Лабораторная посуда: фото и описание, разновидности и назначение. Знакомство с химической посудой Приготовление раствора с определенной массовой
Большинство химических опытов проводят в стеклянной посуде. Стекло прозрачно, и вы можете наблюдать, что происходит с веществами. В некоторых случаях стекло заменяют прозрачной пластмассой. Она не бьется, но такую посуду, в отличие от стеклянной, нельзя нагревать.
Химические реакции проводят в пробирках (рис. 12), плоскодонных (рис. 13) или конических (рис. 14) колбах.
Рис. 12. Штатив с пробирками
Рис. 13. Плоскодонные колбы
Если содержимое пробирки нужно нагреть, пользуются специальными держателями (рис. 15). Нагревать можно только колбы, сделанные из специального термостойкого стекла. Такую посуду помечают специальным знаком - матовым прямоугольником.
Рис. 14. Конические колбы
Рис. 15. Держатель для пробирок
Для демонстрационного эксперимента часто используют химические стаканы (рис. 16) и конические колбы, которые имеют специальную градуировку, позволяющую определить объем находящейся в них жидкости.
Рис. 16. Химические стаканы
Рис. 17. Круглодонная колба
Круглодонные колбы (рис. 17) нельзя поставить на стол, их закрепляют на металлических стойках - штативах (рис. 18) - с помощью лапок. Лапки, а также металлические кольца крепят на штативе специальными зажимами. В круглодонных колбах удобно проводить химические реакции для получения каких-либо веществ, например газообразных.
Рис. 18.
Штатив с кольцом, лапкой и зажимами
Для того чтобы собирать образующиеся газы, используют колбу с отводом - колбу Вюрца (рис. 19) или пробку с газоотводной трубкой.
Если образующиеся газообразные вещества нужно охладить, сконденсировать в жидкость, используют стеклянный холодильник (рис. 20). В его внутренней трубке, охлаждаемой холодной водой, которая течет по внешней трубке или рубашке холодильника в обратном направлении, образующиеся газы превращаются в жидкость.
Рис. 19. Колба Вюрца
Рис. 20. Стеклянные холодильники
Конусные воронки (рис. 21) служат для переливания жидкостей из одного сосуда в другой, а также применяются в процессе фильтрования. Вы, наверное, знаете, что фильтрованием называют процесс отделения жидкости от частиц твердого вещества.
Для разделения двух несмешивающихся жидкостей, например бензина и воды, служат делительные воронки (рис. 22). Нижний слой более тяжелой жидкости сливается через нижнюю трубку, снабженную краном, жидкость с меньшей плотностью остается в воронке.
Рис. 21. Конусные воронки
Рис. 22. Делительные воронки
Посуда с толстыми стенками, похожая на глубокую миску, называется кристаллизатором (рис. 23). Благодаря его большой площади поверхности растворитель быстро испаряется из раствора, а растворенное вещество остается на стенках емкости в виде кристаллов. Кристаллизатор нельзя нагревать. Его стенки, кажущиеся прочными, не выдерживают нагревания и трескаются.
При выполнении химического эксперимента часто приходится отмерять необходимый объем жидкости. Для этих целей используют мерную посуду: стаканы, мерные цилиндры (рис. 24).
Рис. 23. Кристаллизатор
Рис. 24. Мерные цилиндры
Помимо стеклянной в школьной химической лаборатории есть фарфоровая посуда. Ступку и пестик (рис. 25) используют для измельчения кристаллических веществ. Стеклянная посуда для этого не подходит, так как не выдерживает давления, создаваемого пестиком при растирании.
Фарфоровые чашки с гладкими и блестящими стенками (рис. 26) можно нагревать на открытом пламени и использовать для выпаривания растворов.
Рис. 25. Ступкас пестиком
Рис. 26. Фарфоровая чашка
Чтобы избежать ошибок и травм, каждый предмет в химической лаборатории нужно использовать строго по назначению и уметь с ним обращаться. Химический эксперимент будет действительно безопасным, поучительным и интересным, если соблюдать меры предосторожности при работе с химической посудой, реактивами, оборудованием. Эти меры предусмотрены правилами техники безопасности.
Кабинет химии - необычный, и требования к работе в нем особенные. Например, в химическом кабинете ни в коем случае нельзя принимать пищу, поскольку многие вещества, которые в нем находятся, ядовиты.
Химический кабинет должен быть оснащен вытяжным шкафом (рис. 27). Многие вещества имеют резкий неприятный запах, их пары вредны для здоровья. С такими веществами работают в вытяжном шкафу.
При проведении особо опасных опытов используют защитные очки (рис. 28).
Рис. 27. Вытяжной шкаф в школьной лаборатории
Рис. 28. Защитные очки используют при выполнении особо опасных опытов
Некоторые химические вещества ядовиты, другие при попадании на кожу разъедают ее, многие легко воспламеняются. Предупреждают об этом специальные знаки на этикетках (рис. 29).
Запрещается брать вещества руками |
|
Запрещается оставлять открытыми склянки с реактивами |
|
Едкое вещество - кислота! Разрушает и раздражает кожу, слизистые оболочки |
|
Едкое вещество - щелочь! Разрушает и раздражает кожу, слизистые оболочки |
|
Токсичное и физиологически опасное вещество |
|
Попавшие на кожу капли раствора кислоты немедленно смойте сильной струей холодной воды, а затем обработайте поврежденную поверхность 2%-м раствором питьевой соды |
|
Попавшие на кожу капли раствора щелочи немедленно смойте сильной струей холодной воды, а затем обработайте поврежденную поверхность 2%-м раствором уксусной кислоты |
|
Определяя вещество по запаху, необходимо держать сосуд на расстоянии 15-20 см от лица и легкими движениями руки направлять воздух от отверстия сосуда к носу, не делая глубокого вдоха |
|
Пробирку закрепляйте в пробиркодержателе у отверстия |
|
Зажигайте спиртовку спичкой. Гасите спиртовку, накрывая пламя колпачком |
|
Нагревайте сначала всю пробирку или стеклянную пластину, затем, не вынимая ее из пламени, ту часть, где находится вещество |
|
Нагревайте вещества в верхней части пламени, так как она самая горячая |
|
Используйте для удерживания нагреваемых предметов (фарфоровой чашки, металлической, стеклянной и фарфоровой пластинок) тигельные щипцы |
|
Используйте шпатель для твердых веществ |
Рис. 29.
Знаки, обозначающие правила техники безопасности при выполнении химических опытов, и их расшифровка
Не приступайте к эксперименту, если точно не знаете порядка и правил проведения опыта. Работать надо, строго соблюдая инструкцию и только с теми веществами, которые необходимы для эксперимента.
Подготовьте рабочее место, рационально разместите реактивы, посуду, принадлежности, чтобы не пришлось тянуться через стол, опрокидывая рукавом колбы и пробирки. Не загромождайте стол вещами, которые не потребуются для выполнения эксперимента.
Опыты проводят только в химической чистой посуде, а значит, по окончании работы ее нужно тщательно вымыть.
Все манипуляции нужно проводить над столом.
Чтобы определить запах вещества, необходимо держать сосуд на расстоянии 15-20 см от лица и легкими движениями руки направлять воздух от отверстия сосуда к носу (рис. 30).
Рис. 30.
Определение запаха веществ
Разумеется, никакие вещества пробовать на вкус нельзя!
Никогда не выливайте излишек реактива обратно в склянку. Пользуйтесь для этого специальным стаканом для отходов. Рассыпанные твердые вещества тоже нельзя собирать обратно в исходный сосуд, тем более руками.
Если вы нечаянно обожглись, порезались, разлили реактив на стол, на руки или на одежду, немедленно обратитесь к учителю или лаборанту.
Закончив эксперимент, приведите рабочее место в порядок.
Знакомство с химическими явлениями и различными веществами начинается еще в школьные годы. И именно здесь, при проведении лабораторных работ, и происходит первое знакомство со специальной химической посудой, которая необходима для проведения опытов и исследований. В современных научных лабораториях, помимо фундаментальных изучений, проводятся исследования по прикладным направлениям, к которым относится, например, разработка лекарственных препаратов.
Наличие качественной, удобной в использовании и безопасной в работе с реактивами, химической посуды обеспечивает высокие результаты исследований проводимых в той или иной лаборатории. В настоящее время промышленность предлагает широкий ассортимент различной лабораторной посуды из фарфора , стекла и пластика, при этом возможно изготовление по индивидуальным эскизам. Но наиболее востребованной является стеклянная лабораторная посуда.
Стекло имеет высокие термоустойчивые показатели, именно поэтому его применение в качестве основного материала при производстве лабораторной посуды является наиболее актуальным. Только в тех случаях, когда его термической устойчивости для проведения определенных работ недостаточно, используются лабораторные предметы, изготовленные из альтернативных материалов. Это может быть металлическая или кварцевая посуда.
Надо отметить, что лабораторная посуда из стекла может быть как прозрачной, так и непрозрачной, способной поглощать ультрафиолетовые лучи. Использование стеклянной посуды при проведении лабораторных исследований позволяет полностью исключить какое-либо воздействие материала на результаты работ. Осуществлять необходимую исследовательскую деятельность, при которой имеется контакт с различными, в том числе ядовитыми веществами, с помощью стеклянной посуды можно без угрозы для здоровья.
Стеклянной лабораторной посудой общего назначения принято считать пробирки, колбы, лейки, тройники, воронки, чаши и многие другие предметы, которые используются по назначению при проведении различных лабораторных работ. Одним из основных факторов при выборе стеклянной посуды для лабораторных работ является не только оптимальная цена, но и качество соответствия требованиям стандарта, к которым относится обязательная маркировка, в частности: обозначение единицы измерения, нанесение матовой поверхности для лабораторных записей, логотип завода-изготовителя, обозначение марки стекла.
К мерной химической посуде, предназначенной для измерения объема жидкостей, относятся мерные колбы, измерительные цилиндры, градуированные пробирки, бюретки, пипетки и мензурки. Поверхностная маркировка на стеклянной химической посуде выполняется с высокой степенью контрастности, что позволяет использовать посуду для окрашенных растворов. При этом маркировка обладает высокой степенью долговечности и стойкости благодаря диффузии специальной краски в стеклянную поверхность. Важно помнить, что мерную посуду нельзя нагревать, она используется исключительно в измерительных целях.
Не менее востребована в химической промышленности и пластиковая лабораторная посуда , которая изготавливается из различных полимерных материалов, обеспечивающих легкий вес и прочность. Изделия из полипропилена имеют ряд своих преимуществ, к которым относится пластичность и высокие качественные характеристики. Такой вид посуды пригоден для разведения концентрированных щелочей и кислот, а также для проведения горячего фильтрования без предварительного нагрева фильтровальных воронок.
Важно, что лабораторная посуда из пластика не уступает по качественным характеристикам стеклянной посуде и при этом она удобна в применении, так как она устойчива к щелочам, кислотам и другим агрессивным веществам. Химическая посуда из пропилена легко моется и быстро сохнет, а также не бьется, что делает ее безопасной в применении. Важным фактором является возможный широкий температурный интервал в использовании пластиковой лабораторной посуды, которая даже при крайне низкой или высокой температуре не меняет свою химическую стойкость.
Очень востребованы на сегодняшний день пластиковые контейнеры, пипетки, наконечники и пробирки, используемые в медицине, фармацевтической и химической промышленностях. Высокие эксплуатационные характеристики полипропилена позволяют увеличивать спектр областей применения пластиковой посуды.
В настоящее время многие лаборатории используют фарфоровую посуду, которая, в отличие от стеклянной, обладает наибольшей термостойкостью и прочностью, вместе с тем, она тяжела и непрозрачна, что делает ее применение актуальным только для узкоспециализированных направлений. Из фарфора чаще всего изготавливают чаши для выпаривания, стаканы, ступки и ложки-шпатели, применяемые при отборе вещества. Тонкостенная фарфоровая посуда способна выдерживать резкие перепады температуры, поэтому в ней очень удобно проводить выпаривание в муфельной печи, на песчаной бане или газовой горелке.
В современном производстве колб, пробирок, воронок, мензурок и пипеток используется высокотехнологичное оборудование, что позволяет сделать такое производство наименее затратным. Это, прежде всего, влияет на приемлемую стоимость лабораторной посуды на выходе. Такую качественную химическую посуду можно купить по доступным ценам, заказав предварительно необходимое количество.
Примечательно, что приобретение лабораторной посуды для различного использования и назначения на сегодняшний день не является проблематичным. Город Москва имеет ряд компаний, которые предлагают широкий ассортимент лабораторного оборудования высокого качества по оптимальным ценам. В каталоге компании, осуществляющей прямые поставки лабораторного оборудования от прямых производителей, имеется лабораторная химическая посуда различного назначения, которая отличается высоким качеством и приемлемыми ценами.
«Знакомство с лабораторным оборудованием. Правила безопасности в химической лаборатории»
Цель:
ознакомить с правилами техники безопасности. Научиться правильно обращаться с лабораторным оборудование.
Оборудование:
инструкция » Правила техники безопасности при работе в химическом кабинете.
образцы химической посуды, лабораторный штатив
План урока:
1)организационный момент
2)ознакомление с правилами техники безопасности
3)знакомство с лабораторным оборудованием
4)проверочная работа
Ход урока:
1)Организационный момент
2)Правила техники безопасности:
а)начинать выполнение практической работы только с разрешением учителя
б)во время работы в кабинете химии соблюдать дисциплину, поддерживать порядок на рабочем месте
Запрещается:
а)принимать пищу и напитки;
б)загромождать проходы сумками и портфелями;
в)выносить из кабинета или вносить в него любые вещества;
г)брать приборы и вещества с рабочих мест, не занятых учащимся;
д)проводить самостоятельно любые опыты,не предусмотренные лабораторной работой;
е)оставлять без присмотра нагревательные приборы
Немедленно сообщать учителю:
а)о получении травмы(порез,ожог)
б)обо всех разливных жидкостей, а также о рассыпанных твердых реактивах
в)обо всех неполадках в работе оборудования
При возникновении в кабинете во время занятий аварийных ситуаций не допускать паники и подчиняться указаниям учителя
Правило по оказании первой помощи:
Первая помощь при порезах:
а)в первую очередь, необходимо остановить кровотечение (давящая повязка, пережатие сосуда);
б)если рана загрязнена,грязь удаляют только вокруг нее, но ни в коем случае- из глубинных слоев раны. Кожу вокруг раны обеззараживают йодной настойкой или раствором бриллиантовой зелени;
в)после обработки рану закрывают стерильной салфеткой так, чтобы перекрыть края раны, и плотно прибинтовывают обычным бинтом;
г)после получения первой помощи обраться в медпункт
Первая помощь при ожогах: Ожог первой степени обрабатывают этиловым спиртом,затем, для снятия болевых ощущений, глицерином и накладывают сухую стерильную повязку. Во всех остальных случаях накладывают стерильную повязку после охлаждения места ожога и обращаются в медпункт.
Первая помощь при попадании кислоты на кожу рук:
Попавшие на кожу капли кислоты стряхните и тщательно смойте большим количеством воды,а замет обработайте пораженную поверхность 2 % раствором питьевой соды
Первая помощь при попадании щелочи на кожу рук:
Попавшие на кожу капли щелочи стряхните и тщательно смойте большим количеством воды, а замет обработайте пораженную поверхность 2 % уксусной кислоты
3)Ознакомление с оборудованием
4)Проверочная работа «Правила поведения в кабинете химии»
1)Если во время занятий в кабинете химии что-то загорается,то что нужно сделать в первую очередь:
а)быстро выбежать из кабинета
б)постараться потушить пожар
в)сообщить учителю и следовать его указаниям
г)начать выносить горючие жидкости
2)Что должен сделать учащийся,если почувствует себя плохо во время занятий:
а)обраться к учителю или лаборанту
б)пойти к врачу,предупредив соседа по парте
в)дождаться конца занятий и пойти в поликлинику
г)пойти домой
3)Может ли учащийся находиться в кабинете химии до звонка на урок
а)может, если там находиться учитель или лаборант
б)может, если у него есть на это разрешение
в)вход в кабинет разрешен только со звонком
г)может, если там есть другие учащиеся
4)Если вы увлекаетесь химией, можно ли брать в кабинете реактивы для домашнего эксперимента:
а)можно,но с разрешением учителя
б)строго запрещено
в)реактивы выдаются родителям по их письменную заявлению
г)можно, если данные вещества вам знакомы
5)Что должен в первую очередь сделать учащийся, если в ходе эксперимента на стол упала и разбилась пробирка с жидкостью:
а)сразу сообщить преподавателю
б)убрать осколки стекла, а после убрать разлившуюся жидкость
в)сначала убрать жидкость, а потом осколки
г)посмотреть,не льется ли пролитая жидкость со стола
6)Следует ли мыть руки после занятий на уроке химии:
а)мыть,если была лабораторная работа
б) не мыть
в)только по указанию учителя
г)если кто-то еще будет мыть
Домашнее задание: выполнить задание в тетради
Цель работы – изучить имеющуюся в лаборатории химическую посуду, освоить технику работы с ней.
Требования к содержанию, оформлению и порядку выполнения: ознакомиться с техникой выполнения эксперимента, провести опыт, записать наблюдения, составить уравнения реакций
Общая постановка задачи: выполнить эксперимент и оформить отчет о проделанной работе
Химическая посуда делится на стеклянную и фарфоровую . Основными требованием, предъявляемым к стеклянной посуде , является ее химическая устойчивость. Химическая устойчивость – это свойство стекла противостоять разрушающему действию растворов щелочей, кислот и других веществ. Термическая устойчивость – способность посуды выдерживать резкие колебания температуры
Вся посуда по назначению делится на несколько групп:
Общего назначения (используется для выполнения нескольких химических операций): пробирки, стаканы, плоскодонные, конические и круглодонные колбы, колбы Вюрца (круглодонные с газоотводной трубкой), кристаллизаторы, воронки, часовые стекла, бюксы;
Мерная посуда: цилиндры, мензурки, пипетки Мора и градуированные пипетки, мерные колбы;
Посуда специального назначения: осушительные склянки (Тищенко, Вульфа, Дрекселя), аппарат Киппа, установка для фильтрования под вакуумом, которая состоит из колбы Бунзена, воронки Бюхнера, склянки-ловушки и водоструйного насоса;
Посуда из фарфора и других материалов: шпатели, ступки, выпарительные чашки, тигли.
Посуда общего назначения | |
Пробирки: а) химическая – для проведения химических реакций; б) мерная – для отмеривания объема жидкости | |
Воронки а) химическая– для переливания жидкости; б) капельная – для добавления определенного объема жидкости по каплям; в) делительная – для разделения несмешивающихся жидкостей; | |
Стакан – для осуществления разнообразных химических процессов (фильтрование, нагревание, разбавление, ориентировочное отмеривание объема жидкости) | |
Колба круглая плоскодонная– для хранения растворов, осуществления химических процессов (фильтрование, нагревание, разбавление, ориентировочное отмеривание объема жидкости) | |
Колба коническая -для титрования | |
Кристаллизатор – для охлаждения веществ | |
Колба круглодонная –входит в состав перегонных установок. | |
Эксикатор – для медленного высушивания и для сохранения веществ, легко поглощающих влагу. В качестве водопоглощающих средств (сорбента) применяют следующие вещества: сухой хлорид кальция, оксид алюминия, серную кислоту (концентрированную), силикагель. | |
Капельница – для добавления нескольких капель какого-либо реактива | |
Бюкс -для хранения сухих веществ, высушивания их в сушильном шкафу, взвешивания | |
Мерная посуда | |
Цилиндр – для отмеривания объема жидкости | |
Колба мерная –для приготовления растворов с точной концентрацией (молярных или нормальных), а также для отмеривания точного объема жидкости. | |
Пипетки –для точного отмеривания определенного объема жидкости | |
Бюретки –для отмеривании точных объемов жидкости (например, при титровании) | |
Посуда из фарфора и других материалов | |
Ступка с пестиком – для измельчения сухих веществ | |
Фарфоровая чашка – для выпаривания | |
Проволочный треугольник с фарфоровыми трубками– приспособление для осуществления процессов выпаривания и прокаливания на открытом пламени. | |
Тигель – для прокаливания веществ в муфельной печи и озоления в открытом пламени. | |
Тигельные щипцы –для захватывания крышек тиглей. | |
Пинцет –для удерживания небольших предметов. |
Получить у лаборанта химическую посуду для проведения экспериментальной работы.
Пример выполнения работы
Правила работы с пипеткой. Для наполнения нижний конец пипетки опускают в жидкость до дна сосуда. С помощью груши набирают жидкость, следя, чтобы кончик пипетки все время находился в жидкости. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Затем ослабляют нажим указательного пальца, в результате чего жидкость медленно вытекает из пипетки; как только нижний мениск жидкости опустится до метки, палец снова прижимают. Если на конце пипетки остается капля, ее следует осторожно удалить. Введя пипетку в сосуд, в который нужно перенести жидкость, отнимают указательный палец и дают жидкости стечь по стенке сосуда. После того как жидкость стечет, пипетку держат еще несколько секунд прислоненной к стенке сосуда, слегка поворачивая ее. Выдувать жидкость из пипетки не следует, так как пипетка отградуирована с учетом оставшейся в ней капли.
Правила работы с бюреткой . Бюретку заполняют жидкостью через воронку, при этом должен быть заполнен и стеклянный капилляр. Для вытекания жидкости резиновую трубку оттягивают от бусины. Если в капилляре остается пузырек воздуха, резиновую трубку изгибают так, чтобы кончик капилляра был направлен вверх, и вытесняют жидкостью весь воздух. Перед началом работы уровень жидкости в бюретке должен быть установлен на нулевом делении. Для этого наливают жидкость в бюретку на 2-3 см выше нулевого деления, а затем снимают воронку и сливают избыток жидкости.
Уровень прозрачных растворов устанавливают по нижнему краю мениска, непрозрачных - по верхнему. При отсчете по бюретке глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости.
Фильтрование
Фильтрование - процесс механического разделения твердых и жидких компонентов смеси. Сущность фильтрования состоит в том, что жидкость с находящимися в ней частицами твердого вещества пропускают через фильтр, задерживающий твердую фазу. Наиболее распространенными являются бумажные фильтры. Когда целью фильтрования является выделение твердого осадка, фильтрование проводят через простой (гладкий) фильтр.
Простой фильтр готовят из квадратного куска фильтровальной бумаги, перегибая его дважды: сначала по одной, а затем по другой пунктирной линии. Образовавшийся малый квадрат обрезают ножницами по дуге с таким расчетом, чтобы готовый фильтр был на 3-4 мм меньше воронки. Приготовленный фильтр развертывают в конус и помещают его в воронку так, чтобы он плотно прилегал к стенкам воронки. Затем воронку помещают в кольцо штатива, подставляют под нее стакан, наливают в воронку немного дистиллированной воды и дают ей стечь
При фильтровании, не взмучивая осадка, сливают жидкость по стеклянной палочке на фильтр. В стакан с осадком вливают небольшое количество чистого растворителя, перемешивают с осадком и снова осторожно сливают жидкость по палочке на фильтр. Такая операция называется декантацией. После нескольких декантаций последнюю порцию растворителя перемешивают с осадком и сливают по палочке на фильтр. Когда вся жидкость стечет, промывают осадок на фильтре 2-3 раза чистым растворителем.
Если целью фильтрования является получение жидкости, освобожденной от механических примесей, то применяют складчатый фильтр. Для его изготовления простой фильтр раскрывают и складывают по радиусу то в одну, то в другую сторону так, чтобы получилась гармоника, которую расправляют и вставляют в воронку.
При фильтровании сливают взмученную жидкость вместе с осадком по стеклянной палочке на фильтр.
Мытье и сушка посуды
Посуда, употребляемая для опытов, должна быть чистой, ее моют водопроводной водой с помощью специальных щеток - ершиков, а затем несколько раз ополаскивают дистиллированной водой. Если посуда очень загрязнена, к воде прибавляют немного соляной кислоты или моют ее «хромовой смесью» (смесь дихромата калия с концентрированной серной кислотой). Если необходимо быстро высушить посуду, ее помещают в сушильный шкаф. Мерную посуду моют тотчас же после употребления.
Контрольные вопросы и упражнения
1. Перечислить основные правила техники безопасности работы в химической лаборатории.
2. Правила оформления лабораторного журнала.
3. Перечислить виды химической посуды.
4. Перечислить стеклянную мерную посуду.
5. Перечислить фарфоровую посуду и ее назначение.
6. Правила работы со спиртовкой.
7. Правила работы с пипеткой.
8. Правила работы с бюреткой.
9. Изготовление фильтра.
10. Мытье и сушка посуды.
Способ оценки результатов
Работа оценивается исходя из следующих критериев:
допуск (включает устный ответ студента по технике выполнения экспериментальной части);
выполнение (включает практическое выполнение экспериментальной работы и оформление результатов в лабораторном журнале);
защита (включает сдачу коллоквиума по теории и выполнение практических манипуляций с химической посудой по индивидуальному заданию преподавателя)
Лабораторная работа №2 Основные классы неорганических веществ
Целью работы является получение и исследование свойств наиболее распространенных соединений.
Требования к содержанию, оформлению и порядку выполнения: ознакомиться с техникой выполнения эксперимента, провести опыт, записать наблюдения, составить уравнения реакций
Общая постановка задачи: выполнить эксперимент и оформить отчет о проделанной работе
Теоретическая часть: проработать теорию конспекта лекций по теме 2 раздела « важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ».
Список индивидуальных данных: получить у лаборанта реактивы и химическую посуду для проведения экспериментальной работы.
Пример выполнения работы
Опыт 1. Получение и свойства оксидов
1. Получение оксида магния. Серебристо-белый легкий металл магний при 500 .С вспыхивает и быстро сгорает ослепительно ярким пламенем. Горение сопровождается излучением света и выделением большого количества тепла. На сильном выделении света при горении магния основано его применение для изготовления осветительных ракет и в фотографии (магниевая вспышка). Образующийся оксид MgO (жженая магнезия) применяется в медицине как средство от изжоги, как сорбент и катализатор, он входит в состав огнеупорных изделий.
Взять щипцами небольшой кусочек стружки магния и поджечь его пламенем спиртовки. Горящий магний держать над фарфоровой чаш-кой. В чашку с образовавшимся оксидом магния добавить несколько миллилитров воды, размешать стеклянной палочкой и определить среду раствора индикатором фенолфталеином или универсальной индикаторной бумагой.
Уравнения реакций
2. Получение оксида хрома (III) разложением соли.
Темно-зеленый оксид хрома Cr 2 O 3 получают разложением гидроксида хрома (III) или хромосодержащих солей. Он применяется в качестве пигмента, катализатора, полирующего материала, вводится в стёкла для их окраски.
В фарфоровую чашку поместить небольшой горкой кристаллический дихромат аммония и ввести в центр горки горящую спичку. Наблюдать разложение соли, которое вначале идет медленно, а затем ускоряется. Схема реакции:
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 → Cr 2 O 3 + N 2 + H 2 O
Описать опыт и указать, какое природное явление он напоминает в уменьшенном масштабе. Переписать схему реакции, составить к ней электронные схемы окисления и восстановления, определить стехиометрические коэффициенты перед веществами и тип реакции.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Получение оксида меди.
а) Тонкую медную пластинку зажать щипцами и внести в пламя спиртовки. Нагреть до почернения. Составить уравнение реакции.
б) Получить в пробирке голубой осадок гидроксида меди(П) Сu(ОН) 2 взаимодействием нескольких капель раствора CuSO 4 с раствором щелочи. Осторожно нагреть полученный осадок. Как изменяется цвет осадка? Составить уравнения реакций.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Получение СО 2 в аппарате Киппа. Оксид углерода (IV) – углекислый газ – содержится в небольшом количестве в атмосфере (0,03 %) и в растворенном виде в некоторых минеральных источниках. В технике его получают прокаливанием известняка по реакции:
CaCO 3 CaO + CO→T 2 ,
а в лабораториях – разложением мрамора соляной кислотой в аппарате Киппа по уравнению:
CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2
Главным потребителем углекислого газа является пищевая промышленность: производство сахара, пива, газированной воды. Он применяется также в качестве хладоагента (сухой лед), для тушения пожаров и в качестве нагнетающего газа для перекачки легковоспламеняющихся жидкостей. В химической промышленности диоксид углерода используется при получении кальцинированной соды – карбоната натрия Na 2 CO 3 .
В течение примерно трех минут большую пробирку наполнять углекислым газом из аппарата Киппа, затем внести в неё 10–15 капель раствора NaOH, тотчас закрыть пробирку смоченным водой большим пальцем и встряхнуть, после чего пробирка свободно повисает на пальце. Углекислый газ взаимодействует со щелочью, в результате чего в пробирке образуется вакуум и внешнее давление прочно прижимает ее к пальцу. Эту реакцию применяют в промышленности для удаления СО 2 из газовых смесей.
Углекислый газ тяжелее воздуха, поэтому его можно «переливать», как воду. В течение примерно трех минут заполнять углекислым газом химический стакан емкостью 100 мл. Затем «перелить» газ во второй стакан и опустить в него горящую лучинку. Пламя гаснет, так как углекислый газ не поддерживает горения.
Написать уравнение реакции получения углекислого газа и его взаимодействия с NaOH. Сделать вывод о химической природе этого оксида.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт 2. Свойства щелочей.
Гидроксиды-основания подразделяются на растворимые и нерастворимые. Растворимые основания – это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Они называются щелочами.
а) В трех пробирках испытать действие индикаторов - фенолфталеина, лакмуса, метилового оранжевого - на раствор щелочи. Записать наблюдения.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
б) Налить в стакан немного раствора щелочи, прибавив к раствору 2-3 капли фенолфталеина. Добавлять по каплям раствор кислоты (помешивая стеклянной палочкой) до исчезновения окраски индикатора. Составить уравнение реакции нейтрализации.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт 3. Получение и исследование свойств малорастворимых
Оснований
Большинство металлов, кроме щелочных и щелочно-земельных, образуют малорастворимые в воде основания. Они применяются как сорбенты, катализаторы, красители и как исходные вещества при получении солей, оксидов и других соединений.
а) Получить осадок гидроксида никеля(П) Ni(OH) 2 , прибавляя к 2-3 каплям раствора соли никеля(П) избыток раствора щелочи. Испытать действие кислоты на полученный осадок. Что наблюдается? Составить уравнение реакции.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
б) Поместить в пробирку 6-8 капель раствора соли свинца(П) Pb(N0 3) 2 или Рb(СН 3 СОО) 2 . Прибавлять по каплям раствор щелочи до образования осадка. (После прибавления каждой капли щелочи пробирку встряхивать.) Отметить цвет осадка и написать уравнение реакции. Нагреть его в пламени горелки. Как изменяется цвет осадка? Записать наблюдения и составить уравнение реакции.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт 4. Получение кислот.
Положить в пробирку немного кристаллов ацетата натрия CH 3 COONa и прибавить несколько капель H 2 SO 4 . Определить по запаху, какое вещество образовалось. Написать уравнение реакции.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт 5. Свойства кислот.
а) В трех пробирках испытать действие индикаторов - лакмуса, метилового оранжевого, фенолфталеина - на разбавленный раствор любой кислоты. Записать наблюдения.
Наблюдения_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
б) В четырех пробирках испытать действие разбавленного раствора серной или соляной кислоты на магний, железо, цинк и медь. При необходимости нагреть содержимое пробирок. В каких случаях наблюдается химическая реакция? Написать уравнения реакций. Отметить положение указанных металлов в электрохимическом ряду напряжений.
Уравнения реакций
в) Испытать действие соляной или разбавленной серной кислоты на осадки гидроксидов меди(П) Си(ОН) 2 и марганца(П) Мn(ОН) 2 , предварительно получив их в двух пробирках по реакции обмена между растворами солей меди(П), марганца(П) и NaOH. Записать наблюдения и составить уравнения реакций.
Наблюдения_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
г) Поместить в пробирку кусочек карбоната кальция СаСO 3 . Приливать по каплям соляной или разбавленной азотной кислоты. Что наблюдается? Написать уравнение реакции.
Наблюдения_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Уравнения реакций
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________