Лабораторний практикум з неорганічної хімії
Міністерство освіти і науки України
Федеральна державна бюджетна освітня установа вищої професійної освіти
“Рязанський державний університет імені С.А. Єсеніна»
ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ З НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ
УДК 54 ББК 24я73
Друкується за рішенням редакційно-видавничої ради Федеральної державної освітньої установи вищої професійної освіти «Рязанський державний університет імені С.А. Єсеніна» відповідно до плану видань на 2012 рік
А.І. Яковлєв, канд. хім. наук, проф. (РІ(ф) МГОУ) К.М. Гаврилів, д-р хім. наук, проф. (РДУ ім. С.А. Єсеніна)
Л12 Лабораторний практикум з неорганічної хімії/уклад.
С.В. Жеглов, Н.П. Ускова; Різ. держ. ун-т ім. С.А. Єсеніна. – Рязань, 2012. – 196 с.
Практикум призначений для студентів 1 курсу природничо-географічного факультету, які навчаються за напрямом 020100.62 – «Хімія», профіль підготовки «Органічна та біоорганічна хімія». Він відображає цільові установки та змістовну основу базової частини професійного циклу навчальних дисциплін, профілю підготовки «Органічна та біоорганічна хімія» та написаний з урахуванням компетентнісного підходу до навчання та вимог ФГОС ВПО.
хімічна кінетика та термодинаміка, хімічна рівновага, комплексні сполуки, хімія s, p, d-елементів, електрохімія
УДК 54 ББК 24я73
вищої професійної освіти
«Рязанський державний університет
імені С.А. Єсеніна», 2012
З Д І Р Ж А Н І Є
Правила роботи у хімічній лабораторії.
Посуд та реактиви.
Визначення молярної маси еквівалента металу
Визначення концентрації розчину
Кінетика гомогенних хімічних реакцій.
Гетерогенні хімічні реакції.
10. Комплексні сполуки.
ІІ. ХІМІЯ ЕЛЕМЕНТІВ.
Хімія елементів VІІ групи головної підгрупи.
Хімія елементів VI групи головної підгрупи.
Хімія елементів V групи головної підгрупи.
Хімія елементів IV групи головної підгрупи.
Хімія S-елементів І та ІІ групи.
Хімія елементів ІІІ групи головної підгрупи.
Хімія елементів I та II групи побічних підгруп.
Властивості d-елементів 4 періоди – хрому та марганцю.
Властивості елементів побічної підгрупи VIII групи.
Деякі фізичні константи.
Щільності водних розчинів деяких речовин
Тиск насиченої водяної пари.
Константи дисоціації деяких слабких електролітів
Питома електрична провідність розчинів деяких
кислот основ, солей (при 18 ° С), Ом -1 См -1 .
Твори розчинності важкорозчинних у воді
з'єднань (при 25 ° С).
Константи нестійкості деяких комплексних іонів
при вказаних температурах.
Термодинамічні константи деяких речовин.
Співвідношення між одиницями енергії.
10. Співвідношення між деякими
позасистемними одиницями та СІ.
Лабораторний практикум з неорганічної хімії для студентів напряму 020100.62 «Хімія», профіль підготовки «Органічна та біоорганічна хімія» передбачає розвиток навичок роботи з хімічними речовинами, а також має сприяти кращому засвоєнню дисципліни «Неорганічна хімія». У ході її вивчення студент набуває, розвиває та закріплює такі компетенції:
– використовує основні закони природничих дисциплін
у професійнійдіяльності, застосовує методи математичного аналізу та моделювання, теоретичного та експериментального дослідження (ОК-6);
- володіє основними методами, способами та засобами напів-
чення, зберігання, переробки інформації, має навички роботи
із комп'ютером як засобом управління інформацією (ОК-9);
– має здатність в умовах розвитку науки та техніки до критичної переоцінки накопиченого досвіду та творчого аналізу своїх можливостей (ОК-15);
- Має основами теорії фундаментальних розділів хімії (насамперед неорганічної) (ПК-2);
– має здатність застосовувати основні закони хімії під час обговорення отриманих результатів, у тому числі із залученням інформаційних баз даних (ПК-3);
- володіє навичками хімічного експерименту, основними синтетичними та аналітичними методами отримання та дослідження хімічних речовин та реакцій (ПК-4);
- Має навичками роботи на сучасній навчально-науковій апаратурі при проведенні хімічних експериментів (ПК-6);
- володіє методами реєстрації та обробки результатів хімічних експериментів (ПК-8);
- Має методи безпечного поводження з хімічними матеріалами з урахуванням їх фізичних і хімічних властивостей, здатністю проводити оцінку можливих ризиків (ПК-9).
Зміст лабораторних робіт узгоджений із темами семінарських занять. Студенти заздалегідь отримують методичні рекомендації щодо виконання лабораторної роботи з метою ознайомлення
з розумінням її змісту. Крім того, кожна хімічна операція вимагає обережності та уваги експериментатора, тому що навіть самий, здавалося б, нешкідливий досвід може спричинити важкі наслідки при непродуманому його виконанні. Тому студент має прочитати по керівництву допрактичним заняттям опис дослідів, які він виконуватиме в практикумі, ознайомитися за підручниками з властивостями речовин, що вивчаються, з теоретичним матеріалом, що відноситься до даної теми, відзначити, робота з якими речовинами вимагає особливої уваги та обережності.
Перед початком занять до індивідуальних робочих (лабораторних) зошит заноситься короткий опис робіт з заданої теми (мета, теоретичні основи, хід роботи). Виконавцями перевіряється наявність необхідного лабораторного обладнання, посуду, контрольно-вимірювальних приладів, реактивів та відповідність умов роботи вимогам техніки безпеки (ТВ). Монтаж та налагодження обладнання, підготовка необхідних розчинів реагентів, твердих сумішей та інших матеріалів та виконання експериментальної частини роботи проводяться студентами самостійно під час консультацій викладача.
Усі заплановані роботи виконуються студентами у групах (склад груп – 2–3 особи є постійним на весь семестр) відповідно до лабораторного практикуму. Результати робіт заносяться в індивідуальні зошити у встановленій формі. Відповіді на контрольні питання та завдання подаються студентами у письмовій чи усній формі відповідно до завдання викладача.
Для отримання заліку по лабораторному практикуму необхідно подати письмово результати всіх запланованих робіт, а також виконати контрольні завдання до кожної лабораторної роботи.
I. ОБЩА Я ХІМІЯ
1. ПРАВИЛА РОБОТИ У ХІМІЧНІЙ ЛАБОРАТОРІЇ. ПОСУД І РЕАКТИВИ
(ОК-14, ПК-3, ПК-4, ПК-9)
Мета роботи: вивчення правил роботи у хімічній лабораторії, заходів надання першої медичної допомоги, основного хімічного посуду, правил зберігання реагентів, правил ведення робочого журналу.
П РА В І Л А Р А Б О Т И
У Х І М І Ч ЕС К О Й Л А Б О Р А Т О Р І І
1. Студенту в лабораторії відводиться постійне робоче місце та місце для зберігання виданого посуду, які він зобов'язаний утримувати у чистоті та порядку. На робочому місці повинні бути тільки ті предмети, які потрібні на даний час для роботи.
2. Необхідні для роботи реактиви виставляються лаборантом на полиці у витяжній шафі.
3. Сухі реактиви слід брати чистим шпателем або спеціальною ложечкою. При наливанні розчинів зі склянок слід тримати останні таким чином, щоб етикетка була повернена вгору (щоб уникнути її забруднення).
4. Якщо у посібнику не зазначено, яку кількість речовини необхідно взяти для проведення в пробірці того чи іншого досвіду, пропонується брати суху речовину в кількості, що закриває дно пробірки, а розчин – не більше ⅛ обсягу пробірки.
5. Невитрачені реактиви в жодному разі не можна висипати (виливати) назад у матеріальні склянки.
6. Кришки та пробки від реактивних банок та склянок слід класти на стіл поверхнею, що не стикається з реактивом.
7. Після закінчення роботи необхідно навести порядок на робочому місці, а посуд вимити та прибрати в індивідуальний ящик для зберігання. Посуд та інструменти загального користування повернути на вихідне місце.
О К А З А Н І Е
П Е Р В О Й М Е Д І Ц І Н С К О Й П О М О Щ І
В ЛАБОРАТОРІЇ
1. При попаданні на шкіру (рук, обличчя і т.д.) концентрованих кислот (сірчаної, азотної, оцтової тощо) слід обпалене місце негайно промивати сильним струменем води протягом 3-5 хв., після чого накласти пов'язку з вати, змоченої 3% розчином перманганату калію. При сильних опіках після першої допомоги негайнозвернутися до лікаря.
2. При опіку шкіри розчинами лугів промивати обпалену ділянку шкіри водою доти, доки шкіра не перестане бути
слизькою на дотик, після чого накласти пов'язку, змочену
3%-ним розчином перманганату калію.
3. При попаданні бризок кислоти або лугу в очі негайно промити пошкоджене око великою кількістю води кімнатної температури, після чого звернутися до лікаря. Очі промивають водою, потім розчином борної кислоти або гідрокарбонату натрію. Після заключного ополіскування очей чистою водою під повіки ввести 2-3 краплі розчину альбуциду з масовою часткою речовини 30%.
4. При опіку шкіри гарячими предметами (скло, метали і т.п.) спочатку накласти пов'язку, змочену 3% розчином перманганату калію, а потім жирну пов'язку (мазь від опіків).
5. При отруєнні хлором, бромом, сірководнем необхідно вивести потерпілого на повітря, а потім звернутися до лікаря.
6. Отруєння кислотами: випити 4-5 склянок теплої води
і викликати блювоту, потім випити стільки ж суспензії оксиду магнію у воді
і знову викликати блювоту. Після цього зробити промивання шлунка теплою водою. Загальний об'єм рідини – не менше ніж 6 л.
7. Отруєння лугами: випити 4–5 склянок теплої води та викликати блювоту, потім випити стільки ж водного розчину оцтової кислоти з масовою часткою речовини 2 % та знову викликати блювання. Після цього зробити промивання шлунка теплою водою.
8. Отруєння фенолом: випити 4-5 склянок теплої води та викликати блювоту, потім випити стільки ж рожевого розчину перманганату
калію і знову викликати блювоту. Третє промивання зробити водним розчином етанолу з часткою речовини 5 % (об'єм щонайменше 1 л).
9. Отруєння парами брому: нюхати з ваткинашатирний спирт, потім промити слизові оболонки носа та горла водним розчином гідрокарбонату натрію з масовою часткою речовини 2 %.
10. Опіки 1-го ступеня: обробити етиловим спиртом та накласти суху стерильну пов'язку.
11. Опіки їдкою: видалити їдку зі шкіри струшуванням або зняттям пінцетом, сухим папером або скляною паличкою.
12. Опіки розчинами кислот або лугів: змити речовини після струшування видимих крапель під струменем води.
13. Опіки негашеним вапном: знімати вапно слід пінцетом або тампоном, змоченим мінеральним або олією. Забороняється користуватися водою. Після видалення зі шкіри травмуючої речовини уражену ділянку обробляють розчином оцтової кислоти або гідрокарбонату натрію з масовою часткою 2%. Потім обполіскують водою та накладають пов'язку з фурациліном.
14. Опіки йодом або рідким бромом: речовину видаляють зі шкіри етиловим спиртом і накладають примочку розчину гідрокарбонату натрію.
ОСНОВНИЙ ПОСУД, ЗАСТОСУВАНИЙ В ПРАКТИКУМІ . ОСНОВНІ ПРЕПАРАТИВНІ
Мірний хімічний посуд
Мірною називають посуд, що застосовується для вимірювання об'ємів рідин. До неї належать циліндри, бюретки, піпетки, мірні колби. Циліндри застосовують у тих випадках, коли виміри не вимагають великої точності. Мірні циліндри - це скляні судини з нанесеними на зовнішній стінці поділками, що вказують обсяг мілілітрів. Місткість циліндрів буває від 5-10 мл до 1 л і більше.
Піпетки служать для відмірювання та перенесення певного обсягу рідини. Звичайні піпетки є скляними трубками невеликого діаметру з розширенням посередині. Нижній кінець піпетки трохи відтягнутий і має діаметр близько 1 мм. Піпетки бувають місткістю від 01 до 100 мл. Уверхній частині піпетки є мітка, до якої набирають рідину.
Для заповнення нижній кінець піпетки опускають у рідину до дна судини. За допомогою груші набирають рідину, стежачи, щоб кінчик піпетки постійно знаходився в рідині.
Рідину набирають так, щоб вона піднялася на 2–3 мм вище за мітку, швидко закривають верхній отвір вказівним пальцем, притримуючи в той же час піпетку великим і середнім пальцями. Потім послаблюють тиск вказівного пальця, в результаті чого рідина повільно витікає з піпетки.
Бюретки - вузькі трубки з поділками, що відмірюють об'єм рідини, що витікає. Звичайна ємність бюреток – 5, 10, 30, 40, 50, 100 мл. Точність виміру – 0,1 %.
Мірні колби застосовують для виготовлення заданого об'єму розчину. Вони є плоскодонними судинами різної місткості. На шийці колби є мітка, а на самій колбі вказана її місткість у мілілітрах за певної температури.
Тонкостінний та товстостінний хімічний посуд
Для проведення різних хімічних дослідів застосовується спеціальний посуд із тонкостінного або товстостінного скла. Вироби із тонкостінного скла стійкі до коливань температури, тому в них зазвичай проводяться хімічні операції, що вимагають нагрівання. Хімічний посуд із товстостінного скла нагрівати не можна. Найчастіше у практикумі вживається скляна посуд, зображена малюнку 1: склянки (а), пробірки (б), колби конічні і круглодонні (в).