nad płomieniem palnika. Obserwujemy zachodzące zmiany. Metal Warunki oczyszczania chemiczne / mechaniczne / brak Reakcja z H2O w temperaturze pokojowej tak / nie Reakcja z H2O po podgrzaniu tak / nie / nie dotyczy Sn Zn Al Mg Fe Cu Równania reakcji: 96

97 DOŚWIADCZENIE REAKCJE METALI Z WODOROTLENKIEM SODU Wykonanie: Metale, które nie reagowały z wodą w temperaturze pokojowej w doświadczeniu oczyszczamy (w sposób podany we wcześniejszym doświadczeniu), a następnie wprowadzamy je do probówek zawierających po 3 cm 3 roztworu NaOH o stężeniu 6 mol/dm 3. Obserwujemy zachodzące zmiany. Metal Warunki oczyszczania chemiczne / mechaniczne / brak Reakcja z NaOH tak / nie Równania reakcji: 97

98 DOŚWIADCZENIE REAKCJE METALI Z KWASEM SOLNYM Wykonanie: Metale, które nie reagowały z wodą w temperaturze pokojowej w doświadczeniu oczyszczamy (w sposób podany we wcześniejszym doświadczeniu), a następnie wprowadzamy je do probówek zawierających po 3 cm 3 roztworu HCl o stężeniu 6 mol/dm 3. Obserwujemy zachodzące zmiany. Metal Warunki oczyszczania chemiczne / mechaniczne / brak Reakcja z NaOH tak / nie Równania reakcji: 98

99 DOŚWIADCZENIE REAKCJE METALI Z SOLAMI Wykonanie: Przeprowadzamy reakcje metali z solami według przedstawionych w poniższej ramce schematów. Za każdym razem do probówki nalewamy 3 cm 3 roztworu soli i wprowadzamy próbkę metalu. Przed wykonaniem reakcji oczyszczamy metale w odpowiedni sposób (patrz: doświadczenie 24.1.). FeSO4 + Sn SnCl2 + Fe Pb(NO3)2 + Sn Pb(NO3)2 + Cu CuSO4 + Zn FeSO4 + Al Schemat reakcji Obserwacje FeSO4 + Sn SnCl2 + Fe Pb(NO3)2 + Sn Pb(NO3)2 + Cu CuSO4 + Zn FeSO4 + Al Równania reakcji: 99

100 PODSUMOWANIE EKSPERYMENTÓW Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń ustalamy względną aktywność metali, ustawiając je w doświadczalny szereg aktywności chemicznej metali: Szereg aktywności metali:... >..... >..... >... > >..... Korzystając z tablic chemicznych (lub innego źródła danych chemicznych) uzupełniamy wartości potencjałów standardowych badanych metali: Metal Potencjał standardowy [V] Sn Zn Al Mg Fe Cu Poniżej wpisujemy źródło danych tablicowych: Porównujemy wyniki eksperymentów z danymi tablicowymi: 100

101 Temat 25. Elektroliza DOŚWIADCZENIE ELEKTROLIZA ROZTWORU CHLORKU SODU Wykonanie: Na wadze odważamy około 2 g chlorku sodu (NaCl). Odważkę przenosimy do kuwetki i dodajemy około 100 cm 3 wody i 3 krople roztworu fenoloftaleiny. Mieszamy zawartość kuwetki aż do rozpuszczenia soli. Umieszczamy w roztworze elektrody i przeprowadzamy elektrolizę. Zapisujemy obserwacje, zwracając uwagę na zabarwienie fenoloftaleiny i polaryzację elektrody, wokół której to zabarwienie powstało. Po 5 minutach elektrolizy badamy także zapach gazu wydzielającego się w pobliżu anody. Po tym czasie przerywamy elektrolizę, wyjmujemy elektrody z roztworu, a zawartość kuwetki mieszamy bagietką. Do kuwetki dodajemy 2 cm 3 roztworu jodku potasu, a następnie 5 kropli roztworu skrobi. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 101

102 DOŚWIADCZENIE OZNACZENIE SIARCZANU MIEDZI METODĄ ELEKTROLITYCZNĄ Wykonanie: Wydany przez prowadzącego roztwór CuSO4 rozcieńczamy w zlewce na 250 cm 3 do objętości około cm 3. Do tego roztworu dodajemy ok. 4 cm 3 stężonego kwasu siarkowego i około 4 5 g stałego azotanu amonu (NH4NO3). Mieszamy zawartość zlewki aż do rozpuszczenia soli. Roztwór przelewamy do kuwetki. W kuwetce umieszczamy termometr i ogrzewamy roztwór do temperatury około 80 C, jednocześnie mieszając. W czasie ogrzewania roztworu ważymy jedną z elektrod będzie ona pełniła funkcję katody. Po osiągnięciu przez roztwór temperatury 80 C wprowadzamy elektrody i przeprowadzamy elektrolizę przy natężeniu 1 2 A i napięciu powyżej 2 V, dość często mieszając roztwór. Gdy roztwór ulegnie odbarwieniu (zanik niebieskiego zabarwienia roztworu), co wskazuje na wydzielenie z roztworu prawie całej ilości miedzi, zwiększamy napięcie do 2,5 3 V i prowadzimy elektrolizę jeszcze przez 30 minut. Po upływie tego czasu sprawdzamy, czy cała miedź została już wydzielona z roztworu. W tym celu nanosimy kroplę roztworu poddawanego elektrolizie na bibułkę nasyconą heksacyjanożelazianem(ll) tetrapotasu. Po stwierdzeniu ujemnego wyniku próby (brak brunatnego zabarwienia bibuły), przerywamy dopływ prądu i wyjmujemy katodę z wydzieloną miedzią. Katodę opłukujemy wodą destylowaną. Po wymontowaniu katody z elektrolizera zanurzamy ją na kilka sekund w alkoholu i suszymy przy pomocy suszarki przez około 3 minuty. Po ochłodzeniu elektrody do temperatury pokojowej ważymy ją na wadze. Ilość wydzielonej z roztworu miedzi określamy z różnicy masy elektrody przed i po procesie elektrolizy. Po skończeniu ćwiczenia czyścimy katodę z miedzi. Katodę oczyszczamy zanurzając ją w zlewce ze stężonym HNO3 i następnie dokładnie spłukujemy ją wodą i alkoholem. Równania reakcji: Masa elektrody przed procesem elektrolizy: Masa elektrody po procesie elektrolizy: Masa wydzielonej elektrolitycznie miedzi: Masa pentahydratu siarczanu miedzi użytego do sporządzenia analizowanego roztworu: 102

103 Temat 26. Chemia środowiska DOŚWIADCZENIE WŁAŚCIWOŚCI NISZCZĄCE TLENKÓW AZOTU Wykonanie: Do probówki nalewamy 3 cm 3 roztworu kwasu azotowego (HNO3) o stężeniu 3 mol/dm 3. Następnie do probówki wrzucamy niewielką ilość miedzi (w postaci maleńkich blaszek, wiórków lub proszku), a u wylotu probówki umieszczamy liść. Probówkę delikatnie ogrzewamy w płomieniu palnika i obserwujemy zachodzące zmiany. Doświadczenie powtarzamy używając stężonego roztworu kwasu azotowego. Równania reakcji: Poniżej opisujemy niszczące działanie tlenków azotu na rośliny: 103

104 DOŚWIADCZENIE WŁAŚCIWOŚCI NISZCZĄCE DITLENKU SIARKI Wykonanie: Na łyżeczce do spalań umieszczamy szczyptę siarki. Siarkę zapalamy w płomieniu palnika, a następnie łyżeczkę do spalań wprowadzamy do probówki. W probówce zawieszamy zielony liść, probówkę zatykamy watą i czekamy aż siarka ulegnie spaleniu. Po kilku minutach powtarzamy spalanie siarki, wprowadzając ją na łyżeczce do spalań do probówki z zawieszonym liściem. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE WŁAŚCIWOŚCI NISZCZĄCE KWASU SOLNEGO Wykonanie: Do trzech probówek nalewamy po 3 cm 3 roztworu kwasu solnego (HCl) o stężeniu 3 mol/dm 3. Do pierwszej z nich wprowadzamy kawałki tworzywa sztucznego (plastiku), do drugiej kawałki marmuru, a do trzeciej wrzucamy liść. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 104

105 DOŚWIADCZENIE WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEBY RETENCJA BARWNIKÓW Wykonanie: Do probówki nalewamy 8 cm 3 wody destylowanej i dodajemy do niej 2 krople atramentu albo roztworu błękitu metylowego. Do drugiej probówki wsypujemy glebę do wysokości około 4 cm, a następnie wlewamy do niej 4 cm 3 roztworu atramentu (lub błękitu metylowego). Probówkę z glebą i wodą z barwnikiem wstrząsamy, a następnie pozostawiamy na 3 minuty aż do opadnięcia cząstek gleby na dno naczynia. Po tym czasie przesączamy mieszaninę wody z glebą przez lejek z sączkiem prostym. Przesącz zbieramy do probówki. Zapisujemy obserwacje, a w szczególności porównujemy zabarwienia roztworów barwników (przed i po przejściu przez warstwę gleby). DOŚWIADCZENIE WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEBY RETENCJA JONÓW Cu 2+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 5 cm 3 roztworu siarczanu miedzi (CuSO4). Do lejka umieszczonego nad probówką wkładamy sączek prosty, a na nim umieszczamy porcję gleby. Na sączek wlewamy około połowę roztworu CuSO4 z pierwszej probówki i po przesączeniu porównujemy zabarwienia obu roztworów. 105

106 DOŚWIADCZENIE WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEBY RETENCJA JONÓW Pb 2+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu jodku potasu (KI), a następnie dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu octanu ołowiu ((CH3COO)2Pb). Zapisujemy obserwacje. Następnie do lejka umieszczonego nad drugą probówką wkładamy sączek prosty, a na niego wsypujemy porcję gleby. Na sączek wprowadzamy 1 cm 3 roztworu octanu ołowiu, a do przesączu dodajemy 1 cm 3 roztworu KI. Porównujemy zabarwienia roztworów i osadów w obu probówkach. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE EFEKT CIEPLARNIANY Wykonanie: Do kolby stożkowej wprowadzamy 2 g stałego węglanu diamonu ((NH4)2CO3) i dodajemy 5 cm 3 roztworu HCl o stężeniu 3 mol/dm 3. Po całkowitym przereagowaniu substancji stałej kolbę zatykamy korkiem z umieszczonym w nim termometrem. Drugą kolbę stożkową (zawierającą powietrze) również zatykamy korkiem z termometrem. Kolby wystawiamy na działanie światła słonecznego lub światła z żarówki i pozostawiamy do końca zajęć. Obserwujemy zmiany temperatury we wnętrzu obu kolb. Temperatura początkowa [ C] Temperatura końcowa [ C] Kolba z CO2 Kolba z powietrzem 106

107 DOŚWIADCZENIE OTRZYMYWANIE BIOPALIWA Wykonanie: Do kolby stożkowej o pojemności 150 cm 3 dodajemy 10 cm 3 metanolu, a następnie wprowadzamy odważoną uprzednio na wadze odważkę stałego NaOH o masie 2 g. Zawartość kolby mieszamy aż do całkowitego rozpuszczenia wodorotlenku sodu. W zlewce o pojemności 150 cm 3 ogrzewamy 50 cm 3 oleju roślinnego do temperatury 40 C (kontrolujemy temperaturę za pomocą termometru). Tak podgrzany olej dodajemy do roztworu NaOH w metanolu i kontynuujemy mieszanie. Początkowo mieszanina jest mętna, jednak po chwili ulega rozdzieleniu na dwie warstwy. Całość mieszamy co jakiś czas przez minut. Po tym czasie zawartość kolby przenosimy do rozdzielacza. Oddzielamy warstwę zawierającą ester metylowy (górną) i przenosimy ją do kolby stożkowej z korkiem, do której wprowadzamy szczyptę bezwodnego siarczanu magnezu (MgSO4). Po około minutach suszenia otrzymane biopaliwo sączymy przez lejek zawierający zwitek waty. Równanie reakcji: 107

108 Temat 27. Właściwości chemiczne związków boru DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW BO 2 Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do trzech probówek (ponumerowanych 1 3) nalewamy po 1 cm 3 roztworu boraksu (Na2B4O7), a następnie do każdej z nich dodajemy 1 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3). Mieszamy zawartość probówek i zapisujemy obserwacje. Następnie do probówki nr 1 dodajemy 2 cm 3 roztworu kwasu azotowego, a do probówki nr 2 2 cm 3 roztworu amoniaku. Zawartość obu probówek mieszamy i zapisujemy obserwacje. Trzecią probówkę ogrzewamy w płomieniu palnika i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 108

109 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW BO 2 Z ROZTWOREM DICHLORKU BARU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu boraksu (Na2B4O7), a następnie 1 cm 3 roztworu chlorku baru (BaCl2). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie do probówki dodajemy 2 cm 3 roztworu kwasu octowego (CH3COOH), mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW BO 2 Z KURKUMINĄ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu boraksu (Na2B4O7), a następnie dodajemy 5 kropli kwasu azotowego. Po wymieszaniu zawartości probówki przenosimy za pomocą bagietki jedną kroplę roztworu na przygotowany wcześniej papierek kurkumowy (sposób przygotowania podano poniżej). Po wysuszeniu papierka zapisujemy obserwacje. Następnie na papierek kurkumowy, zawierający badany roztwór, dodajemy 2 3 krople roztworu NaOH i obserwujemy zachodzące zmiany. Przygotowanie papierka kurkumowego Pasek bibuły zanurzamy na czas 1 minuty w roztworze kurkuminy w etanolu, a po wyjęciu suszymy na powietrzu. Poniżej wklejamy papierek kurkumowy po przeprowadzeniu reakcji: Papierek kurkumowy z jonami BO2 w środowisku alkalicznym 109

110 DOŚWIADCZENIE ZIELONY SMOK Wykonanie: W tygielku porcelanowym umieszczamy szczyptę kwasu borowego (H3BO3), dodajemy 2 krople stężonego kwasu siarkowego i 10 kropli metanolu. Mieszamy zawartość tygielka i umieszczamy go w trójkącie kaolinowym umieszczonym na trójnogu metalowym (tak jak na poniższym rysunku). Ostrożnie, łagodnie podgrzewamy w płomieniu palnika. Następnie zbliżamy ogień palnika do wylotu tygielka. Zapisujemy obserwacje. trójnóg tygielek zawierający: H3BO3 H2SO4 CH3OH trójkąt kaolinowy palnik gazowy Równanie reakcji: 110

111 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA PEROKSOBORANU SODU Wykonanie: Na wadze odważamy około 12 g boraksu (Na2B4O7 10H2O) i odczytujemy masę związku z dokładnością do 2 cyfr po przecinku. Odważkę przenosimy do zlewki o pojemności 50 lub 100 cm 3 i dodajemy 15 cm 3 wody destylowanej. Zlewkę umieszczamy na siatce ceramicznej na trójnogu i ogrzewamy, cały czas intensywnie mieszając, aż do rozpuszczenia boraksu. W miarę możliwości nie doprowadzamy roztworu do wrzenia. Po rozpuszczeniu boraksu przerywamy ogrzewanie, zlewkę ściągamy z trójnogu i chłodzimy aż do temperatury pokojowej. W tym czasie przygotowujemy roztwór 2,4 g NaOH w 20 cm 3 wody (na wadze odważamy 2,4 g NaOH, a następnie odważkę przenosimy do zlewki o pojemności 50 cm 3 i rozpuszczamy w 20 cm 3 wody destylowanej). Do jeszcze ciepłego roztworu boraksu dodajemy przygotowany roztwór NaOH i mieszamy zawartość zlewki. Gdy roztwór osiągnie temperaturę pokojową dodajemy do niego 7,5 cm 3 roztworu H2O2. Roztwór w zlewce mieszamy co pewien czas; po upływie pewnego czasu wytrącą się z niego białe kryształy. Otrzymany związek odsączamy (przesączamy przez sączek prosty umieszczony w lejku patrz: poniższy rysunek), osad na sączku przemywamy najpierw zimną wodą destylowaną, następnie alkoholem etylowym, a na koniec eterem dietylowym. Osad przenosimy z sączka na uprzednio zważone szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego i suszymy na powietrzu. Na następnych zajęciach ważymy szkiełko lub szalkę wraz z otrzymanym związkiem. statyw laboratoryjny mufa łapa do lejków tu umieszczamy sączek prosty lejek zlewka Masa odważki boraksu (Na2B4O7 10H2O): Masa otrzymanego związku: 111

112 DOŚWIADCZENIE OBLICZENIE WYDAJNOŚCI SYNTEZY PEROKSOBORANU SODU Wykonanie: Na wadze odważamy z dokładnością do 2 cyfr po przecinku około 0,1 g preparatu peroksoboranu sodu (NaBO3 xh2o). Preparat starannie przenosimy do kolby stożkowej i rozpuszczamy w około 9 cm 3 wody destylowanej. Następnie do roztworu dodajemy 1 cm 3 roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 20% i 1 g stałego jodku potasu. Kolbę zamykamy korkiem, mieszamy jej zawartość i odstawiamy w ciemne miejsce na 30 minut. Po tym czasie miareczkujemy wydzielony jod mianowanym roztworem Na2S2O3 o stężeniu 0,05 mol/dm 3 (dokładne stężenie podane jest na butelce odczynnika). Pod koniec miareczkowania, gdy barwa roztworu będzie cytrynowożółta, dodajemy 5 kropli roztworu skrobi. Miareczkujemy dalej aż do zaniku niebieskiego zabarwienia. Na podstawie objętości zużytego roztworu Na2S2O3 obliczamy liczbę moli NaBO3 w badanej próbce, a następnie wyliczamy wydajność syntezy w doświadczeniu Równania reakcji: Masa odważki preparatu (NaBO3 xh2o): Objętość zużytego titranta (Na2S2O3): Liczba moli zużytego titranta (Na2S2O3): Liczba moli powstałego jodu (I2): Liczba moli NaBO3 w próbce: Liczba moli boraksu użytego w reakcji (patrz: doświadczenie 27.5.): Wydajność reakcji z doświadczenia 27.5.: 112

113 Temat 28. Właściwości chemiczne związków bromu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Br Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 roztworu bromku potasu (KBr), a następnie dodajemy 2 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie powstały osad dzielimy na dwie części. Do jednej z nich dodajemy 3 cm 3 roztworu amoniaku (NH3), a do drugiej 3 cm 3 roztworu kwasu azotowego (HNO3). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Br Z ROZTWOREM TETRAOKSOMANGANIANU POTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bromku potasu (KBr), dodajemy 1 cm 3 roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 1,5 mol/dm 3, a następnie 5 kropli roztworu KMnO4. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 113

114 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Br Z WODĄ CHLOROWĄ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bromku potasu (KBr), dodajemy 1 cm 3 chloroformu, a następnie 5 kropli wody chlorowej (Cl2(aq)). Zawartość probówki wytrząsamy przez około 30 sekund, a następnie pozostawiamy w statywie aż do rozdzielenia faz. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do probówki dodajemy jeszcze 2 cm 3 wody chlorowej i powtarzamy wytrząsanie. Zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Br Z ROZTWOREM DICHROMIANU DIPOTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bromku potasu (KBr), dodajemy ostrożnie 1 cm 3 stężonego roztworu H2SO4, a następnie, po wymieszaniu zawartości probówki, dodajemy 1 cm 3 roztworu dichromianu dipotasu (K2Cr2O7). Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie zawartość probówki delikatnie ogrzewamy w płomieniu palnika, a u wylotu probówki zbliżamy papierek nasączony roztworem fluoresceiny. Zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 114

115 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Br Z DITLENKIEM OŁOWIU Wykonanie: Do probówki nalewamy 5 kropli roztworu KBr, a następnie dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu kwasu octowego (CH3COOH) i szczyptę ditlenku ołowiu (PbO2). Zawartość probówki ostrożnie ogrzewamy w płomieniu palnika, a u jej wylotu umieszczamy papierek nasączony roztworem fluoresceiny. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Br Z JONAMI BrO 3 Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bromku potasu (KBr) i 1 cm 3 roztworu trioksobromianu potasu (KBrO3). Następnie do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 1,5 mol/dm 3 i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 115

116 Temat 29. Właściwości chemiczne związków ceru DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ce 4+ Z ROZTWOREM WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu (NaOH). Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do probówki dodajemy nadmiaru roztworu wodorotlenku sodu (około 3 cm 3 ) i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ce 4+ Z ROZTWOREM SZCZAWIANU AMONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu szczawianu diamonu ((NH4)2C2O4). Probówkę ogrzewamy w płomieniu palnika aż do wrzenia. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do probówki z osadem dodajemy 2 cm 3 roztworu kwasu solnego (HCl) i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 116

117 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ce 4+ Z ROZTWOREM NADTLENKU WODORU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2), a następnie dodajemy 1 2 krople roztworu H2O2 o stężeniu 30%. Mieszamy zawartość probówki, następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu NaOH, a później tyle roztworu H2SO4, aż zawartość probówki będzie miała odczyn kwasowy (należy sprawdzić za pomocą uniwersalnego papierka wskaźnikowego). Zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ce 4+ Z ROZTWOREM WODOROFOSFORANU DISODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu wodorofosforanu disodu (Na2HPO4). Zapisujemy obserwacje. Następnie do powstałego osadu dodajemy 1 cm 3 roztworu kwasu solnego (HCl) i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 117

118 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ce 4+ Z ROZTWOREM FLUORKU AMONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu fluorku amonu (NH4F). Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJE KOMPLEKSOWANIA JONÓW Ce 4+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu winianu diamonu. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do probówki dodajemy 2 cm 3 roztworu EDTA i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 118

119 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA TETRAAZOTANU CERU DIAZOTANU DIAMONU Wykonanie: Na wadze odważamy 3,5 g bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2). Odważkę przenosimy do zlewki o pojemności 50 cm 3, a następnie dodajemy 20 cm 3 roztworu HNO3 (1:1). Otrzymaną mieszaninę ogrzewamy do rozpuszczenia soli, a następnie zagęszczamy przez odparowanie do objętości 15 cm 3. Do gorącego roztworu dodajemy odważone uprzednio 0,8 g azotanu amonu (NH4NO3) i mieszając kontynuujemy odparowywanie roztworu do objętości 10 cm 3. Roztwór po ostygnięciu chłodzimy w mieszaninie wody z lodem i pozostawiamy do krystalizacji. Otrzymane kryształy związku odsączamy przesączamy przez lejek z sączkiem prostym, przenosimy na zważone szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego. Związek suszymy na powietrzu, a po wysuszeniu ważymy szkiełko zegarkowe i obliczamy wydajność syntezy. Równanie reakcji: Masa bis(siarczanu) ceru użytego do syntezy: Masa azotanu amonu użytego do syntezy: Masa produktu (Ce(NO3)4 2NH4NO3): Wydajność syntezy: 119

120 Temat 30. Właściwości chemiczne związków chromu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cr 3+ Z ROZTWOREM POLISIARCZKU DIAMONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) dichromu (Cr2(SO4)3), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu polisiarczku diamonu ((NH4)2Sx). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cr 3+ Z ROZTWOREM WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) dichromu (Cr2(SO4)3) i dodajemy 1 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu (NaOH). Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie dodajemy jeszcze 4 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu, mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 120

121 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cr 3+ Z ROZTWOREM AMONIAKU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) dichromu (Cr2(SO4)3) i dodajemy 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie dodajemy jeszcze 4 cm 3 roztworu amoniaku, mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REDUKCJA JONÓW Cr 3+ DO JONÓW Cr 2+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) dichromu (Cr2(SO4)3) dodajemy 3 cm 3 roztworu HCl o stężeniu 6 mol/dm 3 i mieszamy zawartość probówki. Po wymieszaniu wprowadzamy do probówki sproszkowany cynk i energicznie mieszamy zawartość. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 121

122 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA (ETYLENODIAMINATETRAOCTANO)CHROMIANU(III) SODU Przed wykonaniem syntezy rozwiązujemy poniższe zadanie: PRE-LAB Oblicz, jaka masa dihydratu wersenianu disodu o wzorze Na2C10H14N2O8 2H2O przereaguje całkowicie (w stosunku molowym 1:1 wobec jonów Cr 3+ ) z 3,00 g oktadekahydratu bis(siarczanu) dichromu o wzorze Cr2(SO4)3 18H2O. Wykonanie: Na wadze odważamy 3 g oktadekahydratu bis(siarczanu) dichromu (Cr2(SO4)3 18H2O), a następnie odważamy obliczoną w zadaniu PRE-LAB ilość wersenianu disodu. Odważkę wersenianu disodu przenosimy do zlewki o pojemności 100 cm 3 i rozpuszczamy w 30 cm 3 wody destylowanej na gorąco. Po rozpuszczeniu soli dodajemy stałą odważkę Cr2(SO4)3 18H2O. Po rozpuszczeniu roztwór ogrzewamy do wrzenia, delikatnie mieszając jego zawartość. Kontynuujemy ogrzewanie roztworu aż do uzyskania ok. 10 cm 3 roztworu. Roztwór pozostawiamy do ochłodzenia. Gdy kryształy nie wytrącą się, chłodzimy roztwór w zimnej wodzie, można także dodać 1 2 cm 3 etanolu lub acetonu i kontynuować krystalizację. Wytrącone kryształy przesączamy przez lejek z sączkiem i przemywamy etanolem. Produkt przenosimy na zważone uprzednio szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego, suszymy na powietrzu, a po wysuszeniu ważymy i obliczamy wydajność reakcji. Równanie reakcji: Masa Cr2(SO4)3 18H2O użyta do reakcji: Masa otrzymanego produktu: Wydajność syntezy: 122

123 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cr 3+ Z ROZTWOREM CHLORANU POTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) dichromu) (Cr2(SO4)3), a następnie ostrożnie dodajemy 1 cm 3 stężonego roztworu HNO3. Następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu chloranu potasu (KClO3) i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cr 2O 7 2 Z ROZTWOREM DIFENYLOKARBAZYDU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu dichromianu dipotasu (K2Cr2O7), a następnie dodajemy 5 kropli roztworu kwasu siarkowego (H2SO4) i 5 kropli roztworu difenylokarbazydu (DIF). Zapisujemy obserwacje. 123

124 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW CrO 4 2 Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu chromianu dipotasu (K2CrO4) i dodajemy 1 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie do probówki dodajemy 2 cm 3 rozcieńczonego roztworu kwasu azotowego (HNO3), mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW CrO 4 2 Z ROZTWOREM DICHLORKU BARU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu chromianu dipotasu (K2CrO4) i dodajemy 1 cm 3 roztworu dichlorku baru (BaCl2). Zapisujemy obserwacje. Następnie do probówki dodajemy 2 cm 3 rozcieńczonego roztworu HNO3, mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 124

125 DOŚWIADCZENIE REDUKCJA JONÓW Cr 2O 7 2 DO JONÓW Cr 3+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu dichromianu dipotasu (K2Cr2O7), dodajemy 5 kropli roztworu H2SO4, a następnie 1 cm 3 roztworu reduktora (lista reduktorów przedstawiona została w poniższej ramce). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Lista reduktorów: NH4SCN Na2S kwas winowy (H6C4O6) Na2SO3 SnCl2 alkohol etylowy (C2H5OH) NaNO2 K4[Fe(CN)6] alkohol izo-propylowy (C3H7OH) Równania reakcji: 125

126 DOŚWIADCZENIE REAKCJA LEHNERA Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu bis(siarczanu) dichromu (Cr2(SO4)3) i taką objętość roztworu NaOH, by powstający początkowo osad uległ roztworzeniu. Następnie dodajemy do probówki 1 cm 3 roztworu H2O2, mieszamy zawartość i zapisujemy obserwacje. Później do roztworu dodajemy 2 cm 3 roztworu H2SO4, 1 cm 3 alkoholu izoamylowego, a na końcu 1 cm 3 roztworu H2O2. Wstrząsamy delikatnie probówką i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE CHEMICZNY WULKAN Wykonanie: Do parowniczki lub tygielka nasypujemy nieco stałego dichromianu diamonu ((NH4)2Cr2O7). Do tygielka wprowadzamy zapaloną wstążkę magnezową i obserwujemy zachodzące przemiany. Równanie reakcji: 126

127 Temat 31. Właściwości chemiczne związków fosforu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW H 2PO 4 Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 roztworu NaH2PO4, a następnie dodajemy do niej 2 cm 3 roztworu azotanu srebra. Mieszamy zawartość probówki i notujemy obserwacje. Powstały osad dzielimy na dwie części (przenosimy do dwóch probówek). Do jednej części osadu dodajemy 2 cm 3 roztworu HNO3, a do drugiej 2 cm 3 roztworu NH3. Mieszamy zawartość probówek i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW H 2PO 4 Z ROZTWOREM DICHLORKU BARU Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 roztworu Na2HPO4 i dodajemy 2 cm 3 roztworu dichlorku baru (BaCl2). Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie powstały osad dzielimy na dwie części i do jednej z nich dodajemy 2 cm 2 roztworu HNO3, a do drugiej 2 cm 3 roztworu NH3. Mieszamy zawartość probówki i notujemy obserwacje. Równania reakcji: 127

128 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW H 2PO 4 Z MIESZANINĄ MAGNEZOWĄ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Na2HPO4 i 1 cm 3 mieszaniny magnezowej (jest to roztwór zawierający dichlorek magnezu, chlorek amonu i amoniak). Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW H 2PO 4 Z ROZTWOREM TETRAKOZAOKSOHEPTAMOLIBDENIANU HEKSAAMONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu tetrakozaoksoheptamolibdenianu heksaamonu ((NH4)6Mo7O24) i dodajemy bardzo ostrożnie 1 cm 3 stężonego kwasu azotowego (HNO3). Po wymieszaniu zawartości probówki dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu Na2HPO4, mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu SnCl2 i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 128

129 Temat 32. Właściwości chemiczne związków jodu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW I Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu KI i dodajemy 1 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3). Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Probówkę z osadem pozostawiamy do końca zajęć i po tym czasie obserwujemy zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW I Z ROZTWOREM TETRAOKSOMANGANIANU POTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 KI, dodajemy 5 kropli roztworu H2SO4, a następnie dodajemy 5 kropli roztworu KMnO4. Obserwujemy zachodzące zmiany, Równanie reakcji: 129

130 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW I Z WODĄ CHLOROWĄ Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu KI, a następnie do obu dodajemy po 1 cm 3 wody chlorowej. Następnie do pierwszej z nich dodajemy 5 kropli CCl4 i wytrząsamy zawartość, a do drugiej dodajemy 5 kropli roztworu skrobi. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW I Z WODĄ BROMOWĄ Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu KI, a następnie do obu dodajemy po 1 cm 3 wody bromowej. Następnie do pierwszej z nich dodajemy 5 kropli CCl4 i wytrząsamy zawartość, a do drugiej dodajemy 5 kropli roztworu skrobi. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 130

131 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW I Z ROZTWOREM NADTLENKU WODORU Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu KI i dodajemy 5 kropli roztworu H2SO4. Następnie do obu probówek dodajemy po 1 cm 3 roztworu nadtlenku wodoru (H2O2). Później do pierwszej z nich dodajemy 5 kropli CCl4 i wytrząsamy zawartość, a do drugiej dodajemy 5 kropli roztworu skrobi. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW I Z ROZTWOREM DIOKSOAZOTANU(III) SODU Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu KI i 5 kropli roztworu H2SO4. Następnie do obu dodajemy po 1 cm 3 roztworu NaNO2 i mieszamy zawartość probówek. Pod koniec do pierwszej z probówek dodajemy 5 kropli CCl4 i wytrząsamy zawartość, a do drugiej dodajemy 5 kropli roztworu skrobi. Obserwujemy zachodzące zmiany, Równania reakcji: 131

132 DOŚWIADCZENIE DYSPROPORCJONOWANIE I SYNPROPORCJONOWANIE ZWIĄZKÓW JODU Wykonanie: Do probówki wprowadzamy szczyptę stałego jodu, a następnie dodajemy 2 cm 3 wody destylowanej i mieszamy zawartość. Obserwujemy barwę powstającego roztworu. Następnie do probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu (NaOH) i mieszamy zawartość. Zapisujemy obserwacje. Później do probówki dodajemy 4 cm 3 roztworu HCl o stężeniu 3 mol/dm 3. Doświadczenie powtarzamy biorąc do reakcji roztwór węglanu disodu (Na2CO3) zamiast roztworu wodorotlenku sodu (NaOH). Równania reakcji: 132

133 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA TRICHLORKU JODU Wykonanie: Na wadze odważamy 2,5 g chloranu potasu (KClO3) i przenosimy odważkę do zlewki o pojemności 100 cm 3. Następnie na wadze odważamy 4,5 g jodu, odważkę przenosimy do moździerza i za pomocą tłuczka dobrze ucieramy, aż powstanie drobny proszek. Przenosimy go następnie do zlewki z chloranem potasu tak, by KClO3 był przykryty warstwą jodu. Do zlewki dodajemy 10 cm 3 wody destylowanej, w zlewce umieszczamy termometr, a następnie powoli, kroplami dodajemy 18 cm 3 stężonego kwasu solnego (HCl). Podczas dodawania kwasu zawartość zlewki intensywnie mieszamy bagietką Zwracamy uwagę, aby temperatura mieszaniny nie przekroczyła 40 C. Po dodaniu całej ilości kwasu umieszczamy zlewkę w zimnej wodzie na około godzinę. Jeżeli po tym czasie nie powstanie osad, ścianki zlewki można delikatnie potrzeć za pomocą bagietki, aby zainicjować krystalizację. Powstały produkt przesączamy przez lejek z sączkiem prostym (stosując zestaw przedstawiony na poniższym rysunku), kryształy przenosimy na uprzednio zważone szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego i suszymy na powietrzu w ciemnym miejscu. Wysuszony produkt ważymy i obliczamy wydajność. statyw laboratoryjny mufa łapa do lejków tu umieszczamy sączek prosty lejek zlewka Dokładna masa KClO3 użytego do reakcji: Dokładna masa I2 użytego do reakcji: Równanie zachodzącej reakcji: Masa powstałego związku (ICl3): Wydajność reakcji: 133

134 Temat 33. Właściwości chemiczne związków manganu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Mn 2+ Z ROZTWOREM TIOACETAMIDU (AKT) Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu MnSO4, a następnie 2 cm 3 roztworu tioacetamidu (AKT) i 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Probówkę umieszczamy w łaźni wodnej i ogrzewamy przez czas 5 10 minut. Po tym czasie zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Mn 2+ Z ROZTWOREM WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu manganu (MnSO4), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu NaOH i mieszamy zawartość probówki. Probówkę odstawiamy do końca zajęć. Pod koniec zajęć zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: 134

135 DOŚWIADCZENIE REAKCJA CRUMMA Wykonanie: Do probówki wprowadzamy 2 krople roztworu MnSO4, małą ilość stałego PbO2 i 8 kropli stężonego HNO3. Zawartość probówki ostrożnie ogrzewamy. Gorący roztwór odstawiamy do ostygnięcia i opadnięcia nadmiaru PbO2. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW MnO 4 Z ROZTWOREM NADTLENKU WODORU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu KMnO4 i dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu kwasu siarkowego. Mieszamy zawartość probówki, a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu H2O2 i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 135

136 DOŚWIADCZENIE REDUKCJA JONÓW MnO 4 Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu KMnO4 i 1 cm 3 roztworu H2SO4. Mieszamy zawartość probówki. Następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu reduktora (lista reduktorów została przedstawiona poniżej). Obserwujemy zachodzące zmiany. Lista reduktorów: NH4SCN NaNO2 kwas winowy (H6C4O6) KBr Na2SO3 Na2S2O3 KI Na2S FeSO4 K4[Fe(CN)6] (NH4)2C2O4 SnCl2 Równania reakcji: 136

137 DOŚWIADCZENIE OTRZYMYWANIE MANGANIANU SODU Wykonanie: Na łyżce do spalań umieszczamy niewielkie ilości (szczypty) następujących substancji: ditlenku manganu (MnO2), węglanu disodu (Na2CO3) i azotanu potasu (KNO3). Łyżkę wprowadzamy do płomienia palnika i ogrzewamy aż do stopienia substancji. Po ochłodzeniu badamy barwę powstałej mieszaniny. Następnie pozostałość z łyżki po spalań przenosimy do probówki zawierającej 5 cm 3 wody destylowanej (ostrożnie mieszamy zawartość probówki łyżką do spalań tak, by obecne na niej substancje uległy całkowitemu rozpuszczeniu) i notujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA KAMELEONOWA Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu KMnO4 i 2 cm 3 roztworu KOH. Zawartość probówki ogrzewamy w płomieniu palnika i obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do ochłodzonego roztworu dodajemy 2 cm 3 roztworu H2SO4 i 3 cm 3 wody. Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 137

138 Temat 34. Właściwości chemiczne związków miedzi DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cu 2+ Z ROZTWOREM TIOACETAMIDU (AKT) Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu CuSO4, a następnie dodajemy 2 cm 3 roztworu tioacetamidu (AKT). Po wymieszaniu zawartości probówkę umieszczamy w łaźni wodnej na minut. Po tym czasie notujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cu 2+ Z ROZTWOREM WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu CuSO4, a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu NaOH. Mieszamy zawartość probówki. Następnie osad próbujemy roztworzyć w nadmiarze roztworu NaOH. Zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 138

139 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cu 2+ Z ROZTWOREM AMONIAKU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu CuSO4, a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Mieszamy zawartość probówki. Następnie dodajemy jeszcze 3 cm 3 roztworu NH3 i obserwujemy zachodzące zmiany Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cu 2+ Z ROZTWOREM JODKU POTASU Wykonanie: Do probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu CuSO4 i 1 cm 3 roztworu jodku potasu (KI). Mieszamy zawartość probówki. Następnie dodajemy do probówki 2 krople roztworu skrobi i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 139

140 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cu 2+ Z ROZTWOREM HEKSACYJANOŻELAZIANU(II) TETRAPOTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu CuSO4 i 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6). Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Cu 2+ Z ROZTWOREM DITIZONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu CuSO4 i dodajemy 5 kropli roztworu kwasu siarkowego (H2SO4). Następnie dodajemy 1 cm 3 ditizonu, probówkę zatykamy korkiem i energicznie wytrząsamy jej zawartość przez 1 minutę. Notujemy obserwacje. Następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu NaOH i ponownie wytrząsamy zawartość probówki. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 140

141 Temat 35. Właściwości chemiczne związków molibdenu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Mo 7O 24 6 Z ROZTWOREM KWASU AZOTOWEGO Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu tetrakozaoksoheptamolibdenianu heksaamonu ((NH4)6Mo7O24), a następnie dodajemy ostrożnie, kroplami roztwór HNO3. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie dodajemy nadmiar (3 cm 3 ) kwasu azotowego i notujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Mo 7O 24 6 Z ROZTWOREM TIOCYJANIANU POTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu tetrakozaoksoheptamolibdenianu heksaamonu ((NH4)6Mo7O24), dodajemy 5 kropli roztworu HCl, 1 cm 3 alkoholu izoamylowego, 1 cm 3 roztworu tiocyjanianu potasu (KSCN), a na koniec 1 cm 3 roztworu dichlorku cyny (SnCl2). Wstrząsamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 141

142 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Mo 7O 24 6 Z ROZTWOREM NADTLENKU WODORU Wykonanie: Do probówki nasypujemy szczyptę stałego tetrakozaoksoheptamolibdenianu heksaamonu, dodajemy 3 4 krople roztworu amoniaku (NH3), a następnie dodajemy 5 kropli roztworu nadtlenku wodoru (H2O2). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Mo 7O 24 6 Z CYNKIEM Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu tetrakozaoksoheptamolibdenianu heksaamonu ((NH4)6Mo7O24), dodajemy 5 kropli roztworu HCl i wsypujemy szczyptę metalicznego cynku. Mieszamy intensywnie zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Probówkę odstawiamy do końca zajęć albo ostrożnie ogrzewamy w płomieniu palnika aż do zmiany zabarwienia. Do powstałego roztworu dodajemy następnie 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Równania reakcji: 142

143 DOŚWIADCZENIE HETEROPOLIKONDENSACJA JONÓW MoO 4 2 Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu tetrakozaoksoheptamolibdenianu heksaamonu ((NH4)6Mo7O24), ostrożnie dodajemy 1 cm 3 stężonego roztworu kwasu azotowego (HNO3). Probówkę delikatnie ogrzewamy w płomieniu palnika, a następnie, po ochłodzeniu, dodajemy 1 cm 3 roztworu wodoroortofosforanu disodu (Na2HPO4). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 143

144 Temat 36. Właściwości chemiczne związków niklu DOŚWIADCZENIE REAKCJA Z ROZTWOREM POLISIARCZKU DIAMONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu niklu (NiSO4), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu polisiarczku diamonu ((NH4)2Sx). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA Z ROZTWOREM WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu niklu (NiSO4) i dodajemy do niej 2 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie dodajemy do probówki 2 cm 3 wody bromowej, mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: 144

145 DOŚWIADCZENIE REAKCJA Z ROZTWOREM AMONIAKU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu niklu (NiSO4) i dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Zapisujemy obserwacje. Następnie dodajemy jeszcze 3 cm 3 roztworu NH3, mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA Z ROZTWOREM DIMETYLOGLIOKSYMU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu niklu (NiSO4) i dodajemy 1 cm 3 roztworu dimetyloglioksymu (H2dmg). Jeżeli nie zaszły zmiany, wówczas dodajemy do probówki jeszcze 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: 145

146 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA SIARCZANU HEKSAAMINANIKLU(II) Wykonanie: Na wadze odważamy 1,5 g heptahydratu siarczanu niklu (NiSO4 7H2O). Odważkę przenosimy do zlewki o pojemności 250 cm 3 i rozpuszczamy w 5 cm 3 wody destylowanej. Do roztworu wkraplamy powoli, cały czas intensywnie mieszając, 7,5 cm 3 stężonego amoniaku (NH3). Po dodaniu całej ilości amoniaku, umieszczamy zlewkę w zimnej wodzie, a po pół godzinie dodajemy do niej 20 cm 3 etanolu. Pozostawiamy zlewkę na 15 minut, a po tym czasie sączymy wydzielone kryształy, przemywamy na sączku wpierw 10 cm 3 etanolu, a następnie 10 cm 3 eteru dietylowego. Produkt przenosimy na uprzednio zważone szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego, suszymy na powietrzu, a po wysuszeniu ważymy i obliczamy wydajność syntezy. Równanie reakcji: Masa NiSO4 7H2O użyta do reakcji: Masa otrzymanego produktu: Wydajność syntezy: 146

147 Temat 37. Właściwości chemiczne związków ołowiu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z KWASEM SOLNYM Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 roztworu Pb(NO3)2, a następnie dodajemy do niej 2 cm 3 roztworu HCl o stężeniu 3 mol/dm 3. Obserwujemy zachodzące zmiany. Powstały osad dzielimy na dwie części (tj. połowę zawiesiny przenosimy do czystej probówki). Do pierwszej probówki dodajemy 3 cm 3 wody, ogrzewamy jej zawartość w płomieniu palnika, a następnie pozostawiamy w statywie do ochłodzenia, obserwując zachodzące zmiany. Do drugiej probówki dodajemy ostrożnie, kroplami 1 cm 3 stężonego roztworu kwasu solnego, mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z ROZTWOREM WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Pb(NO3)2 i dodajemy 1 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu (NaOH). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie dodajemy do probówki nadmiar roztworu NaOH (około 5 cm 3 ) i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 147

148 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z ROZTWOREM AMONIAKU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Pb(NO3)2 i dodajemy 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie dodajemy do probówki nadmiar roztworu NH3 (około 5 cm 3 ) i zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z ROZTWOREM CHROMIANU DIPOTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 roztworu Pb(NO3)2 i dodajemy 2 cm 3 roztworu chromianu dipotasu (K2CrO4). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy zachodzące zmiany. Powstałą zawiesinę dzielimy na dwie części i do jednej z nich dodajemy 5 cm 3 roztworu NaOH, a do drugiej 5 cm 3 roztworu HNO3. Zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 148

149 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z ROZTWOREM TIOACETAMIDU (AKT) Wykonanie: Do probówki nalewamy 2 cm 3 roztworu Pb(NO3)2 i dodajemy 1 cm 3 roztworu tioacetamidu (AKT). Mieszamy zawartość probówki, a następnie umieszczamy ją we wrzącej łaźni wodnej na około minut. Po tym czasie zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z ROZTWOREM KWASU SIARKOWEGO Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Pb(NO3)2 i dodajemy 1 cm 3 roztworu H2SO4. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 149

150 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z ROZTWOREM DITIZONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Pb(NO3)2 i dodajemy 1 cm 3 roztworu ditizonu w CCl4. Próbówkę zatykamy korkiem i energicznie wstrząsamy jej zawartość przez 1 minutę. Po tym czasie odstawiamy probówkę do statywu aż do rozdzielenia faz i obserwujemy zachodzące zmiany Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Pb 2+ Z ROZTWOREM TIOMOCZNIKA Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Pb(NO3)2, dodajemy 1 cm 3 roztworu HNO3 o stężeniu 3 mol/dm 3 i mieszamy zawartość probówki. Następnie dodajemy do probówki 1 cm 3 roztworu tiomocznika (H2NCSNH2), mieszamy zawartość i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 150

151 Temat 38. Właściwości chemiczne związków srebra DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z KWASEM SOLNYM Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu AgNO3, a następnie do każdej z nich dodajemy 1 cm 3 kwasu solnego. Mieszamy zawartość probówek i zapisujemy obserwacje. Do pierwszej probówki dodajemy kroplami stężony roztwór kwasu solnego, intensywnie mieszając zawartość probówki, a drugą pozostawiamy w statywie aż do zakończenia zajęć. Pod koniec zajęć notujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z ROZTWOREM TIOACETAMIDU (AKT) Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu AgNO3, a następnie dodajemy 2 cm 3 roztworu AKT i mieszamy zawartość. Probówkę umieszczamy w gorącej łaźni wodnej na czas około 5 10 minut. Notujemy obserwacje. Równania reakcji: 151

152 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z ROZTWOREM WODOROTLENKU SODU Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu AgNO3 i 1 cm 3 roztworu NaOH. Zawartość probówki mieszamy i zapisujemy obserwacje. Następnie próbujemy roztworzyć osad w nadmiarze NaOH, to znaczy dodajemy jeszcze co najmniej 3 cm 3 roztworu NaOH i intensywnie mieszamy zawartość probówki. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z ROZTWOREM AMONIAKU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu AgNO3 i kilka kropli roztworu amoniaku. Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie dodajemy nadmiar amoniaku (około 2 3 cm 3 ), intensywnie mieszamy zawartość i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 152

153 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z ROZTWOREM JODKU POTASU Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu AgNO3 i 1 cm 3 roztworu KI. Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie dodajemy jeszcze około 5 cm 3 roztworu KI, intensywnie mieszamy zawartość probówki i notujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z ROZTWOREM CHROMIANU DIPOTASU Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu AgNO3 i 1 cm 3 roztworu K2CrO4. Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Następnie do probówki dodajemy 2 cm 3 roztworu HNO3, mieszamy zawartość i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 153

154 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z ROZTWOREM HEKSACYJANOŻELAZIANU(II) TETRAPOTASU Wykonanie: Do probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu AgNO3, a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu K4[Fe(CN)6]. Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z METALICZNĄ MIEDZIĄ Wykonanie: Do probówki wprowadzamy szczyptę metalicznej, sproszkowanej miedzi, a następnie dodajemy 3 cm 3 roztworu AgNO3. Zawartość probówki mieszamy i odstawiamy na czas około 1 godziny. Po tym czasie obserwujemy zmiany. Równanie reakcji: 154

155 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW Ag + Z ROZTWOREM DITIZONU Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu AgNO3 i 1 cm 3 roztworu ditizonu. Probówkę zamykamy korkiem i energicznie wstrząsamy przez czas 1 minuty. Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do probówki dodajemy jeszcze 1 2 cm 3 roztworu NaOH i ponownie wytrząsamy jej zawartość. Notujemy obserwacje. Równania reakcji: 155

156 Temat 39. Właściwości chemiczne związków tytanu DOŚWIADCZENIE HYDROLIZA JONÓW TiO 2+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu tytanylu (TiOSO4), a następnie dodajemy 5 cm 3 wody destylowanej. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW TiO 2+ Z ROZTWOREM POLISIARCZKU DIAMONU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu tytanylu (TiOSO4), a następnie 2 cm 3 odczynnika sporządzonego poprzez zmieszanie 1 cm 3 roztworu polisiarczku diamonu ((NH4)2Sx) i 1 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Mieszamy zawartość probówki, a otrzymany osad przemywamy trzykrotnie (przez dekantację) wodą. Następnie dodajemy do osadu 2 cm 3 roztworu kwasu solnego (HCl) i obserwujemy zachodzące zmiany, a w szczególności, czy wydziela się gaz o charakterystycznym zapachu. Równania reakcji: 156

157 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW TiO 2+ Z ROZTWOREM NADTLENKU WODORU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu tytanylu (TiOSO4) i dodajemy 1 cm 3 roztworu H2SO4. Następnie do probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu nadtlenku wodoru (H2O2) i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW TiO 2+ Z CYNKIEM Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu siarczanu tytanylu (TiOSO4), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu HCl. Do probówki wsypujemy szczyptę metalicznego cynku i energicznie mieszamy jej zawartość. Zapisujemy obserwacje. Po ustaniu wydzielania pęcherzyków gazu dodajemy do probówki 2 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu (NaOH) i obserwujemy zachodzące zmiany. Probówkę pozostawiamy do końca zajęć i notujemy obserwacje. Równania reakcji: 157

158 Temat 40. Właściwości chemiczne związków żelaza DOŚWIADCZENIE CHARAKTERYSTYKA JONÓW Fe 2+ Wykonanie: Przygotowujemy 5 probówek. Do każdej z nich dodajemy po 1 cm 3 roztworu siarczanu żelaza (FeSO4). Przeprowadzamy reakcje tych roztworów z następującymi odczynnikami: AKT, NaOH, NH3, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6]. W każdym przypadku dodajemy po 1 cm 3 roztworu odczynnika i mieszamy zawartość probówki. W przypadku reakcji z AKT umieszczamy probówkę w łaźni wodnej na około 5 10 minut. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 158

159 DOŚWIADCZENIE CHARAKTERYSTYKA JONÓW Fe 3+ Wykonanie: Doświadczenie wykonujemy analogicznie jak doświadczenie z tą różnicą, że zamiast roztworu siarczanu żelaza bierzemy do reakcji roztwór trichlorku żelaza (FeCl3). Równania reakcji: 159

160 DOŚWIADCZENIE REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE JONÓW ŻELAZA Wykonanie: Doświadczenia wykonujemy zgodnie z poniższymi rysunkami. Obserwujemy zachodzące zmiany. 1. H2dmg (1 cm 3 ) 2. NH3 (2 cm 3 ) 1,10-phen (1 cm 3 ) FeSO4 (1 cm 3 ) FeSO4 (1 cm 3 ) kwas salicylowy (1 cm 3 ) KSCN (1 cm 3 ) FeCl3 (1 cm 3 ) FeCl3 (1 cm 3 ) Równania reakcji: 160

161 DOŚWIADCZENIE OZNACZANIE ŻELAZA(3+) METODĄ KOMPLEKSONOMETRYCZNĄ Wykonanie: Otrzymany do analizy roztwór rozcieńczamy wodą destylowaną w kolbie miarowej (o pojemności 100 cm 3 ) do kreski i dokładnie mieszamy. Do kolby stożkowej wprowadzamy następnie 70 cm 3 wody destylowanej, 10 cm 3 badanej próbki, 20 cm 3 roztworu HCl o stężeniu 0,1 mol/dm 3, 25 cm 3 glicyny i 0,5 cm 3 kwasu sulfosalicylowego w acetonie. Pojawia się fioletowa barwa kompleksu Fe 3+ z kwasem sulfosalicylowym. Roztwór miareczkujemy roztworem EDTA o stężeniu 0,005 mol/dm 3 aż do odbarwienia. Oznaczenie powtarzamy dwukrotnie. Równanie zachodzącej reakcji: Objętości zużytego titranta: pomiar 1 pomiar 2 pomiar 3 Średnia objętość zużytego titranta: Średnia liczba moli EDTA zużyta do miareczkowania: Średnia liczba moli Fe 3+ w miareczkowanych próbkach: Liczba moli Fe 3+ w wyjściowym roztworze: Masa Fe 3+ w wyjściowym roztworze o symbolu : 161

162 Temat 41. Właściwości chemiczne anionów dioksoazotanowych(1 ) DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW NO 2 Z ROZTWOREM KWASU SOLNEGO Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2) i dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu kwasu solnego (HCl). Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Zawartość probówki można podgrzać w celu przyspieszenia reakcji. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW NO 2 Z ROZTWOREM TETRAOKSOMANGANIANU POTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2), a następnie dodajemy do niej 5 kropli kwasu siarkowego (H2SO4) i szybko dodajemy 5 kropli roztworu tetraoksomanganianu potasu (KMnO4). Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 162

163 DOŚWIADCZENIE REAKCJA Z JONÓW NO 2 ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do trzech probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2) i dodajemy do każdej z nich 1 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3). Mieszamy zawartość probówek. Następnie do pierwszej z nich dodajemy 2 cm 3 roztworu HCl, do drugiej nadmiaru roztworu NaNO2, a zawartość trzeciej probówki ogrzewamy w płomieniu palnika aż do wrzenia. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW NO 2 Z ROZTWOREM JODKU POTASU Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2), a następnie dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu jodku potasu (KI) i 1 cm 3 roztworu kwasu siarkowego (H2SO4) i obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do probówki dodajemy 3 krople roztworu skrobi, mieszamy zawartość probówki i notujemy obserwacje. Równanie reakcji: 163

164 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW NO 2 Z ROZTWOREM NADTLENKU WODORU Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2), 5 kropli kwasu siarkowego (H2SO4), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu nadtlenku wodoru (H2O2). Po wymieszaniu zawartości probówki zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW NO 2 Z ROZTWOREM SIARCZANU ŻELAZA Wykonanie: Do probówki wprowadzamy 1 cm 3 nasyconego roztworu siarczanu żelaza (FeSO4) i dodajemy 3 5 kropli roztworu H2SO4. Następnie ostrożnie, po ściankach probówki, wprowadzamy 5 kropli roztworu NaNO2 w ten sposób, by utworzyły się dwie warstwy cieczy (innymi słowy nawarstwiamy roztwór NaNO2 na zakwaszony roztwór FeSO4). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 164

165 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW NO 2 Z PYŁEM GLINOWYM Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2), 5 kropli roztworu NaOH, a następnie dodajemy dużą szczyptę pyłu glinowego. Mieszamy zawartość probówki i ogrzewamy do wrzenia w płomieniu palnika. Następnie zbliżamy do wylotu probówki zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy. Ostrożnie badamy zapach powstającego produktu. Uwaga: w niniejszym ćwiczeniu pył glinowy można zastąpić pyłem cynkowym. Równanie reakcji: Poniżej wklejamy uniwersalny papierek wskaźnikowy po badaniu charakteru chemicznego gazowego produktu reakcji: Papierek wskaźnikowy Wniosek charakter chemiczny gazu DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW NO 2 Z ROZTWOREM DIFENYLOAMINY Wykonanie: Do probówki dodajemy 1 cm 3 roztworu dioksoazotanu(iii) sodu (NaNO2), a następnie dodajemy ostrożnie 5 kropli roztworu difenyloaminy. Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. 165

166 Temat 42. Właściwości chemiczne anionów heksacyjanożelazianowych DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 4 Z ROZTWOREM AZOTANU(V) SREBRA Wykonanie: Do trzech probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]) i do każdej z nich dodajemy po 1 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3). Do pierwszej probówki dodajemy następnie 2 cm 3 roztworu kwasu azotowego (HNO3) o stężeniu 1,5 mol/dm 3, do drugiej 1 cm 3 stężonego roztworu kwasu azotowego (probówkę można delikatnie ogrzać), a do trzeciej 2 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 4 Z JONAMI Fe 2+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu siarczanu żelaza (FeSO4). Mieszamy zawartość probówki i zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: 166

167 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 4 Z JONAMI Fe 3+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]) i dodajemy 1 cm 3 roztworu trichlorku żelaza (FeCl3). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 4 Z JONAMI Cu 2+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]) i dodajemy 1 cm 3 roztworu siarczanu miedzi (CuSO4). Obserwujemy zachodzące zmiany. Następnie do probówki dodajemy 3 cm 3 roztworu amoniaku (NH3) i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 167

168 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 4 Z ROZTWOREM TETRAOKSOMANGANIANU POTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu kwasu azotowego (HNO3) o stężeniu 3 mol/dm 3 i 5 kropli roztworu tetraoksomanganianu potasu (KMnO4). Zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE ROZKŁAD JONÓW [Fe(CN) 6] 4 Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(ii) tetrapotasu (K4[Fe(CN)6]), a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu bis(azotanu) rtęci (Hg(NO3)2). Mieszamy zawartość probówki, a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu 1,10-fenantroliny. Jeżeli nie zachodzą żadne zmiany, do probówki dodajemy jeszcze kroplami roztworu amoniaku (NH3). Zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 168

169 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 3 Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(iii) tripotasu (K3[Fe(CN)6]), a następnie do obu probówek dodajemy 1 cm 3 roztworu azotanu srebra. Obserwujemy zachodzące zmiany. Później do pierwszej probówki dodajemy 2 cm 3 roztworu kwasu azotowego (HNO3) o stężeniu 3 mol/dm 3, a do drugiej 2 cm 3 roztworu amoniaku (NH3). Zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 3 Z JONAMI Fe 2+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(iii) tripotasu (K3[Fe(CN)6]), a następnie dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu siarczanu żelaza (FeSO4). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 169

170 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 3 Z JONAMI Fe 3+ Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(iii) tripotasu (K3[Fe(CN)6]), a następnie dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu trichlorku żelaza (FeCl3). Obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW [Fe(CN) 6] 3 Z ROZTWOREM JODKU POTASU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu heksacyjanożelazianu(iii) tripotasu (K3[Fe(CN)6]) i dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu jodku potasu (KI). Następnie do probówki dodajemy 3 krople roztworu skrobi i obserwujemy zachodzące zmiany. Równanie reakcji: 170

171 DOŚWIADCZENIE CEROMETRYCZNE OZNACZENIE HEKSACYJANOŻELAZIANÓW(II) Wykonanie: Dostarczony przez prowadzącego roztwór zawierający jony [Fe(CN)6] 4 przenosimy ilościowo do skalibrowanej kolby miarowej o pojemności 100 cm 3.. Zawartość kolby dopełniamy do kreski wodą destylowaną i dokładnie mieszamy zawartość. Skalibrowaną pipetą pobieramy porcję tak przygotowanego roztworu i przenosimy ją do kolby stożkowej o pojemności minimum 200 cm 3. Do kolby dodajemy następnie wody destylowanej (do objętości około 100 cm 3 ), 20 cm 3 roztworu H2SO4 (1:4) i 3 krople ferroiny. Próbkę miareczkujemy mianowanym roztworem bis(siarczanu) ceru (Ce(SO4)2) do zmiany zabarwienia na żółte. Oznaczenie powtarzamy dwukrotnie. Równanie reakcji: Objętości titranta użyte do miareczkowania: pomiar 1 pomiar 2 pomiar 3 Średnia objętość zużytego titranta: Stężenie titranta: Średnia liczba moli titranta: Średnia liczba moli jonów [Fe(CN)6] 4 w miareczkowanych próbkach: Liczba moli jonów [Fe(CN)6] 4 w analizowanej próbce o symbolu : Niepewność wyznaczenia liczby moli jonów [Fe(CN)6] 4 w analizowanej próbce: 171

172 Temat 43. Właściwości chemiczne anionów octanowych DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW CH 3COO Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do dwóch probówek nalewamy po 1 cm 3 roztworu octanu sodu (CH3COONa) i do obu dodajemy po 1 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3). Zawartości probówek mieszamy. Do pierwszej probówki dodajemy następnie 1 cm 3 roztworu kwasu azotowego (HNO3), a do drugiej 3 cm 3 wody destylowanej i jej zawartość ogrzewamy w płomieniu palnika. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW CH 3COO Z KWASEM SIARKOWYM Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu octanu sodu (CH3COONa) i dodajemy 1 cm 3 roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 1,5 mol/dm 3. Probówkę ogrzewamy w płomieniu palnika, a do jej wylotu zbliżamy zwilżony wodą destylowaną uniwersalny papierek wskaźnikowy. Zapisujemy obserwacje. Równanie reakcji: 172

173 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW CH 3COO Z ROZTWOREM TRICHLORKU ŻELAZA Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu octanu sodu (CH3COONa) i dodajemy 1 cm 3 roztworu chlorku żelaza (FeCl3). Zapisujemy obserwacje. Następnie do probówki dodajemy 3 cm 3 wody destylowanej i zawartość ogrzewamy w płomieniu palnika do wrzenia. Obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW CH 3COO Z ETANOLEM Wykonanie: Do probówki nalewamy 5 kropel roztworu octanu sodu (CH3COONa). Zawartość probówki odparowujemy do sucha, a po ostudzeniu probówki dodajemy 5 kropli etanolu (C2H5OH), 3 krople stężonego roztworu kwasu siarkowego (H2SO4). Zawartość probówki ostrożnie ogrzewamy nad płomieniem palnika i badamy zapach produktu. Równanie reakcji: 173

174 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA DIAKWATETRAKIS(μ-OCTANO)DIMIEDZI(II) Wykonanie: Na wadze odważamy 10 g pentahydratu siarczanu miedzi (CuSO4 5H2O). Odważkę tę przenosimy do zlewki o pojemności minimum 200 cm 3, dodajemy do niej 100 cm 3 wody destylowanej i ogrzewamy do temperatury 60 C. Otrzymany roztwór przesączamy przez lejek z sączkiem karbowanym do zlewki o pojemności 250 cm 3. Na wadze odważamy 11,4 g dekahydratu węglanu disodu (Na2CO3 10H2O) i przenosimy do zlewki o pojemności 100 cm 3. Odważkę rozpuszczamy w 48 cm 3 wody. Otrzymany roztwór węglanu disodu dodajemy, cały czas mieszając, do przygotowanego uprzednio roztworu CuSO4. Wytrącony osad przesączamy przez lejek z sączkiem prostym i przemywamy wielokrotnie (około razy) gorącą wodą destylowaną, porcjami po około cm 3. Przemywanie prowadzimy aż do usunięcia jonów SO4 2 (należy wykonać próbę z dichlorkiem baru: na szkiełko zegarkowe pobieramy 3 krople przesączu i dodajemy 3 krople roztworu BaCl2; jeśli pojawi się białe zmętnienie lub osad świadczy to o tym, że należy kontynuować przemywanie wodą). Przemyty osad przenosimy do zlewki o pojemności 100 cm 3 i dodajemy do niego 60 cm 3 wody, a następnie 0,4 cm 3 stężonego roztworu amoniaku (NH3). Mieszamy zawartość zlewki, a następnie, po opadnięciu ciała stałego na dno Wzór strukturalny diakwatetrakis(μ-octano)dimiedzi(ii) zlewki, dekantujemy ciecz znad osadu. Trzykrotnie powtarzamy dodawanie do osadu 60 cm 3 wody i 0,4 cm 3 stężonego roztworu NH3. Do osobnej zlewki o pojemności 100 cm 3 dodajemy 35 cm 3 wody destylowanej i ogrzewamy ja do temperatury 60 C. Do ogrzanej wody dodajemy następnie 5,4 cm 3 roztworu kwasu octowego (CH3COOH) o stężeniu 80%. Do otrzymanego roztworu kwasu octowego dodajemy porcjami osad czterokrotnie przemyty wodą z dodatkiem amoniaku. Po wymieszaniu zawartości zlewki za pomocą bagietki osad natychmiast przesączamy przez lejek z sączkiem prostym. Osad przenosimy na zważone uprzednio szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego i suszymy na powietrzu. Po wysuszeniu ważymy szkiełko zegarkowe i obliczamy wydajność syntezy. Równania reakcji: Masa użytego do syntezy pentahydratu siarczanu miedzi: Masa użytego do syntezy dekahydratu węglanu disodu: Masa produktu ([Cu2(CH3COO)4(H2O)2]): Wydajność syntezy: 174

175 Temat 44. Właściwości chemiczne anionów szczawianowych DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW C 2O 4 2 Z ROZTWOREM AZOTANU SREBRA Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Na2C2O4, a następnie dodajemy do niej 1 cm 3 roztworu AgNO3. Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Osad w probówce dzielimy na dwie części, tzn. rozlewamy zawiesinę otrzymanego związku do dwóch probówek. Do jednej z nich dodajemy 3 cm 3 roztworu HNO3, a do drugiej 3 cm 3 roztworu NH3. Mieszamy zawartości obu probówek i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW C 2O 4 2 Z DICHLORKIEM BARU Wykonanie: Do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu Na2C2O4, a następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu BaCl2. Mieszamy zawartość probówki i obserwujemy zachodzące zmiany. Do powstałego osadu dodajemy 3 cm 3 roztworu HNO3, mieszamy zawartość i zapisujemy obserwacje. Równania reakcji: 175

176 DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW C 2O 4 2 Z ROZTWOREM DICHLORKU WAPNIA Wykonanie: Do probówki wprowadzamy 1 cm 3 roztworu Na2C2O4, a następnie 1 cm 3 roztworu dichlorku wapnia (CaCl2). Mieszamy zawartość i zapisujemy obserwacje. Następnie dodajemy do probówki 3 cm 3 roztworu HNO3, mieszamy jej zawartość i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: DOŚWIADCZENIE REAKCJA JONÓW C 2O 4 2 Z ROZTWOREM TETRAOKSOMANGANIANU POTASU Wykonanie: do probówki nalewamy 1 cm 3 roztworu KMnO4 i 1 cm 3 roztworu H2SO4. Mieszamy zawartość probówki. Następnie dodajemy 1 cm 3 roztworu Na2C2O4. Ogrzewamy probówkę w płomieniu palnika i obserwujemy zachodzące zmiany. Równania reakcji: 176

177 DOŚWIADCZENIE WYKRYWANIE JONÓW C 2O 4 2 W MATERIALE ROŚLINNYM Wykonanie: łodygę rabarbaru albo 5-6 liści szpinaku lub szczawiu drobno siekamy, a następnie przenosimy do zlewki o pojemności 50 cm 3. Do zlewki dodajemy 20 cm 3 wody i całość ogrzewamy przez 15 minut, często mieszając zawartość za pomocą bagietki. Otrzymany roztwór przenosimy na lejek z sączkiem i sączymy. Przesącz powinien być zupełnie klarowny (jego barwa może się różnić w zależności od użytego surowca). Do trzech probówek (ponumerowanych od 1 do 3) przenosimy po 2 cm 3 otrzymanego roztworu, a potem dodajemy: do probówki nr 1: 1 cm 3 roztworu azotanu srebra (AgNO3), do probówki nr 2: 1 cm 3 roztworu dichlorku baru (BaCl2), do probówki nr 3: 1 cm 3 roztworu dichlorku wapnia (CaCl2). Do czwartej probówki wprowadzamy 5 cm 3 przesączu (wyciągu roślinnego) i dodajemy 0,2 g rezorcyny. Zawartość probówki mieszamy i ogrzewamy delikatnie w płomieniu palnika. Po rozpuszczeniu rezorcyny roztwór przelewamy do czystej probówki i pozostawiamy do ochłodzenia do temperatury pokojowej. Gdy roztwór ochłodzi się, przechylamy probówkę i dodajemy do niej po ściankach 2 cm 3 stężonego roztworu kwasu siarkowego (H2SO4) tak, by ciecze nie zmieszały się ze sobą. Probówkę ostrożnie ogrzewamy w płomieniu palnika. Obserwujemy zachodzące zmiany. Użyty surowiec roślinny: Wnioski: 177

178 DOŚWIADCZENIE SYNTEZA TRIS(SZCZAWIANO)CHROMIANU(III) TRIPOTASU Wykonanie: Na wadze odważamy trzy substancje: 3 g monohydratu szczawianu dipotasu (K2C2O4 H2O), 7 g dihydratu kwasu szczawiowego (H2C2O4 2H2O) i 2,25 g dichromianu dipotasu (K2Cr2O7). Szczawian potasu i kwas szczawiowy przenosimy do zlewki o pojemności 250 cm 3, dodajemy 100 cm 3 wody destylowanej i ogrzewamy roztwór tak długo, aż substancje stałe ulegną rozpuszczeniu. Odważkę dichromianu dipotasu przenosimy do moździerza z tłuczkiem i rozcieramy na drobny proszek. Do roztworu kwasu szczawiowego i szczawianu potasu dodajemy małymi porcjami rozdrobiony dichromian dipotasu, zachowując szczególną ostrożność (reakcja jest burzliwa). Po dodaniu całej ilości K2Cr2O7 roztwór ogrzewamy, ustawiając zlewkę na siatce na trójnogu metalowym nad płomieniem palnika. Rozpuszczalnik (woda) paruje, a po pewnym czasie zaczynają wydzielać się kryształy substancji stałej. Wówczas przerywamy ogrzewanie, zlewkę chłodzimy do temperatury pokojowej. Zlewkę z ochłodzonym roztworem można dodatkowo umieścić w zimnej wodzie, w celu zwiększenia wydajności krystalizacji. Wydzielone kryształy przesączamy przez lejek z sączkiem prostym, przemywamy niewielką ilością wody destylowanej, a następnie około 5 cm 3 etanolu. Produkt przenosimy na uprzednio zważone szkiełko zegarkowe lub szalkę Petriego i suszymy na powietrzu. Po wysuszeniu ważymy szkiełko ze związkiem i obliczamy wydajność syntezy. Równanie reakcji: Masy substancji użytych do syntezy: K2C2O4 H2O H2C2O4 2H2O K2Cr2O7 Masa otrzymanego produktu: Wydajność syntezy: 178

179 Temat 45. Właściwości chemiczne amin DOŚWIADCZENIE OTRZYMYWANIE ANILINY Wykonanie: W kolbie okrągłodennej umieszczamy 1 cm 3 nitrobenzenu, 2 cm 3 alkoholu etylowego, 10 cm 3 stężonego kwasu solnego i 3 g cyny w postaci granulek. Po wymieszaniu zawartości kolby ogrzewamy ją wachlując płomieniem palnika aż do rozpoczęcia gwałtownej reakcji. Następnie ogrzewamy kolbę w łaźni wodnej przez 30 minut (tak jak na poniższym rysunku), mieszając co jakiś czas bagietką, aż do zaniku zapachu nitrobenzenu. Po tym czasie roztwór dekantujemy znad nieprzereagowanej cyny i do roztworu dodajemy 20% roztwór NaOH w takiej ilości, by wytrącający się początkowo osad diwodorotlenku cyny uległ roztworzeniu. Roztwór ten przenosimy do rozdzielacza i ekstrahujemy produkt eterem dietylowym (dwiema porcjami po 10 cm 3 ). Badamy postać i barwę eterowego roztworu otrzymanego produktu. mufa kolba zawierająca: nitrobenzen, alkohol etylowy, kwas solny, cynę. łapa do kolb zlewka z wodą trójnóg metalowy z siatką statyw palnik gazowy Równania reakcji: 179