Запропонуйте спосіб визначення молекулярної маси за допомогою інших газових законів
6. Що таке кристалогідрати? Наведіть приклади.
7. Чому діоксид вуглецю, що утворюється в апараті Кіппа, промивають спочатку розчином гідрокарбонату натрію, а потім сірчаної кислоти?
8. Як правильно записати точну масу предметів, зважених: а) на технохімічних терезах; б) на аналітичних терезах.
9. Опишіть правила зважування різних типів ваг. Як правильно користуватися різновагами?
10. Що таке кількість речовини (моль)? Як визначити кількість речовини, виходячи з маси, об'єму чи кількості молекул речовин?
11. Сформулюйте закон хімічних еквівалентів.
12. Що називається еквівалентом елемента та еквівалентом складної речовини? Наведіть приклади.
13. Як обчислюються еквіваленти кислот, солей та основ? Наведіть приклади.
14. Як обчислюють еквіваленти у хімічних реакціях? Наведіть приклади.
15. Як обчислити еквіваленти речовин в окислювально-відновних реакціях?
Лабораторні роботи
1.3.1 Зважування. Визначення води в кристалогідраті
Прилади та матеріали: технохімічні ваги, аналітичні ваги, різноваги, пінцет, порцеляновий тигель, кристалогідрат, муфельна піч, концентрована сірчана кислота.
Правила зважування на терезах:
1. Не можна переносити ваги з одного місця на інше. Стежити за справністю і чистотою ваг. Не допускати зважування на терезах брудних, мокрих і гарячих предметів.
2. Поводитися з вагами треба обережно та акуратно. Зважуючи, сидіти перед вагами, а не збоку.
3. Не можна класти речовину, що зважується, або предмет безпосередньо на чашку ваг. Хімічні речовинизважувати на склі, у бюксі або на папері.
4. Навантажувати та розвантажувати ваги можна лише при вимкненому арретирі. Вмикати і вимикати арретир слід повільно, без ривків, щоб уникнути різкого падіння призм на робочі поверхні.
5. При виконанні певної роботи треба користуватися одними і тими ж вагами та різновагами. Брати разновесы лише пінцетом.
6. Зважуваний предмет класти на ліву чашку терезів, а разновесы - на праву.
7. Результати зважування записувати по порожніх гніздах у разновесе і перевіряти потім під час встановлення разновесок по местам.
8. Закінчивши зважування, необхідно опустити арретир та розвантажити ваги.
1. Отримайте у лаборанта пронумеровані предмети і зважте на технохімічних і аналітичних терезах. Значення мас предметів запишіть у лабораторному журналі (таблиці), перевірте у викладача правильність одержаних результатів. Для виконання практичних робіт із загальної хімії зазвичай цілком достатньо зважувати з точністю до 0,02 г. Для цього найзручніше користуватися технохімічними вагами. Якщо під час роботи необхідно визначити масу речовини з точністю до 0,0002 р, потрібно користуватися аналітичними вагами. Проведіть математичну обробку отриманих даних та розрахуйте помилки зважування. Результати запишіть до таблиці.
2. Зважте сухий, заздалегідь розжарений порцеляновий тигель. У тигель внесіть 2 г кристалогідрату, зважте тигель з кристалогідратом, а потім прожаріть його в муфельній печі при температурі дещо більшій, ніж температура розкладання кристалогідрату (за даними довідника). Потім охолодіть тигель в ексикаторі з Н2SO4 (конц.).
3. зважте тигель, що охолонув. Знову помістіть тигель у піч, прожаріть 20-30 хв, остудіть в ексікаторі та зважте. Якщорезультат другого зважування збігається (з точністю до 0,01 г) з даними першого зважування, можна вважати, що зневоднення завершено. За результатами зважування розрахуйте кількість води в кристалогідраті, яка припадає на 1 моль безводної солі.
4. Запишіть отримані дані та результати. Розрахуйте помилку експерименту;
маса порожнього тигля - m1, г
маса тигля з наважкою - m2, г
маса кристалогідрату - m3, г
маса тигля із зневодненою речовиною - m4, г
маса безводної солі - m5, г
число молей Н2О, яке припадає на 1 моль солі - n
Абсолютна та відносна помилки
Абсолютна помилка ± L при визначенні маси є різницею між істинною масою В і масою Е, отриманою дослідним шляхом: ± (В – Е).
На практиці частіше обчислюється відносна помилка, що виражається у відсотках, яка є відношенням абсолютної помилки до істинного значення, помножене на 100:
L% = 100%.
1.3.2 Очищення речовин
1. Обчисліть, яку кількість біхромату калію необхідно взяти, щоб одержати насичений при 60 0 С розчин, виходячи з об'єму води 50 мл. Наважку розрахованої кількості біхромату калію, попередньо подрібненого у ступці, висипте в термостійку хімічну склянку місткістю 100-200 мл, влийте 50 мл дистильованої води. Склянку із вмістом поставте на азбестову сітку і нагрійте до розчинення навішування, помішуючи розчин скляною паличкою. Далі розчин відфільтруйте у склянку через складчастий фільтр. Фільтрування проводьте швидко, щоб уникнути втрат передчасної кристалізації. Фільтрат охолодіть, постійно перемішуючи скляною паличкою. Чи спостерігається зміна фарбування розчину і чому? Кристали, що випаливідфільтруйте на вирві Бюхнера і промийте 1-2 мл крижаної води. Отримані кристали висушіть між листами фільтрувального паперу, а потім у сушильній шафі при 100 0 С протягом 30-40 хв (до постійної ваги). Кристали зважте та розрахуйте вихід очищеного біхромату калію (%).
2. Досліджуйте матковий розчин на присутність домішки сульфат-іону. Для цього до 2-3 мл розведеного до 5-10 мл дистильованої води розчину додайте 1-2 краплі концентрованого розчину хлористого барію. Що спостерігається? Аналогічно визначте, чи є сульфат-іони в кристалах біхромату. У вигляді якої домішки є сульфат-іони?
Для перевірки чистоти одержаної речовини визначте температуру плавлення кристалів у приладі. Для цього кристали розітріть у ступці тонкий порошок і заповніть ними капілярну трубку на висоту 2-3 мм. Капілярна трубка із запаяним кінцем повинна мати довжину 6-8 см та діаметр 0,5 мм. Для її наповнення відкритий кінець занурити в подрібнену речовину, потім перевернути, легким постукуванням об дерев'яну поверхню пересипати речовину в нижній кінець трубки, що запаяний, і ущільнити. Операцію повторити кілька разів. Заповнену капілярну трубку прикріпити до термометра гумовим кільцем невеликого діаметра так, щоб нижній кінець трубки та кулька термометра знаходилися на одному рівні. Термометр із капіляром помістити в колбу з подовженим горлом, наповнену гліцерином, парафіном, вазеліновим маслом або порожню. Колбу нагріти так, щоб температура піднімалася на 2-3 градуси за 1 хв. Температуру плавлення порівняти з довідковими даними та обчислити помилку. Вихідну сіль необхідно взяти в кількості на 10% більше від обчисленого, т.к. вихідний продукт забруднений домішками (піском, шматочками вугілля, сульфатами, хлоридами). Усі операції зперекристалізації виконуються як у пункті 1. Температурний інтервал для розрахунку – 70 0 С. Охолодіть фільтрат у крижаній воді до 0-5 0 С.
Очищення хлориду натрію
1. Приготуйте насичений розчин кухонної солі за кімнатної температури, розчинивши 20 г її в 50 мл води. Розчин відфільтруйте в склянку. Зберіть пристрій під тягою. У круглодонну колбу помістіть 10 г хлориду натрію і через лійку додайте 20-25 мл 70% сірчаної кислоти. Вміст колби нагрійте через азбестову сітку. Запишіть спостереження та рівняння реакції.
2. Пропустіть струм хлористого водню в приготовлений насичений розчин натрію хлориду (стаканчик). Після насичення розчину (як це визначити?) припиніть пропускання хлороводню, а отримані кристали відфільтруйте, висушіть у сушильній шафі, зважте і розрахуйте вихід. Поясніть механізм цього варіанта очищення перекристалізацією.
Очищення води дистиляцією
Зберіть прилад для перегонки води. У колбу налийте розчин мідного купоросу і помістіть до неї довгі капілярні трубки (навіщо?), заповніть холодильник водою (струм води подається знизу нагору). Приймач закрийте пробкою, з аллонжем і хлоркальцієвою трубкою з натронним вапном (з якою метою?). Закрийте колбу пробкою із термометром, нагрійте розчин до кипіння і відженіть 10-15 мл води. Чиста вода виходить чи ні?
Як перевірити, чи вода не містить сірчанокислу мідь? На годинникове скло налийте кілька крапель очищеної води та випаруйте. На іншому годинниковому склі проробіть те саме з водопровідною водою. Порівняйте результати.
Очищення діоксиду вуглецю
Ознайомтеся з пристроєм Кіппа та зарядіть його для отримання вуглекислого газу. Вийнявши корок із краном, завантажте середню кулю мармуром.Закрийте отвір середнього резервуару пробкою з газовідвідною трубкою та відкрийте кран. У верхній шар налийте таку кількість 20% розчину HCl, щоб він, заповнивши частину апарату Кіппа, покрив частину мармуру, що знаходиться в середньому резервуарі, після цього закрийте кран. Що спостерігається? Написати рівняння реакції, що протікає в апараті Кіппа.
Очищення йоду сублімацією
Помістіть на дно склянки для сублімації 0,3 г кристалічного йоду і 0,1 г йодистого калію (навіщо він додається?). Накрийте склянку круглодонною колбою, заповненою холодною водою, обережно нагрійте полум'ям пальника через азбестову сітку. Чи спостерігається утворення рідини при сублімації? Кристали йоду зберіть на годинникове скло або в бюкс і визначити вихід йоду у відсотках.
Контрольні питання
1. Що таке кристалогідрати? Наведіть приклади.
2. Чому діоксид вуглецю, що виходить в апараті Кіппа, промивають спочатку розчином гідрокарбонату натрію, а потім сірчаною кислотою?
3. Як правильно записати точну масу предметів, зважених: а) на технохімічних терезах; б) на аналітичних терезах.
4. Що означає "довести до постійної маси"?
5. Опишіть правила зважування різних типів ваг. Як правильно користуватися різновагами?