Chemia Nieorganiczna Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Transkrypt

1 Chemia Nieorganiczna Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych Zakład Chemii Nieorganicznej i Koordynacyjnej Instytut Chemii Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach

2 Wstęp Laboratorium z chemii nieorganicznej ma na celu pokazanie studentom praktycznej strony chemii nieorganicznej. W trakcie zajęć ich uczestnicy otrzymują bowiem, w skali od kilku do kilkunasu gramów, różnego rodzaju związki nieorganiczne. Na pierwszych zajęciach omawiane są zagadnienia związane z bezpieczeństwem w laboratorium syntezy związków nieorganicznych i metaloorganicznych. To bardzo ważny element nauki! Każdy student zobowiązany jest do przestudiowania odpowiednich rozdziałów z Preparatyki związków organicznych oraz Preparatyki związków nieorganicznych, omawiających zagrożenia jakie mogą się pojawić w trakcie pracy z różnymi związkami nieorganicznymi i organiczymi (ciekłymi, stałymi, gazowymi) oraz przede wszystkim przygotowują do bezpiecznej pracy w każdym, typowym laboratorium chemicznym, w tym laboratorium syntezy związków nieorganicznych, metaloorganicznych (jedynie wybranych) i kompleksowych. Przygotowanie się do bezpiecznej, zgodnej z unijnymi wymogami pracy w laboratorium jest warunkiem dopuszczenia do dalszych etapów zajęć laboratoryjnych, czyli do otrzymywania związków zadanych przez prowadzących ćwiczenia. W trakcie zajęć studenci syntezują (w skali od kilku do kilkunastu gramów) proste związki nieorganiczne, kompleksowe i metaloorganiczne. Zapoznają się z podstawowymi technikami laboratoryjnymi stosowanymi w tego typu syntezach (mieszanie, ogrzewanie chłodzenie, filtracja, przepuszczanie gazowych reagentów, destylacja, krystalizacji i inne), uczą prowadzenia notatek laboratoryjnych. Po zaliczeniu Laboratorium uczestnicy powinni umieć korzystać z podręczników i skryptów z preparatyki związków nieorganicznych i kompleksowych i umieć syntezować proste związki nieorganiczne i kompleksowe a nawet metaloorganiczne (te trwałe i nietoksyczne). Warunki zaliczenia Aby uzyskać zaliczenie z Laboratorium z chemii nieorganicznej należy: 1. Zaliczyć kolokwium z zasad pracy w laboratorium syntezy związków nieorganicznych, koordynacyjnych i metaloorganicznych. Potrzebną wiedzę studenci uzyskują na pierwszych zajęciach oraz po przestudiowania stosownych rozdziałów z literatury (pozycje 1 i 2 spisu zalecanej literatury). 2. Otrzymać 10 preparatów zgodnie z podanymi w instrukcji przepisami. Wyboru preparatów dokonuje prowadzący. Aby preparat mógł być zaliczony student musi przedstawić notatki laboratoryjne z wykonanych syntez. Musi także umieć odpowiedzieć na pytania dołączone do każdego opisu preparatu. 3. Zaliczyć pozytywnie wszystkie 4 pisemne sprawdziany. Sprawdziany odbywają się w trakcie zajęć a zagadnienia (pytania) są podane w niniejszej instrukcji. Ocena końcowa jest sumą ocen z pisemnych sprawdzianów (z wagą 0.6) oraz oceny z realizacji części eksperymentalnej (z wagą 0.4). Literatura zalecana 1. A. Vogel, Preparatyka Organiczna, (rozdziały dotyczące bezpiecznej pracy w laboratorium, technik laboratoryjnych, oczyszczania rozpuszczalników) WNT, W-wa Eksperymentalna Chemia Nieorganiczna, skrypt Politechniki Śląskiej pod redakcją Marka Smolika, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice Stanisław Krompiec, Wykłady z chemii nieorganicznej, dostępne na platformie edukacyjnej Uniwersytetu Śląskiego. 2

3 1. DICHLOROBIS(TRIFENYLOFOSFINA)NIKIEL(II) [NiCl 2 (PPh 3 ) 2 ] NiCl 2 *6H 2 O + 2PPh 3 [NiCl 2 (PPh 3 ) 2 ] + 6H 2 O Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 1 1 godzina Zlewki, trójnóg, palnik, chłodnica zwrotna, kolba kulista, lejek Büchnera lub lejek ze spiekiem, kolba stożkowa, cylindry miarowe Odczynniki Sześciowodny chlorek niklu 1,2 g Trifenylofosfina 2,8 g Izopropanol 30 cm 3 Alkohol etylowy 95% około 50 cm 3 Eter dietylowy około 50 cm 3 WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Chlorek niklu(ii) sześciowodny NiCl 2 *6H 2 O ,7 g/mol Identyfikacja zagrożeń: R: /53 Substancja toksyczna, działa toksycznie po połknięciu, działa bardzo toksycznie na środowisko Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne; może powodować długo utrzymujące się zmiany w środowisku wodnym. Unikać pylenia. S: , unikać skażenia skóry, oczu; unikać zrzutu do środowiska. Pierwsza pomoc: po kontakcie ze skórą lub z oczami - przemyć skórę lub oczy dużą ilością wody, wezwać lekarza; po połknięciu spowodować wymioty, wezwać lekarza. WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Trifenylofosfina P(C 6 H 5 ) ,28 g/mol R: Substancja szkodliwa, palna, Xn. Identyfikacja zagrożeń: R 22 działa szkodliwie przy połknięciu; R 43 może powodować uczulenia przy kontakcie ze skórą. Unikać pylenia. Nie wprowadzać do środowiska (tylko do odpowiednio utylizowanych odpadów). S: 26-36/37/39. Pierwsza pomoc: po kontakcie ze skórą lub z oczami - przemyć skórę lub oczy dużą ilością wody, wezwać lekarza; po połknięciu spowodować wymioty, wezwać lekarza. 3

4 Alkohol etylowy C 2 H 5 OH ,1 g/mol Gęstość 0,789-0,791 g/cm 3 (20 o C) R: 11 Produkt wysoce łatwopalny S: 7-16 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty. Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu nie palić tytoniu. Eter dietylowy C 4 H 10 O ,12 g/mol Gęstość 0,7138 g/cm 3 (20 o C) Substancja niebezpieczna w myśl dyrektywy 1999/45/EEG. Zagrożenie pożarowe: Ciecz skrajnie łatwopalna. Pary tworzą z powietrzem mieszaniny wybuchowe. Pary są cięższe do powietrza - gromadzą się przy powierzchni i w dolnych partiach pomieszczeń. Zagrożenie toksykologiczne: wywiera działanie narkotyczne. W przypadku spożycia wystąpią objawy silnego podrażnienia błon śluzowych przewodu pokarmowego, a po wchłonięciu zakłócenia w pracy serca, ośrodkowego układu nerwowego oraz zakłócenie pracy wątroby i nerek. Zagrożenie ekotoksykologiczne: działa szkodliwie na organizmy żywe, w szczególności organizmy wodne; nie jest trwały w środowisku. Bardzo szybko odparowuje do atmosfery gdzie ulega biologicznej degradacji. Symbole zagrożenia (R): Symbol ostrzegawczy: F +. Symbole bezpieczeństwa: S Pierwsza pomoc. Zatrucie inhalacyjne: Wyprowadzić poszkodowana osobę na świeże powietrze. Wezwać lekarza. Zatrucie doustne (połknięcie): Przepłukać usta wodą. Dać do wypicia 2 3 szklanki wody. Nie wywoływać wymiotów. Groźba zachłyśnięcia się. Skażenie oczu: Przemyć skażone oczy większą ilością letniej wody przez minut, przy wywiniętych powiekach. Przykryć oczy jałowym opatrunkiem. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W kolbie kulistej o pojemności 250 cm 3, zaopatrzonej w chłodnicę zwrotną umieszcza się 2,8 g trifenylofosfiny oraz 30 cm 3 izopropanolu. W osobnej kolbce stożkowej przygotowuje się roztwór 1,2 g NiCl 2 6H2O w 15 cm 3 etanolu (w celu przyśpieszenia rozpuszczania się soli niklu można kolbę podgrzać). Tak uzyskany roztwór wlewa się przez chłodnicę do wrzącego roztworu trifenylofosfiny. Obserwuje się natychmiastowe wypadanie osadu produktu. Po ochłodzeniu się mieszaniny do temperatury pokojowej wytrącony osad odsącza się na lejku Büchnera lub na lejku ze spiekiem pod zmniejszonym ciśnieniem i przemywa etanolem (2 10 cm 3 ), a następnie 4

5 zimnym, schłodzonym w lodówce eterem dietylowym (2 10 cm 3 ) i suszy na powietrzu pod wyciągiem lub na próżniowej wyparce rotacyjnej. Temperatura topnienia produktu 89 o C Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady ciekłe (przesącz z filtracji, przesącze z przemywania) wprowadzić do specjalnego pojemnika z odpadami zawierającymi metale ciężkie. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz dokładnie wykonaną syntezę. Wyjaśnij rolę etanolu, izopropanolu i eteru dietylowego w przepisie. Zwróć uwagę na zmiany barwy mieszaniny reakcyjnej, wypadanie osadu, itd. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 2. Jak powstaje wiązanie metal-fosfina? Podaj przykłady dwóch kompleksów fosfinowych innych metali niż nikiel. 3. Jakie znasz zastosowania otrzymanego kompleksu i innych, fosfinowych kompleksów metali? 4. Narysuj struktury wszystkich możliwych izomerów [NiCl 2 (PPh 3 ) 2 ] oraz [RuClH(CO)(PPh 3 ) 3 ]. 5

6 2. BIS(2,4-PENTANODIONIANO)OKSOWANAD(IV); ACETYLOACETONIAN WANADYLU [VO(Aacac) 2 ] V 2 O 5 + CH 3 CH 2 OH + H 2 SO 4 VO(SO 4 ) 2 VO(SO 4 ) 2 + Hacac + Na 2 CO 3 [VO(acac) 2 ] Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 1 3 godziny Zlewki, trójnóg, palnik, mieszadło magnetyczne, łaźnia wodna, lejek ze spiekiem, wyparka próżniowa, cylinder miarowy, kolba stożkowa Odczynniki Tlenek wanadu(v) 1,82 g 2,4-pentanodion (acetyloaceton) 4,41 g Kwas siarkowy stężony 5,88 g Alkohol etylowy 95% 4,19 g Węglan sodu 7,31 g chloroform około 70 cm 3 siarczan sodu bezwodny około 3 g WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Tlenek wanadu(v) V 2 O ,18 g/mol Substancja nie jest niebezpieczna w myśl dyrektywy 1999/45/EEG. Symbol ostrzegawczy: Xn; Symbol zagrożeń: R 20. Zagrożenie pożarowe: Substancja stała, pylista, niepalna. Nie stwarza żadnego zagrożenia pożarowego i wybuchowego. Zagrożenie toksykologiczne: Pentatlenek wanadu(v) działa szkodliwie wskutek wdychania pyłu a także drażniąco na skórę i oczy. Zagrożenie ekotoksykologiczne: Pentatlenek wanadu(v) działa szkodliwie na organizmy lądowe i wodne. Nadmierna koncentracja pyłu drażni drogi oddechowe zwierząt lądowych. Dane toksykologiczne: LD 50 (doustnie, szczur) = 10 mg/kg, LD 50 (doustnie, mysz) = 23 mg/kg; LC LO (inhalacyjnie, szczur) = 70 mg/m 3 /2 godz. Symbole bezpieczeństwa: S 2 (chronić przed dziećmi) i S 22 (unikać wdychania pyłów). Unikać wdychania par, kontaktu ze skórą, kontaktu z oczami, połknięcia. Zatrucie inhalacyjne: Ułożyć poszkodowaną osobę w pozycji leżącej. Zatrucie doustne: Przepłukać usta. Podać 0,5 l wody do wypicia. U osoby przytomnej wywołać wymioty lub wykonać płukanie żołądka. Zapewnić pomoc lekarską. 6

7 WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH 2,4-Pentanodion, Acetyloaceton CH 3 COCH 2 COCH ,12 g/mol Substancja niebezpieczna w myśl dyrektywy 1999/45/EEG. Symbol ostrzegawczy: Xn; Symbol zagrożeń (R): /25. Zagrożenie pożarowe: Ciecz łatwo palna. Pary są cięższe od powietrza gromadzą się przy powierzchni i w dolnych partiach pomieszczeń. Zagrożenie toksykologiczne: Acetyloaceton wywiera w organizmie człowieka działanie szkodliwe. W przypadku spożycia wystąpią objawy silnego podrażnienia błon śluzowych przewodu pokarmowego, a po wchłonięciu zakłócenia pracy serca, ośrodkowego układu nerwowego oraz zakłócenie pracy wątroby i nerek. Zagrożenie ekotoksykologiczne: Acetyloaceton działa szkodliwie na organizmy żywe, w szczególności organizmy wodne. Acetyloaceton nie jest trwały w środowisku naturalnym. Symbole bezpieczeństwa: S 2 (chronić przed dziećmi) i S 22 (unikać wdychania pyłów). Unikać wdychania par, kontaktu ze skórą, kontaktu z oczami, połknięcia. Pierwsza pomoc: W pierwszej kolejności należy wyprowadzić poszkodowaną osobę ze skażonego acetyloacetonem środowiska. Ułożyć na lewym boku z głową skierowaną w dół. Zapewnić pomoc lekarską. Skażenie oczu: Przemyć skażone oczy strumieniem letniej wody przez minut, przy wywiniętych powiekach. Zapewnić pomoc okulisty. Zatrucia doustne: W razie zatrucia doustnego przepłukać usta wodą, dać do wypicia 2-3 szklanki wody, wezwać lekarza, powiadomić centrum toksykologiczne. Podać osobie przytomnej środki wymiotne. Skażenie skóry: Zdjąć skażone ubranie. Oczyścić mechanicznie skażoną skórę, przemyć dużą ilością wody, następnie alkoholem oraz wodą z łagodnym mydłem. Kwas siarkowy H 2 SO 4 96% ,08 g/mol Gęstość 1,84g/cm 3 (20 o C) R: 35 Powoduje poważne oparzenia S: Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nigdy nie dodawać wody do tego produktu. W przypadku awarii lub, jeśli źle się poczujesz, zasięgnij niezwłocznie porady lekarza - jeśli to możliwe pokaż etykietę. 7

8 Alkohol etylowy C 2 H 5 OH ,1 g/mol Gęstość 0,789-0,791 g/cm 3 (20 o C) R: 11 Produkt wysoce łatwopalny S: 7-16 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty. Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu nie palić tytoniu. Chloroform CHCl ,38 g/mol Gęstość 1,48 g/cm 3 (20 o C) Symbol ostrzegawczy Xn (rak. kat. 3). Symbole zagrożeń R: /20/22. Substancja niepalna. Preparat niebezpieczny w myśl dyrektywy 1999/45/EEG. Zagrożenie pożarowe: Substancja ciekła, niepalna. W ogniu wydzielają się toksyczne gazy, pary i dymy. Zagrożenie toksykologiczne: Substancja szkodliwa, rakotwórcza kat. 3. Chloroform działa narkotycznie i usypiająco. Wywiera miejscowe działanie drażniące. Zagrożenie ekotoksykologiczne: Chloroform działa silnie szkodliwie na organizmy wodne i glebowe. Symbole zagrożeń: R ; R-48/20/22. Symbole bezpieczeństwa: S2, 36/37. Pierwsza pomoc: należy wyprowadzić poszkodowaną osobę ze skażonego chloroformem środowiska. Ułożyć na lewym boku z głową skierowaną w dół. Wezwać lekarza. Zatrucie inhalacyjne: Wyprowadzić poszkodowaną osobę na świeże powietrze. Wezwać lekarza. Zatrucie doustne: należy natychmiast wywoływać wymioty, a następnie, po podaniu wodnej zawiesiny węgla aktywnego, wymioty wywołać ponownie. Jeżeli zatruty jest przytomny, można przepłukać żołądek wodną zawiesiną węgla aktywowanego. Skażenie oczu: Przemyć skażone oczy większą ilością letniej wody przez 15 minut lub 0,9% roztworem soli kuchennej (najlepiej wyjałowionej), wezwać lekarza. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W kolbie stożkowej o pojemności cm 3 umieszcza się 1,82 g tlenku wanadu(v), 4,5 cm 3 wody destylowanej i mieszadełko magnetyczne. Następnie wprowadza się powoli, ostrożnie, mieszając mieszadłem magnetycznym 5,88 g stężonego kwasu siarkowego a potem, nadal mieszając 4,19 g alkoholu etylowego (małymi porcjami). Kolbkę przykrywa się szkiełkiem zegarkowym i ogrzewa na łaźni wodnej do temperatury C przez jedną godzinę, ciągle mieszając mieszadłem magnetycznym. W trakcie ogrzewania mieszanina przybiera stopniowo barwę ciemnoniebieską. Po ochłodzeniu do około C dodaje się do kolby 4,41 g świeżo destylowanego 2,4-pentanodionu a następnie, stale mieszając neutralizuje się mieszaninę 8

9 reakcyjną przez ostrożne dodawanie wodnego roztworu 7,31 g bezwodnego węglanu sodu w 40 cm 3 wody destylowanej. Roztwór węglanu dodaje się powoli, bo mieszanina silnie się pieni wydziela się dwutlenek węgla. Po dodaniu roztworu węglanu zawartość kolby miesza się jeszcze przez 10 minut i wydzielony osad surowego produktu odsącza na lejku ze spiekiem, pod zmniejszonym ciśnieniem. Surowy produkt ekstrahuje się na lejku ciepłym chloroformem 10 razy, porcjami po około 5 cm 3. Połączone przesącze suszy się bezwodnym siarczanem sodu i zagęszcza na wyparce próżniowej do początków krystalizacji (czyli do objętości około 15 cm 3 ). Po ochłodzeniu w lodówce, do temperatury około 0 C, odsączeniu na lejku ze spiekiem, pod zmniejszonym ciśnieniem i przemyciu zimnym trichlorometanem (około 5 cm 3 ) otrzymuje się bis(2,4-pentanodiono)oksowanad(iv) w postaci zielono-niebieskich kryształów. Charakterystyka produktu: temp. topnienia (z rozkładem): 250 C. Temperatura topnienia produktu 250 o C (rozkład) Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady ciekłe (przesącz z filtracji, przesącze z przemywania) i stałe (siarczan sodu z suszenia) wprowadzić do specjalnego pojemnika z odpadami zawierającymi metale ciężkie. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz starannie wykonaną syntezę. Wyjaśnij rolę poszczególnych reagentów. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 2. Narysuj struktury graniczne liganda 2,4-pentanodionianowego. Jak ligand ten koordynuje metale przejściowe? Czym różni się acetyloacetonian sodu od acetyloacetonianu palladu(ii)? 3. Narysuj struktury: [Ru(acac) 3 ], [Pd(acac) 2 ], [Ti(acac) 4 ]. Dla którego z tych kompleksów możliwa jest izomeria i na czym ona polega? 4. Omów metody otrzymywania kompleksów metali typu [M(acac) x ], posłuż się konkretnymi przykładami (np. [Cu(acac) 2 ], Kacac, [Ru(acac) 3 ]). 9

10 3. ORTOFOSFORAN WAPNIA Ca 3 (PO 4 ) 2 3CaCl 2 + 2Na 2 HPO 4 + 2NH 3 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 4NaCl + 2NH 4 Cl Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 2 2 godziny 30 minut zlewka, zestaw do filtracji, palnik, trójnóg, cylinder miarowy Odczynniki Chlorek wapnia bezwodny 5,5 g Wodorofosforan sodu dwunastowodny 18 g Amoniak 10% 8,5 g Azotan(V) srebra kilka kropli WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Di-sodu wodorofosforan 12 hydrat, Wodorofosforan sodu dwunastowodny, Sodu fosforan Nie dotyczy dwuzasadowy, Sodowy monowodorofosforan Na 2 HPO 4 *12H 2 O ,14 g/mol R: Nie dotyczy S: Nie dotyczy Chlorek wapnia bezwodny CaCl R: 36 Działa drażniąco na oczy S: Nie wdychać pyłu. Unikać zanieczyszczenia skóry. 110,99 g/mol 10

11 Amoniak stężony 25% NH ,06 g/mol Gęstość 0,91 g/cm 3 R: Powoduje oparzenia. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne. S: 26-36/37/ Azotan(V) srebra AgNO ,87 g/mol R: 34-50/53 Powoduje oparzenia. Działa bardzo szkodliwie na organizmy wodne; może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym. S: Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast dużą ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. W przypadku awarii lub, gdy źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza, jeżeli to możliwe pokaż etykietę. Produkt i opakowanie usuwać jako odpad niebezpieczny. Unikać zrzutów do środowiska. Postępować zgodnie z instrukcją lub kartą charakterystyki CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA Do 5,5 g bezwodnego chlorku wapnia (znajdującego się w zlewce lub w kolbie) rozpuszczonego w 25 ml wody, dodaje się roztwór 18 g dwunastowodnego wodorofosforanu sodu rozpuszczonego w 90 ml wody (w kolbie lub w zlewce) i 8,5 g 10% wodnego roztworu amoniaku (odmierzonego cylindrem miarowym). Uzyskany roztwór umieszcza się na trójnogu i ogrzewa za pomocą palnika gazowego do wrzenia. Następnie usuwa się palnik, a roztwór pozostawia na gorącym trójnogu, aby stygł. Poczas chłodzenia wytrąca się drobny osad produktu. Po ostudzeniu do temperatury otoczenia, osad przemywa się kilkakrotnie woda destylowaną (przez dekantację), do momentu, gdy roztwór nie będzie zawierał chlorków (próba z azotanem(v) srebra): do cieczy zlanej znad osadu dodać parę kropel roztworu AgNO 3, biały osad świadczy o obecności chlorków). Przemyty osad sączy się pod zmniejszonym ciśnieniem na lejku Büchnera lub na spieku i suszy w suszarce, w temperaturze 40 o C, lub przez dłuższy czas w temperaturze pokojowej, na powietrzu. Temperatura topnienia ~370 o C (rozkład) 11

12 produktu Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady po zobojętnieniu do ph około 7 i co najmniej stukrotnym rozcieńczeniu mogą być wprowadzone do kanalizacji. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz dokładnie wykonaną syntezę, zanotuj zmiany barwy, wypadanie osadu, itp. Oblicz wydajność produktu. Dlaczego substratem do syntezy jest chlorek wapnia a nie wodorotlenek? Po co dodaje się amoniaku? 2. Jakie znasz zastosowania fosforanów. Czy związki te występują w przyrodzie? 3. Jak i dlaczego zmienia się wielkość stałych pk a dla kwasu ortofosforowego. Jakie to ma znaczenie praktyczne. Jak otrzymuje się kwas fosforowy? 12

13 4. SIARCZAN GLINOWO-POTASOWY (AŁUN GLINOWO-POTASOWY) KAl(SO 4 ) 2 12H 2 O Al 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 2KAl(SO 4 ) 2 Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 1 1 godzina 30 minut Zlewka, lejek, krystalizator, trójnóg, palnik, cylinder miarowy Odczynniki Siarczan glinu osiemnastowodny 20 g Siarczan potasu 6 g WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Siarczan(VI) glinu 18 hydrat Siarczan glinu osiemnastowodny Al 2 (SO 4 ) 3 * 18 H 2 O Siarczan(VI) potasu K 2 SO 4 Nie dotyczy R: Nie dotyczy S: Nie dotyczy Nie dotyczy R: Nie dotyczy S: Nie dotyczy CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA 666,42 g/mol 174,27 g/mol Sporządzony w zlewce lub w kolbie (o poj. 250 cm 3 ), przesączony przez sączek karbowany roztwór 20 g osiemnastowodnego siarczanu glinu w 60 cm 3 wody łączy się z przesączonym (także przez sączek karbowany) roztworem 6,0 g bezwodnego siarczanu potasu w 60 cm 3 wody (w zlewce o poj. 250 cm 3 ). Otrzymany roztwór pozostawia się w otwartej zlewce do krystalizacji, przy czym zlewka podczas krystalizacji nie powinna być ruszana. Po tygodniu osącza się wydzielone kryształy na lejku ze spiekiem, pod zmniejszonym ciśnieniem, rozpuszcza w minimalnej ilości wody destylowanej (może być lekko podgrzana) i pozostawia w otwartej zlewce do krystalizacji na przynajmniej 1 tydzień. Po tym czasie przeprowadza filtrację jak poprzednio. Uzyskuje się duże, bezbarwne kryształy produktu. Temperatura topnienia produktu 92 o C 13

14 Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady po zobojętnieniu do ph około 7 i co najmniej stukrotnym rozcieńczeniu mogą być wprowadzone do kanalizacji. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 5. Opisz dokładnie wykonaną syntezę ałunu. Zwróć uwagę na zmiany barwy mieszaniny reakcyjnej, wypadanie osadu, itd. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 6. Omów metody otrzymywania, struktury krystaliczne oraz zastosowania ałunów. 7. Jaki wpływ na proces krystalizacji ma szybkość chłodzenia oraz mieszanie roztworu? Jakie znasz sposoby oddzielania kryształów od ługu pokrystalicznego. Dlaczego kryształy przemywa się rozpuszczalnikiem, z którego krystalizowano substancję? 14

15 5. SIARCZAN CHROMOWO POTASOWY KCr(SO 4 ) 2 12H 2 O K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 + 3C 2 H 5 OH 2KCr(SO 4 ) 2 + 3CH 3 CHO + 7H 2 O Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 2 1 godzina Zlewki, trójnóg, palnik, kolba stożkowa, cylinder miarowy, zestaw do sączenia Odczynniki Dichromian potasu 5 g Kwas siarkowy stężony 15% 47,5 g Kwas azotowy stężony 65% - Alkohol etylowy 95% 5 cm 3 WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Dichromian potasu Dwuchromian potasu K 2 Cr 2 O ,19 g/mol R: /43-48/23-50/53 Może powodować raka. Może powodować dziedziczne wady genetyczne. Może upośledzać płodność. Może działać szkodliwie na dziecko w łonie matki. Kontakt z materiałami zapalnymi może spowodować pożar. Również działa szkodliwie w kontaktach ze skórą. Działa szkodliwie po połknięciu. Działa bardzo szkodliwie przez drogi oddechowe. Powoduje oparzenia. Może powodować uczulenie w następstwie narażenia droga oddechową i w kontakcie ze skórą. Działa toksycznie przez drogi oddechowe; stwarza poważne zagrożenie zdrowia w następstwie długotrwałego narażenia. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne; może powodować długo utrzymujące się zmiany w środowisku wodnym. S: Unikać narażenia przed użyciem zapoznać się z i instrukcją. W przypadku awarii lub, gdy źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza, jeżeli to możliwe pokaż etykietę. Produkt i opakowanie usuwać jako odpad niebezpieczny. Unikać zrzutów do środowiska. Postępować zgodnie z instrukcją lub kartą charakterystyki 15

16 Kwas siarkowy H 2 SO 4 96% ,08 g/mol Gęstość 1,84g/cm 3 (20 o C) R: 35 Powoduje poważne oparzenia S: Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nigdy nie dodawać wody do tego produktu. W przypadku awarii lub, jeśli źle się poczujesz, zasięgnij niezwłocznie porady lekarza - jeśli to możliwe pokaż etykietę. Kwas azotowy HNO 3 65% ,01 g/mol Gęstość 1,40g/cm 3 (20 o C) Alkohol etylowy C 2 H 5 OH R: 35 Powoduje poważne oparzenia S: Nie wdychać rozpylonej cieczy. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne. W przypadku awarii lub, jeśli źle się poczujesz, zasięgnij niezwłocznie porady lekarza - jeśli to możliwe pokaż etykietę ,1 g/mol Gęstość 0,789-0,791 g/cm 3 (20 o C) R: 11 Produkt wysoce łatwopalny S: 7-16 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty. Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu nie palić tytoniu. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W zlewce lub w kolbie stożkowej (o poj. 250 cm 3 ) rozpuszcza się 5,0 g dichromianu potasu w 47,5 g 15% kwasu siarkowego (sporządzonego osobno, odmierzonego cylindrem; gęstość kwasu o danym stężeniu należy znaleźć w tabelach), słabo ogrzewając. Roztwór wlewa się powoli do 5,0 cm 3 alkoholu etylowego znajdującego się w zlewce o poj. 250 cm 3. Zlewkę pozostawia się do krystalizacji przez powolne odparowanie w temperaturze pokojowej. Jest bardzo ważne, by podczas krystalizacji zlewka nie była ruszana. Po 1-3 tygodniach wydzielają się duże kryształy ałunu, które odsącza się na lejku ze spiekiem, pod zmiejszonym ciśnieniemm, lub na lejku Büchnera (także pod ciśnieniem zmniejszonym). 16

17 Temperatura topnienia produktu 89 o C Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady po zobojętnieniu do ph około 7 i wprowadza do pojemnika na odpady zawierające metale ciężkie. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 8. Opisz dokładnie wykonaną syntezę ałunu. Zwróć uwagę na zmiany barwy mieszaniny reakcyjnej, wypadanie osadu, itd. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 9. Po co do mieszaniny reakcyjnej dodaje się etanolu? Czy ałun chromowy mógłby być otrzymywany z innych substratów niż podane w przepisie? 10. Omów metody otrzymywania, struktury krystaliczne oraz zastosowania ałunów. 11. Jaki wpływ na proces krystalizacji ma szybkość chłodzenia oraz mieszanie roztworu? Jakie znasz sposoby oddzielania kryształów od ługu pokrystalicznego. Dlaczego kryształy przemywa się rozpuszczalnikiem, z którego krystalizowano substancję? 17

18 6. TRISZCZAWIANOGLINIAN (III) POTASU K 3 [Al(C 2 O 4 ) 3 ] 3H 2 O 2Al + 6KOH + 6H 2 O 2K 3 [Al(OH) 6 ] + 3H 2 K 3 [Al(OH) 6 ] + 3H 2 C 2 O 4 K 3 [Al(C 2 O 4 ) 3 ] + 6H 2 O Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 2 2 godziny Kolba stożkowa, cylinder miarowy, bagietka, zlewka, lejek Büchnera, kolba ssawkowa, nożyczki, trójnóg, palnik Odczynniki Wiórki glinowe 0,5 g Wodorotlenek sodu 4M 15 cm 3 Kwas szczawiowy dwuwodny 7 g Etanol 96% 25 cm 3 WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Glin Aluminium Nie dotyczy ,07 g/mol Al R: Nie dotyczy S: Nie dotyczy Wodorotlenek potasu KOH ,11 g/mol Kwas szczawiowy 2 hydrat Kwas szczawiowy dwuwodny H 2 C 2 O 4 * 2H 2 O R: Działa szkodliwie po połknięciu. Powoduje poważne oparzenia. S: 26-36/37/39-45 Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronna, odpowiednie rękawice i okulary ochronne lub ochronę twarzy. W przypadku awarii lub jeżeli źle się poczujesz niezwłocznie zasięgnij porady lekarza jeśli to możliwe pokaż etykietę ,07 g/mol R: 21/22 Działa szkodliwie w kontakcie ze skórą i po połknięciu S: Unikać zanieczyszczenia skóry i oczu 18

19 Alkohol etylowy C 2 H 5 OH ,1 g/mol Gęstość 0,789-0,791 g/cm 3 (20 o C) R: 11 Produkt wysoce łatwopalny S: 7-16 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty. Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu nie palić tytoniu. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W kolbie stożkowej o pojemności 100 cm 3 umieszcza się 0,5 g glinu (pociąć wiórki nożyczkami na jak najmniejsze kawałki) i dodaje się 5 cm 3 gorącej wody. Następnie dodaje się 15 cm 3 4 M roztworu wodorotlenku potasowego (sporządzonego oddzielnie, odmierzonego cylindrem) i ogrzewa do wrzenia, aż do roztworzenia glinu (ok min.). Należy co pewien czas uzupełniać straty wody wskutek parowania tak, by objętość mieszaniny reakcyjnej praktycznie się nie zmieniała. W osobnej zlewce lub kolbie stożkowej rozpuszcza się 7 g dwuwodnego kwasu szczawiowego w 10 cm 3 wody i kroplami dodaje uzyskany roztwór do wrzącego i mieszanego roztworu glinianu, aż powstający początkowo biały, galaretowaty osad ponownie się rozpuści (otrzymuje się lekko mętny roztwór). Po dodaniu każdej porcji, roztwór należy intensywnie mieszać. Nie dodawać nadmiaru kwasu szczawiowego! Roztwór sączy się przez lejek Büchnera lub przez spiek, pod zmiejszonym ciśnieniem, a po ochłodzeniu do przesączu dodaje się, mieszając, 25 cm 3 alkoholu etylowego. Wytrącają się bezbarwne kryształy. Produkt odsącza się na lejku Büchnera lub na lejku ze spiekiem, pod zmniejszonym ciśnieniem, przemywa etanolem i suszy w eksykatorze próżniowym lub na powietrzu. Temperatura topnienia produktu Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady (przesącze, roztwory z przemywania) po zobojętnieniu do ph około 7 i co najmniej stukrotnym rozcieńczeniu mogą być wprowadzone do kanalizacji. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Sporządź notatki z wykonanej syntezy. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 2. Dlaczego glin tworzy łatwo trwałe kompleksy anionowe? Podaj przykłady innych kompleksów anionowych (np. boru, chromu). 3. Dlaczego kompleksy chelatowe są trwalsze od monodentnych? 4. Omów zjawisko amfoteryczności. Dlaczego wodorotlenki glinu i cyny są amfoteryczne? Czy pojęcie amfoteryczności może być zastosowane do innych indywiduów molekularnych? 19

20 7. JODEK TLENEK BIZMUTU; TLENOJODEK BIZMUTU BiOI Bi(NO 3 ) 3 + KI + H 2 O + 2CH 3 COOH BiOI + KNO 3 + 2NaNO 3 + CH 3 COOH Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 1 1 godzina Zlewki, bagietka, termometr, trójnóg, palnik, lejek Büchnera, cylinder miarowy Odczynniki Azotan bizmutu(iii) 8,3 g Octan sodu bezwodny 7,0 g Kwas octowy 80% 9,0 g Jodek potasu 3,0 g WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Azotan bizmutu (III) 5 hydrat Azotan bizmutu (III) pięciowodny Bi(NO 3 ) 3 Octan sodu bezwodny C 2 H 3 NaO ,07 g/mol R: 8-36/37/38 Kontakt z materiałami zapalnymi może spowodować pożar. Działa drażniąco na oczy, drogi oddechowe i skórę S: Nie przechowywać razem z materiałami zapalnymi. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast dużą ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronną. Nie dotyczy R: Nie dotyczy S: Nie dotyczy ,03 g/mol 20

21 Kwas etanowy 80% Kwas octowy 80% CH 3 COOH Jodek potasu KI ,05g/mol Gęstość 1,05 g/cm 3 R: 34 Powoduje oparzenia S: Nie wdychać rozpylonej cieczy. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz niezwłocznie zasięgnij porady lekarza, jeśli to możliwe pokaż etykietę. Nie dotyczy R: Nie dotyczy S: Nie dotyczy ,01 g/mol CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA Przesączony przez sączek karbowany roztwór 8,3 g pięciowodnego azotanu bizmutu(iii), 9,0 g kwasu octowego i 16 cm 3 wody (sporządzony w zlewce lub kolbie stożkowej o poj. 100 cm 3 ) dodaje się stopniowo, energicznie mieszając, do uprzednio przesączonego przez sączek karbowany i podgrzanego do temperatury 80 o C (sprawdzić termometrem!) roztworu 7,0 g octanu sodu i 3,0 g jodku potasu w 50 cm 3 wody (sporządzonego w osobnej zlewce lub kolbie stożkowej o poj. 250 cm 3 ). Wydziela się czerwono-brunatny osad, który przemywa się wodą (około 10 cm 3 ), dekantując, a następnie odsącza na lejku Büchnera lub na lejku ze spiekiem, pod zmniejszonym ciśnieniem i suszy w temperaturze pokojowej. Temperatura topnienia produktu Stopniowa przemiana w trakcie ogrzewania Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady (przesącz z filtracji, ciecz z przemywania osadu) po zobojętnieniu do ph około 7 i co najmniej stukrotnym rozcieńczeniu mogą być wprowadzone do kanalizacji. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Sporządź szczegółowe notatki z otrzymywania BiOI, zanotuj zmiany barwy, wypdanie osadu, itp. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 2. Napisz równania reakcji AX 3 z wodą (X = P, As, Sb). 3. Omów zjawisko hydrolizy. Które z niżej wymienionych związków ulegają hydrolizie i dlaczego. MeOK, PhONa, CaCl 2, NaNH 2, KNO 3, K 2 S. 21

22 8. JODAN(VII) POTASU KIO 4 2KIO 3 + 2K 2 S 2 O 8 + 6KOH K 4 I 2 O 9 + 4K 2 SO 4 + 3H 2 O K 4 I 2 O 9 + 2HNO 3 2KIO 4 + 2KNO 3 + H 2 O Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 3 3 godziny Zlewki, palnik, trójnóg, biureta lub pipeta, kolba Erlenmayera, lejek Büchnera, szalka Petriego, łaźnia wodna, łaźnia wodno lodowa, kolba ssawkowa, cylinder miarowy, bagietka Odczynniki Jodan potasu 5,5 g Wodorotlenek potasu 8,8 g Nadtlenodisiarczan potasu 8,25 g Kwas azotowy stężony 65% - Oranż metylowy - WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Jodan potasu KIO g/mol R: 8-41 Kontakt z materiałami zapalnymi może spowodować pożar. Ryzyko poważnego uszkodzenia oczu. S: Nie przechowywać razem z materiałami zapalnymi. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast dużą ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić okulary lub ochronę twarzy. Wodorotlenek potasu KOH ,11 g/mol R: Działa szkodliwie po połknięciu. Powoduje poważne oparzenia. S: 26-36/37/39-45 Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronna, odpowiednie rękawice i okulary ochronne lub ochronę twarzy. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz niezwłocznie zasięgnij porady lekarza, jeśli to możliwe pokaż etykietę. 22

23 Nadtlenodisiarczan sodu Di-sodu nadtlenosiarczan Na 2 S 2 O ,09 g/mol R: /37/38-42/43 Kontakt z materiałami zapalnymi może spowodować pożar. Działa szkodliwie po połknięciu. Działa drażniąco na oczy, drogi oddechowe i skórę. Może powodować uczulenie w następstwie narażenia drogą oddechową i w kontakcie ze skórą. S: Nie wdychać pyłu. Nosić odpowiednie rękawice ochronne. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarzajeżeli to możliwe pokaż etykietę. Kwas azotowy(v) HNO ,01g/mol Gęstość 1,40g/cm 3 Oranż metylowy Sól sodowa kwasu 4- dimetyloaminoazobenzeno 4 -sulfonowego C 14 H 14 N 3 SO 3 Na R: 35 Powoduje poważne oparzenia S: Nie wdychać rozpylonej cieczy. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne. W przypadku awarii lub, jeśli źle się poczujesz, zasięgnij niezwłocznie porady lekarza-, jeśli to możliwe pokaż etykietę ,34 g/mol R: 25 Działa toksycznie po połknięciu S: Nosić odpowiednie rękawice ochronne. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza-, jeżeli to możliwe pokaż etykietę. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W zlewce lub w kolbie o poj. 250 cm 3 rozpuszcza się 5,5 g jodanu potasu i 5,5 g wodorotlenku potasu w 55 cm 3 wody, roztwór ogrzewa do wrzenia i dodaje 8,25 g nadtlenodisiarczanu potasu. Roztwór utrzymuje się w stanie wrzenia i dodaje 3,3 g wodorotlenku potasu (po kilka pastylek, co jakiś czas, ponieważ reakcja w gorącym roztworze jest bardzo burzliwa). Po dodaniu wodorotlenku, roztwór ogrzewa się na łaźni wodnej przez 30 minut. Następnie dodaje się 55 cm 3 gorącej wody, aby rozpuścić wydzielony osad siarczanu potasu, a następnie roztwór pozostawia się do ochłodzenia i sączy (przez lejek ze spiekiem, pod zmniejszonym ciśnieniem). Przesącz przelewa się do zlewki umieszczonej na łaźni wodno-lodowej i miareczkuje (z biurety lub pipety, porcjami po 1-2 cm 3 ) uprzednio sporządzoną mieszaniną równych objętości wody i stężonego kwasu azotowego (10 cm cm 3 ), stosując jako wskaźnik oranż metylowy (podczas 23

24 dodawania kwasu azotowego roztwór należy stale mieszać). Następnie dodaje się nadmiar (1 cm 3 ) kwasu azotowego powoduje to wytrącanie się osadu produktu. Powstały nadjodan przemywa się przez dekantację zimną wodą, sączy na lejku Büchnera lub na lejku ze spiekiem (pod zmniejszonym ciśnieniem) i powtórnie przemywa zimną wodą na sączku. Osad należy suszyć na powietrzu, w temperaturze pokojowej. Temperatura topnienia produktu Stopniowa przemiana w trakcie ogrzewania Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady (przesącze, roztwory z przemywania) po zobojętnieniu do ph około 7 i co najmniej stukrotnym rozcieńczeniu mogą być wprowadzone do kanalizacji. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 1. Opisz dokładnie wykonaną syntezę. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. Omów rolę poszczególnych reagentów. 2. Jakie znasz zastosowania soli kwasu chlorowego(vii) i jodowego(vii)? 3. Dlaczego HXO 4 (X = Cl, Br, I) to bardzo mocne kwasy w roztworach wodnych? Jak zmieniają się ich właściwości utleniające? 24

25 9. TRISZCZAWIANOCHROMIAN(III) POTASU K 3 [Cr(C 2 O 4 ) 3 ] K 2 Cr 2 O 7 + 2K 2 C 2 O 4 + 7H 2 C 2 O 4 2K 3 [Cr(C 2 O 4 ) 3 ] + 6CO 2 + 7H 2 O Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 2 2 godziny Zlewki, bagietki, palnik, trójnóg, cylinder miarowy, lejek Büchnera Odczynniki Szczawian potasu 3,0 g Kwas szczawiowy 7,0 g Dichromian potasu 2,25 g Alkohol etylowy - WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Szczawian potasu 2hydrat, Szczawian potasu dwuwodny K 2 C 2 O 4 Kwas szczawiowy mono hydrat Kwas szczawiowy jednowodny H 2 C 2 O 4 * H 2 O R: 21/22 Działa szkodliwie w kontakcie ze skóra i po połknięciu. S: 24/25 Unikać zanieczyszczenia skóry R: 21/22 Działa szkodliwie w kontakcie ze skórą i po połknięciu S: Unikać zanieczyszczenia skóry i oczu 184,24 g/mol 126,07 g/mol 25

26 Dichromian potasu Dwuchromian potasu K 2 Cr 2 O ,19 g/mol Alkohol etylowy C 2 H 5 OH R: /43-48/23-50/53 Może powodować raka. Może powodować dziedziczne wady genetyczne. Może upośledzać płodność. Może działać szkodliwie na dziecko w łonie matki. Kontakt z materiałami zapalnymi może spowodować pożar. Również działa szkodliwie w kontaktach ze skórą. Działa szkodliwie po połknięciu. Działa bardzo szkodliwie przez drogi oddechowe. Powoduje oparzenia. Może powodować uczulenie w następstwie narażenia droga oddechową i w kontakcie ze skórą. Działa toksycznie przez drogi oddechowe; stwarza poważne zagrożenie zdrowia w następstwie długotrwałego narażenia. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne; może powodować długo utrzymujące się zmiany w środowisku wodnym. S: Unikać narażenia przed użyciem zapoznać się z i instrukcją. W przypadku awarii lub, gdy źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza, jeżeli to możliwe pokaż etykietę. Produkt i opakowanie usuwać jako odpad niebezpieczny. Unikać zrzutów do środowiska. Postępować zgodnie z instrukcją lub kartą charakterystyki ,1 g/mol Gęstość 0,789-0,791 g/cm 3 (20 o C) R: 11 Produkt wysoce łatwopalny S: 7-16 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty. Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu nie palić tytoniu. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W zlewce o poj. 250 cm 3 rozpuszcza się 3,0 g dwuwodnego szczawianu potasu i 7,0 g jednowodnego kwasu szczawiowego w 100 cm 3 gorącej wody. Do otrzymanego roztworu dodaje się małymi porcjami, stale mieszając, sproszkowany dichromian potasu (2,25 g). Podczas dodawania dichromianu zachodzi burzliwa reakcja; roztwór ogrzewa się. Po zakończeniu reakcji roztwór odparowuje się do małej objętości (do początku krystalizacji) na trójnogu, podgrzewając palnikiem i pozostawia w temperaturze pokojowej do wykrystalizowania całego produktu. Wydzielone ciemnozielone kryształy odsącza się na lejku Büchnera, pod zmniejszonym ciśnieniem, przemywa kilkoma cm 3 wody, a następnie etanolem (około 5 cm 3 ). Na końcu produkt suszy się na powietrzu. Temperatura topnienia produktu Stoniowy rozkład w trakcie ogrzewania 26

27 Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady po zobojętnieniu do ph około 7 wprowadza się do pojemnika zawierającego odpady związków metali ciężkich. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 5. Opisz dokładnie wykonaną synteże, zanotuj zmiany barwy, powstawanie osadu, itp. Omów rolę poszczególnych reagentów. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 6. Dlaczego Cr(III) tworzy łatwo trwałe kompleksy anionowe? Jakie znasz metody oczyszczania rozpuszczalnych w wodzie substancji chemicznych. 7. Dlaczego kompleksy chelatowe są trwalsze od monodentnych? 27

28 10. CHLOREK TRIS(ETYLENODIAMINA)KOBALTU(III) [Co(en) 3 ]Cl 3 4CoCl 2 + 8C 2 H 4 (NH 2 ) 2 + 4C 2 H 4 (NH 2 ) 2 HCl +O 2 4[Co(en) 3 ]Cl 3 + 2H 2 O Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 2 3 godziny Płuczka, pompka wodna, zlewka, palnik, trójnóg, łaźnia wodna, zestaw do sączenia Odczynniki Etylenodiamina 12,2 g Kwas solny 3,4 cm 3 Chlorek kobaltu 4,8 g Alkohol etylowy - WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Etylenodiamina, 1,2-Diaminoetan, 1,2-Etanodiamina C 2 H 4 (NH 2 ) ,1 g/mol Gęstość 0,90 g/cm 3 R: 10-21/ /43 Produkt łatwopalny. Działa szkodliwie w kontakcie ze skórą i po połknięciu. Powoduje oparzenia. Może powodować uczulenie w następstwie narażenia droga oddechową i w kontakcie ze skóra. S: /37/39-45 Nie wdychać pary rozpylonej cieczy. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast dużą ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne i okulary lub ochronę twarzy. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza -jeżeli możliwe pokaz etykietę. Kwas solny HCl 36% ,46g/mol Gęstość 1,19 g/cm 3 R: Powoduje oparzenia. Działa drażniąco na drogi oddechowe. S: Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. W przypadku awarii lub, jeśli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza-, jeśli to możliwe pokaż 28

29 Chlorek kobaltu(ii) 6 hydrat Chlorek kobaltu(ii)sześciowodny CoCl 2 6H 2 O Alkohol etylowy C 2 H 5 OH etykietę ,93 g/mol R: /43-50/53 Może powodować raka w następstwie narażenia droga oddechową. Również działa szkodliwie po połknięciu. Może powodować uczulenie w następstwie narażenia droga oddechową i w kontakcie ze skóra. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne, może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym. S: Unikać narażenia przed użyciem zapoznać się z instrukcja. Nie wdychać pyłu. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza, jeżeli to możliwe, pokaż etykietę. Produkt i opakowanie usuwać jako odpad niebezpieczny. Unikać zrzutów do środowiska. Postępować zgodnie z instrukcją lub karta charakterystyki ,1 g/mol Gęstość 0,789-0,791 g/cm 3 (20 o C) R: 11 Produkt wysoce łatwopalny S: 7-16 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty. Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu nie palić tytoniu. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W zlewce lub kolbie stożkowej o poj cm 3 sporządzić 12,2 g 30%, wodnego roztworu etylenodiaminy; roztwór ten częściowo zobojętnia się poprzez dodanie 3,4 cm 3 6M kwasu solnego i wlewa do roztworu 4,8 g sześciowodnego chlorku kobaltu (II) w 15 cm 3 wody. Kobalt utlenia się poprzez napowietrzanie roztworu przez 3 godziny w płuczce połączonej z pompką wodną. Następnie roztwór odparowuje się na łaźni wodnej do momentu, w którym na powierzchni tworzyć się będzie skorupka (objętość wyniesie 3-5 cm 3). Wówczas dodaje się 5 cm 3 stężonego kwasu solnego i 6 cm 3 alkoholu etylowego. Następnie roztwór należy ochłodzić do temperatury pokojowej, wydzielone żółto-pomarańczowe, drobne kryształy odsącza się (na lejku ze spiekiem lub na lejku Büchnera) i przemywa kilkakrotnie alkoholem, do momentu aż przesącz będzie bezbarwny. Osad suszy się w temperaturze pokojowej. Temperatura topnienia produktu Stopniowa przemiana w trakcie ogrzewania 29

30 Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady (przesącze) wprowadzić do pojemnika z odpadami zawierającymi metale ciężkie. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 8. Opisz dokładnie wykonaną synteże, zanotuj zmiany barwy, powstawanie osadu, itp. Omów rolę poszczególnych reagentów. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 9. Dlaczego chrom(iii) tworzy łatwo trwałe kompleksy anionowe? Jak można wymienić aniony chlorkowe na inne (np. nadchloranowe, triflatowe)? 10. Dlaczego kompleksy chelatowe są trwalsze od monodentnych? Co to znaczy, że aniony chlorkowe w otrzymanym kompleksie pełnią rolę przeciwjonów? 30

31 11. AZOTAN trans-diazotynobis(etylenodiamina)ko- BALTU(III) trans-[co(en) 2 (NO 2 ) 2 ]NO 3 4Co(NO 3 )2 + 8NaNO 2 +4en + 4en HNO 3 + O 2 [Co(en) 2 (NO 2 ) 2 ]NO 3 + 8NaNO 3 + 2H 2 O Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 1 1 godzina 20 minut Zlewki, płuczka, pompka wodna, lejek, pompka wodna, lejek Büchnera, szalka Petriego, pipeta, cylinder miarowy Odczynniki Etylenodiamina 3,34 g Kwas azotowy stężony 65% 1,5 cm 3 Azotan(V) kobaltu (II) 5,75g Azotan (III) sodu 3,0 g Alkohol etylowy - WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Etylenodiamina, 1,2-Diaminoetan, 1,2-Etanodiamina C 2 H 4 (NH 2 ) Ciężar cząsteczkowy 60,1 g/mol Gęstość 0,90 g/cm 3 R: 10-21/ /43 Produkt łatwopalny. Działa szkodliwie w kontakcie ze skórą i po połknięciu. Powoduje oparzenia. Może powodować uczulenie w następstwie narażenia droga oddechową i w kontakcie ze skóra. S: /37/39-45 Nie wdychać pary rozpylonej cieczy. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast dużą ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne i okulary lub ochronę twarzy. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza -jeżeli możliwe pokaz etykietę. 31

32 Kwas azotowy HNO 3 65% Ciężar cząsteczkowy 63,01 g/mol Gęstość 1,40g/cm 3 (20 o C) R: 35 Powoduje poważne oparzenia S: Nie wdychać rozpylonej cieczy. Zanieczyszczone oczy przemyć natychmiast duża ilością wody i zasięgnąć porady lekarza. Nosić odpowiednią odzież ochronną, odpowiednie rękawice ochronne. W przypadku awarii lub, jeśli źle się poczujesz, zasięgnij niezwłocznie porady lekarza - jeśli to możliwe pokaż etykietę. Azotyn sodu Azotan (III) sodu NaNO Ciężar cząsteczkowy 69 g/mol Kobaltu (II) azotan 6 hydrat Kobaltawy azotan sześciowodny Co(NO 3 ) 2 * 6H 2 O Alkohol etylowy C 2 H 5 OH R: Kontakt z materiałami zapalnymi może spowodować pożar. Działa toksycznie po połknięciu. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne. S: W przypadku awarii lub, gdy źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza - jeśli to możliwe pokaż etykietę. Unikaj zrzutów do środowiska. Postępuj zgodnie z instrukcją lub kartą charakterystyki Ciężar cząsteczkowy 291,04 g/mol R: Działa szkodliwie po połknięciu. Ograniczone dowody działania rakotwórczego. Może powodować uczulenie w kontakcie ze skóra. S: 36/37 Nosić odpowiednią odzież ochronna i odpowiednie rękawice ochronne Ciężar cząsteczkowy 60,1 g/mol Gęstość 0,789-0,791 g/cm 3 (20 o C) R: 11 Produkt wysoce łatwopalny S: 7-16 Przechowywać pojemnik szczelnie zamknięty. Nie przechowywać w pobliżu źródeł zapłonu nie palić tytoniu. 32

33 CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA Znajdującą się w zlewce lub kolbie stożkowej (o poj. 25 cm 3 ) mieszaninę 3,34 g 70% etylenodiaminy i 5 cm 3 wody częściowo zobojętnia się przez dodanie 1,5 cm 3 stężonego kwasu azotowego. Powstały roztwór wlewa się do wcześniej przygotowanego roztworu 5,75 g sześciowodnego azotanu kobaltu (II) i 3,0 g azotanu (III) sodu w 30 cm 3 wody (w zlewce lub w kolbie stożkowej o poj. 250 cm 3 ). Roztwór napowietrza się przez 20 minut, a następnie ochładza w mieszaninie lodu z solą. Wydzielone żółte kryształy odsącza się na lejku Büchnera, pod zmniejszonym ciśnieniem, przemywa alkoholem etylowym (na sączku, 5-10 cm 3 ) i suszy na powietrzu. Temperatura topnienia produktu Rozkład podczas ogrzewania Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady (przesącze) wprowadzić do pojemnika z odpadami zawierającymi metale ciężkie. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 11. Opisz dokładnie wykonaną synteże, zanotuj zmiany barwy, powstawanie osadu, itp. Omów rolę poszczególnych reagentów. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 12. Dlaczego produkt ma konfigurację trans? 13. Dlaczego kompleksy chelatowe są trwalsze od monodentnych? 33

34 12. TETRATIOCYJANIANOKOBALTAN (II) RTĘCI Hg[Co(SCN) 4 ] CoSO 4 + 4NH 4 SCN + HgCl 2 Hg[Co(SCN) 4 ] + (NH 4 ) 2 SO 4 + 2NH 4 Cl Poziom i skala trudności(1-3) Czas wykonania ćwiczenia Sprzęt laboratoryjny 1 1 godzina Zlewki, bagietka, palnik, trójnóg, lejek Büchnera, cylinder miarowy, pipeta, kolba ssawkowa, pompka wodna Odczynniki Siarczan kobaltu (II) 1,4 g Rodanek amonu 1,5 g Chlorek rtęci (II) 1,4 g WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH Siarczan Kobaltu (II) 7 hydrat Siarczan kobaltu (II) siedmiowodny CoSO 4 7H 2 O ,1 g/mol R: /43-50/53 Może powodować raka w następstwie narażenia droga oddechową. Również działa szkodliwie po połknięciu. Może powodować uczulenie w następstwie narażenia droga oddechową i w kontakcie ze skóra. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne, może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym. S: Nie wdychać pyłu. Unikać narażenia przed użyciem zapoznać się z instrukcja. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza -jeżeli możliwe pokaz etykietę. Amonu rodanek Amonu tiocyjanian NH 4 SCN ,12 g/mol R: 20/21/22-32 Działa szkodliwie przez drogi oddechowe, w kontakcie ze skórą i po połknięciu. W kontakcie z kwasami uwalnia bardzo toksyczne gazy. S: 13 Nie przechowywać razem z żywnością, napojami i paszami dla zwierząt. 34

35 Chlorek rtęci (II) HgCl ,5 g/mol R: /24/25-50/53 Działa bardzo toksycznie po połknięciu. Powoduje oparzenia. Działa toksycznie w kontakcie ze skórą i po połknięciu; stwarza poważne zagrożenie zdrowia w następstwie długotrwałego narażenia. Działa bardzo toksycznie na organizmy wodne; może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym. S: 36/37/ Nosić odpowiednia odzież ochronna. Odpowiednie rękawice ochronne i okulary lub ochronę twarzy. W przypadku awarii lub, jeżeli źle się poczujesz, niezwłocznie zasięgnij porady lekarza -jeżeli możliwe pokaz etykietę. Produkt i opakowanie usuwać jako odpad niebezpieczny. Unikać zrzutów do środowiska. Postępować zgodnie z karta charakterystyki lub instrukcja. CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA W zlewce o pojemności 50 cm 3 rozpuszcza się 1,4 g siedmiowodnego siarczanu kobaltu (II) i 1,5 g izotiocyjanianu (rodanku) amonu w 5 cm 3 wrzącej wody. Otrzymany roztwór dodaje się do wrzącego, przesączonego przez sączek karbowany roztworu 1,4 g chlorku rtęci (II) w 15 cm 3 wody (w zlewce lub w kolbie stożkowej). Mieszaninę gotuje się przez 3 minuty, a następnie pozostawia do ostygnięcia. Wytrącony osad przemywa się przez dekantację wodą (2 razy po 10 cm 3 ), sączy na lejku Büchnera, pod zmniejszonym ciśnieniem i suszy w temperaturze pokojowej. Temperatura topnienia produktu Stopniowa przemiana w trakcie ogrzewania Postępowanie z odpadami Wszystkie odpady (przesącze) wprowadzić do pojemnika z odpadami zawierającymi metale ciężkie. Zagadnienia do kolokwium, dyskusji z prowadzącym i sprawozdania: 14. Opisz dokładnie wykonaną synteże, zanotuj zmiany barwy, powstawanie osadu, itp. Omów rolę poszczególnych reagentów, uzasadnij kolejność dodawania reagentów. Oblicz wydajność otrzymanego produktu. 15. Narysuj struktury graniczne anionu tiocyjanianowego. Jak anion ten może kompleksować atomy centralne? 16. Jakie znasz zastosowania kompleksów z ligandem (ligandami) tuiocyjanianowym. 35