Luftverdrängungsmethode. Analyse der Verteilung physikalischer Kräfte beim Einsatz chemischer Geräte. Sauerstoffgewinnung durch Luftverdrängung

PRAKTISCHE ARBEIT (1 h) Klasse 8

Die Arbeit wird von den Studierenden selbstständig unter Anleitung der Lehrkraft durchgeführt.
Das Ergebnis meiner langjährigen Arbeit zur Vorbereitung und Durchführung praktischer Arbeiten in einer Gesamtschule biete ich im Chemieunterricht der Klassen 8–9 an:

  • Gewinnung und Eigenschaften von Sauerstoff,
  • "Herstellung von Salzlösungen mit einem bestimmten Massenanteil des gelösten Stoffes",
  • "Verallgemeinerung von Informationen über die wichtigsten Klassen anorganischer Verbindungen",
  • "Elektrolytische Dissoziation",
  • „Untergruppe Sauerstoff“ (siehe nächste Ausgabe der Zeitung „Chemie“).

Alle von ihnen werden von mir im Klassenzimmer getestet. Sie können im Studium des Schulkurses Chemie sowohl nach dem neuen Programm von O. S. Gabrielyan als auch nach dem Programm von G. E. Rudzitis, F. G. Feldman verwendet werden.
Ein Schülerexperiment ist eine Art eigenständige Arbeit. Das Experiment bereichert die Schüler nicht nur mit neuen Konzepten, Fähigkeiten und Fertigkeiten, sondern ist auch eine Möglichkeit, die Wahrheit des erworbenen Wissens zu überprüfen, trägt zu einem tieferen Verständnis des Materials und der Assimilation von Wissen bei. Es ermöglicht Ihnen, das Prinzip der Variabilität in der Wahrnehmung der umgebenden Welt besser umzusetzen, da die Hauptessenz dieses Prinzips die Verbindung mit dem Leben und den zukünftigen praktischen Aktivitäten der Schüler ist.

Ziele. In der Lage sein, Sauerstoff im Labor aufzunehmen und auf zwei Arten zu sammeln: Luftverdrängung und Wasserverdrängung; experimentell die Eigenschaften von Sauerstoff bestätigen; kennen die Sicherheitsregeln.
Ausrüstung. Ein Metallständer mit Fuß, eine Spirituslampe, Streichhölzer, ein Reagenzglas mit Entlüftungsröhrchen, ein Reagenzglas, ein Wattebausch, eine Pipette, ein Becherglas, ein Splitter, eine Präpariernadel (oder Draht), ein Kristallisator mit Wasser, zwei Erlenmeyerkolben mit Stopfen.
Reagenzien. KMnO 4 kristallin (5–6 g), Ca (OH) 2 Kalkwasser, Holzkohle,
Fe (Stahldraht oder Büroklammer).

Sicherheitsbestimmungen.
Gehen Sie vorsichtig mit chemischen Geräten um!
Denken Sie daran! Das Reagenzglas wird erhitzt, indem es in einer geneigten Position über seine gesamte Länge mit zwei oder drei Bewegungen in der Flamme einer Alkohollampe gehalten wird. Richten Sie beim Erhitzen die Öffnung des Reagenzglases von sich und Ihren Nachbarn weg.

Zuvor erhalten die Schüler Hausaufgaben im Zusammenhang mit dem Studium des Inhalts der anstehenden Arbeit gemäß den Anweisungen, während sie gleichzeitig die Materialien der Lehrbücher der 8. Klasse von O.S. Gabrielyan (§ 14, 40) oder G.E. Rudzitis, F.G. Feldman (§ 19, zwanzig). In Hefte für die praktische Arbeit notieren sie den Namen des Themas, das Ziel, listen die Geräte und Reagenzien auf, erstellen eine Tabelle für den Bericht.

WÄHREND DER KLASSEN

Eine Erfahrung stelle ich höher
als tausend Meinungen
nur geboren
Vorstellung.

M. W. Lomonossow

Sauerstoff gewinnen
Luftverdrängungsverfahren

(10 Minuten)

1. Kaliumpermanganat (KMnO 4) in ein trockenes Reagenzglas geben. Legen Sie einen losen Wattebausch auf die Öffnung des Reagenzglases.
2. Reagenzglas mit Stopfen mit Gasauslassrohr verschließen, auf Dichtheit prüfen (Abb. 1).

Reis. eines.
Instrumentencheck
für Dichtheit

(Erklärungen des Lehrers, wie das Gerät auf Dichtheit zu prüfen ist.) Fixieren Sie das Gerät im Stativfuß.

3. Senken Sie das Gasauslassrohr in das Glas ab, ohne den Boden zu berühren, in einem Abstand von 2–3 mm (Abb. 2).

4. Erwärmen Sie die Substanz im Reagenzglas. (Sicherheitsvorschriften beachten.)
5. Prüfen Sie mit einem glimmenden Splitter (Holzkohle), ob Gas vorhanden ist. Was guckst du? Warum kann Sauerstoff durch Luftverdrängung gesammelt werden?
6. Sammeln Sie den resultierenden Sauerstoff in zwei Kolben für die folgenden Experimente. Verschließen Sie die Kolben mit Stopfen.
7. Erstellen Sie anhand der Tabelle einen Bericht. 1, die Sie auf die Doppelseite Ihres Notizbuchs legen.

Sauerstoff gewinnen
Methode der Wasserverdrängung

(10 Minuten)

1. Fülle ein Reagenzglas mit Wasser. Verschließen Sie das Röhrchen mit dem Daumen und drehen Sie es um. Senken Sie in dieser Position die Hand mit dem Reagenzglas in den Kristallisator mit Wasser. Bringen Sie ein Reagenzglas an das Ende des Gasauslassrohrs, ohne es aus dem Wasser zu nehmen (Abb. 3).

2. Wenn der Sauerstoff das Wasser aus dem Schlauch gedrückt hat, schließen Sie ihn mit dem Daumen und nehmen Sie ihn aus dem Wasser. Warum kann Sauerstoff durch Verdrängung von Wasser gesammelt werden?
Aufmerksamkeit! Entfernen Sie das Gasauslassrohr vom Kristallisator und erhitzen Sie das Rohr weiterhin mit KMnO 4 . Geschieht dies nicht, wird das Wasser in ein heißes Reagenzglas gegossen. Wieso den?

Verbrennung von Kohle in Sauerstoff

(5 Minuten)

1. Befestigen Sie die Kohle an einem Metalldraht (Präpariernadel) und bringen Sie sie in die Flamme einer Spirituslampe.
2. Senken Sie die glühende Kohle in den Kolben mit Sauerstoff. Was guckst du? Geben Sie eine Erklärung (Abbildung 4).

3. Nachdem Sie die unverbrannte Kohle aus dem Kolben entfernt haben, gießen Sie 5-6 Tropfen Kalkwasser hinein
Ca(OH)2. Was guckst du? Geben Sie eine Erklärung.
4. Erstellen Sie einen Bericht über die Arbeit in der Tabelle. eines.

Brennender Stahldraht (Eisen).
im Sauerstoff

(5 Minuten)

1. Befestigen Sie ein Stück Streichholz an einem Ende des Stahldrahts. Ein Streichholz anzünden. Tauchen Sie den Draht mit dem brennenden Streichholz in die Flasche mit Sauerstoff. Was guckst du? Geben Sie eine Erklärung (Abbildung 5).

2. Erstellen Sie einen Bericht über die Arbeit in der Tabelle. eines.

Tabelle 1

Operationen im Gange
(was sie taten)
Abbildungen mit Bezeichnungen von Ausgangs- und erhaltenen Stoffen Beobachtungen. Bedingungen
Reaktionen durchführen.
Reaktionsgleichungen
Erläuterungen zu Beobachtungen. Schlussfolgerungen
Montage der Vorrichtung zur Sauerstoffgewinnung. Überprüfung des Geräts auf Dichtheit
Sauerstoff gewinnen
aus KMnO 4 beim Erhitzen
Nachweis der Sauerstoffproduktion mit
glimmender Splitter
Eigenschaften der physikalischen Eigenschaften von O 2. Sammeln von O 2 durch zwei Methoden:
Luftverdrängung,
Wasserverdrängung
Charakteristisch
chemische Eigenschaften von O 2. Interaktion
mit einfachen Stoffen
brennende Kohle, brennendes Eisen (Stahldraht, Büroklammer)

Formulieren Sie ein schriftliches Gesamtfazit über die geleistete Arbeit (5 min).

FAZIT. Eine der Möglichkeiten Sauerstoff im Labor zu gewinnen ist die Zersetzung von KMnO 4 . Sauerstoff ist ein farb- und geruchloses Gas, 1,103 mal schwerer als Luft ( Herr(O 2) \u003d 32, Herr(Luft) \u003d 29, woraus folgt 32/29 1.103), leicht wasserlöslich. Es reagiert mit einfachen Substanzen und bildet Oxide.

Arbeitsplatz in Ordnung bringen (3 min): Gerät zerlegen, Geschirr und Zubehör an seinen Platz stellen.

Reichen Sie Ihre Notizbücher zur Überprüfung ein.

Hausaufgaben.

Eine Aufgabe. Bestimmen Sie, welche der Eisenverbindungen - Fe 2 O 3 oder Fe 3 O 4 - eisenreicher ist?

Gegeben: Finden:
Fe 2 O 3,
Fe 3 O 4 .
(Fe) in Fe 2 O 3,
"(Fe) zu Fe 3 O 4

Lösung

(X) = n Ein r(X)/ Herr, wo n- die Anzahl der Atome des Elements X in der Formel des Stoffes.

Herr(Fe 2 O 3) \u003d 56 2 + 16 3 \u003d 160,

(Fe) \u003d 56 2/160 \u003d 0,7,
(Fe) = 70 %,

Herr(Fe 3 O 4) \u003d 56 3 + 16 4 \u003d 232,
"(Fe) \u003d 56 3/232 \u003d 0,724,
"(Fe) = 72,4 %.

Antworten. Fe 3 O 4 ist reicher an Eisen als Fe 2 O 3 .

Während der praktischen Arbeit überwacht der Lehrer die Korrektheit der Ausführung von Techniken und Operationen durch die Schüler und vermerkt sie in der Fähigkeitskartei (Tabelle 2).

Tabelle 2

Fähigkeitskarte
Operationen der praktischen Arbeit Nachnamen der Schüler
ABER B BEI G D E
Montage der Vorrichtung zur Sauerstoffgewinnung
Überprüfung des Geräts auf Dichtheit
Befestigung des Reagenzglases im Bein des Stativs
Umgang mit Alkohollampen
Erhitzen eines Reagenzglases mit KMnO 4
Überprüfung der O 2 -Freisetzung
Sammeln von O 2 in einem Behälter durch zwei Methoden:
Luftverdrängung,
Wasserverdrängung
Kohleverbrennung
Verbrennung von Fe (Stahldraht)
Experimentelle Kultur
Arbeiten in einem Notizbuch machen
Musterbericht über die geleistete praktische Arbeit (Tabelle 1)
O 2 wird im Labor durch Zersetzung von KMnO 4 beim Erhitzen gewonnen Nachweis der Sauerstoffgewinnung mittels
glimmender Splitter
glimmender Splitter
(Kohle) leuchtet hell
in O2
Das entstehende Gas O 2 unterstützt die Verbrennung Charakteristisch
physikalische Eigenschaften von O 2. Sammeln von O 2 durch zwei Methoden:
Luftverdrängung (a),
Wasserverdrängung (b)

Sauerstoff verdrängt Luft und Wasser aus Gefäßen Sauerstoff ist ein farb- und geruchloses Gas
etwas schwerer als Luft, also
es wird in einem Gefäß gesammelt, das auf den Boden gestellt wird. Sauerstoff ist in Wasser leicht löslich
Eigenschaften der chemischen Eigenschaften von O 2. Wechselwirkung mit einfachen Stoffen: Verbrennung von Kohle (a), Verbrennung von Eisen (Stahldraht, Büroklammer, Späne) (b)

Eine glühende Kohle brennt hell in O 2:

Kalkwasser wird trüb, weil sich ein wasserunlöslicher Niederschlag von CaCO 3 bildet:
CO 2 + Ca (OH) 2 CaCO 3 + H 2 O. Eisen brennt mit heller Flamme in Sauerstoff:

O 2 interagiert
mit einfach
Substanzen - Metalle und Nichtmetalle. Die Bildung eines weißen Niederschlags bestätigt das Vorhandensein von CO 2 im Kolben

Kipp-Apparat verwendet, um Wasserstoff, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff zu produzieren. Das feste Reagenz wird in das mittlere kugelförmige Reservoir der Vorrichtung auf einem ringförmigen Plastikeinsatz gegeben, der verhindert, dass das feste Reagenz in das untere Reservoir eintritt. Zinkgranulat wird als festes Reagenz zur Herstellung von Wasserstoff verwendet, Marmorstücke werden für Kohlendioxid verwendet und Eisensulfidstücke werden für Schwefelwasserstoff verwendet. Die zu gießenden Feststoffe sollten etwa 1 cm 3 groß sein. Es wird nicht empfohlen, Pulver zu verwenden, da sich der Gasstrom als sehr stark herausstellt. Nach dem Laden des festen Reagens in die Vorrichtung wird ein flüssiges Reagens durch den oberen Hals gegossen (z. B. eine verdünnte Salzsäurelösung bei der Herstellung von Wasserstoff, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff). Die Flüssigkeit wird in einer solchen Menge eingefüllt, dass ihr Füllstand (bei geöffnetem Gasauslassventil) die Hälfte der oberen sphärischen Ausdehnung des unteren Teils erreicht. Das Gas wird 5-10 Minuten lang durchgeleitet, um die Luft aus dem Gerät zu verdrängen, dann wird das Gasauslassventil geschlossen, ein Sicherheitstrichter wird in den oberen Hals eingeführt. Der Gasauslassschlauch wird mit dem Gerät verbunden, wo das Gas geleitet werden muss.

Wenn der Hahn geschlossen wird, verdrängt das freigesetzte Gas die Flüssigkeit aus der kugelförmigen Ausdehnung des Geräts und es hört auf zu arbeiten. Wenn der Hahn geöffnet wird, tritt die Säure wieder mit einem festen Reagenz in den Tank ein und die Apparatur beginnt zu arbeiten. Dies ist eine der bequemsten und sichersten Methoden zur Gewinnung von Gasen im Labor.

Gas in einem Gefäß auffangen durch verschiedene Methoden möglich. Die beiden gängigsten Verfahren sind das Wasserverdrängungsverfahren und das Luftverdrängungsverfahren. Die Wahl des Verfahrens wird durch die Eigenschaften des zu sammelnden Gases bestimmt.


Luftverdrängungsmethode. Fast jedes Gas kann mit dieser Methode gesammelt werden. Vor der Entnahme eines Gases muss festgestellt werden, ob es leichter als Luft oder schwerer ist. Wenn die relative Dichte des Gases in Luft größer als eins ist, sollte das Aufnahmegefäß mit dem Loch nach oben gehalten werden, da das Gas schwerer als Luft ist und auf den Boden des Gefäßes sinkt (z. B. Kohlendioxid, Wasserstoff Sulfid, Sauerstoff, Chlor usw.). Wenn die relative Dichte des Gases in Luft kleiner als eins ist, sollte das Aufnahmegefäß mit dem Loch nach unten gehalten werden, da das Gas leichter als Luft ist und im Gefäß aufsteigen wird (z. B. Wasserstoff usw.). Die Befüllung des Gefäßes kann je nach Beschaffenheit des Gases auf unterschiedliche Weise gesteuert werden. Beispielsweise wird zur Bestimmung von Sauerstoff eine Schwelfackel verwendet, die, wenn sie an den Rand des Gefäßes (aber nicht ins Innere!) gebracht wird, blitzt; bei der Bestimmung von Kohlendioxid erlischt die heiße Fackel.


Wasserverdrängungsmethode. Mit dieser Methode können nur Gase gesammelt werden, die sich in Wasser nicht (oder leicht) lösen und nicht damit reagieren. Zum Sammeln von Gas wird ein Kristallisator benötigt, der zu 1/3 mit Wasser gefüllt ist. Das Vorlagegefäß (meistens ein Reagenzglas) wird bis zum Rand mit Wasser gefüllt, mit einem Finger verschlossen und in den Kristallisator abgesenkt. Wenn sich die Öffnung des Gefäßes unter Wasser befindet, wird sie geöffnet und ein Gasauslassrohr in das Gefäß eingeführt. Nachdem das gesamte Wasser durch Gas aus dem Gefäß verdrängt wurde, wird das Loch unter Wasser mit einem Korken verschlossen und das Gefäß aus dem Kristallisator entfernt.


Prüfung des Gases auf Reinheit. Viele Gase verbrennen in Luft. Wenn Sie ein Gemisch aus brennbarem Gas und Luft in Brand setzen, kommt es zu einer Explosion, daher muss das Gas auf Reinheit überprüft werden. Der Test besteht darin, eine kleine Menge Gas (ca. 15 ml) in einem Reagenzglas zu verbrennen. Dazu wird das Gas in einem Reagenzglas gesammelt und mit der Flamme einer Spirituslampe entzündet. Wenn das Gas keine Luftverunreinigungen enthält, wird die Verbrennung von einem leichten Knall begleitet. Wenn ein scharfes Bellen zu hören ist, ist das Gas mit Luft verunreinigt und muss gereinigt werden.

CHEMIE

Fazit

Aufgabe 1.

Gasförmige Stoffe sind gegeben: H2, HCl, CO2, CO, O2, NH3.

1. Bestimmen Sie, welche leichter als Luft und welche schwerer sind (begründen Sie die Antwort).

2. Bestimmen Sie, welche davon nicht durch Wasserverdrängung gesammelt werden können.

3. Bestimmen Sie, was mit diesen Gasen passiert, wenn sie durch eine Säure- oder Alkalilösung geleitet werden (bestätigen Sie die Antwort mit den Reaktionsgleichungen).

Lösung.

1. Leichter als Luft, solche, deren Molmasse kleiner als 29 g/mol (Molmasse von Luft) ist. Das H 2 , CO , NH 3 . Schwerer: HCl, CO 2 , O 2 .

2. Das Wasserverdrängungsverfahren kann Gase sammeln, die in Wasser unlöslich oder schlecht löslich sind. Das H 2 , CO 2 , CO , O 2 . Es ist unmöglich, Gase durch Verdrängung von Wasser zu sammeln: HCl, NH3.

3. Stoffe mit basischen Eigenschaften reagieren mit Säuren:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

Stoffe mit sauren Eigenschaften reagieren mit Laugen:

HCl + KOH = KCl + H2O

Esep 1.

Gas tarizdі zattar berіlgen: H2, HCl, CO2, CO, O2, NH3.

1.Olardyn kaysysy auadan auyr zhane kaysysy zhenіl ekenіn anyқtaңyzdar (zhauaptaryңyzdy deleldenіzder).

2. Olardyn kaysysyn Gerichte ygystyru adіsimen anyktauga bolmaytynyn anyktanyzdar.

3. Eger olardy sіltіnіn, қyshқyldyң erіtіndіlerі arkyly өtkіzgende osy gasdarmen ne bolatynyn anyktaңyzdar (zhauaptaryңyzdy response teңdeuleri ақыліділдінізтер).

Sheshui.

1. Auadan zhenil, yagni molyarlyk massasy 29 g/moldan (auanyn molyarlyk massasy) kishi bolatyn gasdar: H2, CO, NH3. Auyr: HCl, CO2, O2.

2. Gerichte von yғgystyru adіsimen des Gerichts von Erimeitin Nemese des Gerichts von Az Eritin Gazdardy Aluga Bolady. Olar Das ist H2, CO2, CO, O2. Gerichte ygystyru adіsi arkyly zhinauga bolmaityn gazdar: HCl, NH3.

3. Қyshқylmen negіzdіk қasiet korsetetin zattar sind rekettesedі:

NH3 + HCl = NH4Cl

Siltіlermen қyshқyldyқasiet kersetetіn zattar arekettesedі:

HCl + KOH = KCl + H2O

CO2 + 2KOH = K2CO3 + H2O oder CO2 + KOH = KHCO3

Aufgabe 2.

Im zeitigen Frühjahr, früh am Morgen, als die Umgebungstemperatur noch 0 ° C betrug und der Druck 760 mm Hg betrug. Art., drei Kameraden, die mit ihren Hunden spazieren gingen, sahen eine leere Flasche auf dem Rasen. „Es ist leer“, sagte einer von ihnen. „Nein, es ist randvoll, und ich kenne die Formel des Zeugs, mit dem es gefüllt ist“, sagte ein anderer. „Ihr irrt beide“, sagte der dritte.

1. Welcher der Genossen hatte Ihrer Meinung nach Recht (begründen Sie die Antwort)?

2. Berechnen Sie die Stoffmenge und die Anzahl der Partikel, die in der Flasche enthalten sind, wenn ihr Volumen 0,7 dm3 beträgt.

3. Berechnen Sie die Molmasse des in der Flasche enthaltenen Gases.

Lösung.

1. Die dritte ist richtig, weil Luft in der Flasche ist (sie ist nicht leer - die erste ist falsch), und die Luft ist keine einzelne Substanz (die zweite ist auch falsch). Luft ist ein Gasgemisch:

2. Da die Bedingungen also normal sindv M = 22,4 l/mol. Berechnen Sie die Stoffmengen = v / v M \u003d 0,7 / 22,4 l / mol \u003d 0,03125 mol. Anzahl der PartikelN = N EIN n\u003d 6,02 1023 mol-1 0,03125 mol \u003d 1,88 1022 Teilchen.

3. Die Molmasse der Luft kann aus der Kenntnis der Zusammensetzung der Luft berechnet werden. Luft enthält ca. 78 % N 2 , 21 % O 2 , 0,5 % Ar und 0,5 % CO 2 . Die durchschnittliche Molmasse wird gleich seinM cf = x eines · M 1 + x 2 · M 2 + x 3 · M 3 + x vier · M 4

Esep 2.

Erte koktemde tanerten erte korshagan ortanyn Temperatur sy 0 °C, kysym 760 mm son. Insekt. bolyp turgan kezde ush adam ozderinin ytterin kydyrtuғa shykty zhane olar gazondagy bos құtyny (Flasche) kөrdі. "Ol Boss" - Großvater Onyn Bireui. „Joq, auzina deyin zattamen toly“ Großvater ekіnshіsi, sebi ol құtynyң ishіndegі zattardyn formulyasyn bіladі. "Sender ekeulerin de durys tappadyndar" - Großvater ushіnshіsi.

1. Sіzderdin oylaryңyzsha, osy үsh adamnyn kaysysy dұrys oilady (zhauaptaryңdy deleldenger)?

2. Yeger құtynyn (butylkanyң) ishіndegі zattyң kolemi 0,7 dm3 - he ten bolatyn belgili bolsa, zat molsherin zhane molekulare sanyn tabyңyzdar.

3. Kutynyn ishindegi gazdyn molyarlyk massasyn eseptenіzder.

Sheshui.

1. Ushіnshi adam dұrys aitty, sebebі onynі shіnde aua bar (ol bos emes, endeshe birinshi adam dұrys tappady), al aua zheke zat emes (sol sebeptі ekіnshi adam da durys tappady). Aua birneshe gazdardyn kospasynan turady: N 2, O 2, Ar, CO 2, H 2 O usw.

2. Yagni zhagday kalypty, endeshev M = 22,4 l/mol. Zat molsherin esepteymizn = v / v M \u003d 0,7 / 22,4 l / mol \u003d 0,03125 mol. Sana-MolekülN = N EIN n = 6,02 1023 mol-1 0,03125 mol = 1,88 1022 bolik.

3. Auanyn kuramyn galle otyryp auanyn molyarlyk massasyn esepteuge bolady. Aua shamamen tomendegi gazdar cospasynan turady: 78% N 2, 21 % O 2, 0,5 % Ar und 0,5 % CO 2 . Ortasha molyarlyk massas zehn BoladasM cf = x eines · M 1 + x 2 · M 2 + x 3 · M 3 + x vier · M 4 = 0,78 28 + 0,21 32 + 0,05 40 + 0,05 44 ≈ 29 g/mol.

Aufgabe 3.

Sie haben Calciumcarbonat und Salzsäure zur Verfügung. Schlagen Sie Methoden zur Synthese von mindestens 6 neuen Substanzen vor, darunter 2 einfache. In den Synthesen können nur die Ausgangsstoffe, die Produkte ihrer Wechselwirkung, die notwendigen Katalysatoren und elektrischer Strom verwendet werden.

Lösung.

1. CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (bei Erwärmung)

2.

3.

4. CaO + H2O = Ca(OH)2

5. CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2 (Schmelzelektrolyse)

6. 2 HCl \u003d H 2 + Cl 2 (Lösungselektrolyse)

7. 2H2O = 2H2 + O2 (Elektrolyse)

8. Ca + H2 = CaH2

9. Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O (bei 0 °C)

10. beim Erhitzen)

11. Cl2 + H2O = HCl + HClO (bei 0 °C)

12. 3 Cl 2 + 3 H 2 O \u003d 5 HCl + HClO 3 (bei Erwärmung)

Esep3.

Sizderde-Kalzium Karbonat y zhane tuz kyshkyly bar. Wespen zattar arkyly 6-dan von wem emes zhana zattardy, onyn ishinde 2 zhai zattardy kalay aluga bolady? Synthese tek kana bastapky zattardy, olardan alyngan onnіmderdi koldanuga bolady, Katalysator zhane electr togy kazhet.

Sheshui.

1. CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (Kyzdyrganda)

2. CaCO3 + HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

3. CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

4. CaO + H2O = Ca(OH)2

5. CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2 (Balkyma-Elektrolyse i)

6. 2 HCl \u003d H 2 + Cl 2 (eigentlich Elektrolyse i)

7. 2 H 2 O \u003d 2 H 2 + O 2 (Elektrolyse)

8. Ca + H 2 \u003d CaH 2

9. Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O (0ºC-de)

10. 6Ca(OH)2 + 6Cl2 = 5CaCl2 + Ca(ClO3)2 + 6H2O ( kyzdyrgan kezde)

11. Cl2 + H2O = HCl + HClO (0ºC -de)

12. 3Cl2 + 3H2O = 5HCl + HClO3 (kyzdyrgan kezde)

Aufgabe 4.

Ein Gasgemisch mit zwei Halogenwasserstoffen hat eine Wasserstoffdichte von 38. Das Volumen dieses Gemisches bei n. j. wurde von einer gleichen Menge Wasser absorbiert. 100 ml der resultierenden Lösung wurden mit 11,2 ml 0,4 mol/l Natronlauge neutralisiert.

1. Bestimmen Sie, welche Halogenwasserstoffe in dieser Mischung enthalten sein könnten.

2. Berechnen Sie die Zusammensetzung des Gasgemisches in Volumenprozent.

3. Schlagen Sie eine Methode zur Bestimmung der qualitativen Zusammensetzung eines Gasgemisches vor.

Lösung.

1. Masse von 1 mol eines Gasgemisches bei n. j. ist 38 2 \u003d 76 g. Daher kann das Gasgemisch nicht gleichzeitig vorhanden sein HBr und HI ( M(HBr) \u003d 81 g / mol, M(HALLO ) = 128 g/mol). Außerdem können sie nicht gleichzeitig anwesend sein. HF und HCl ( M(HF) = 20 g/mol, M(HCl ) = 36,5 g/mol). Das Gemisch muss einen Halogenwasserstoff mit enthaltenMweniger als 76 g/mol und Halogenwasserstoff mitMmehr als 76 g/mol. Mögliche Mischungszusammensetzungen: 1) HF und HBr; 2) HF und HI; 3) HCl und HBr; 4) HCl und HI.

Die Konzentration an Halogenwasserstoffen in der Lösung beträgt (11,2 0,4): 100 = 0,0448 mol/l. Dieser Wert entspricht recht gut dem berechneten Wert von 1:22,4 = 0,0446 mol/l für den Vorgang des Lösens von 1 Liter Gas (n.a.) in 1 Liter Wasser (unter der Voraussetzung, dass die Halogenwasserstoffmoleküle monomer sind). Somit enthält das Gasgemisch keinen Fluorwasserstoff, der auch in der Gasphase in der Form ( HF ) n , wobei n = 2–6.

Dann entsprechen nur zwei Mischungsvarianten den Bedingungen des Problems: HCl + HBr oder HCl + HI.

2. Für eine Mischung aus HCl + HBr: sei x Maulwurf - Menge HCl in 22,4 Liter der Mischung (n.a.). Dann der Betrag HBr ist (1-x ) mol. Die Masse von 22,4 Litern der Mischung ist:

36,5x + 81(1-x) = 76; x = 0,112; 1 – x = 0,888.

Die Zusammensetzung der Mischung: HCl - 11,2 %, HBr - 88,8 %.

Ebenso für eine Mischung HCl+HI:

36,5x + 128(1-x) = 76; x = 0,562.

Zusammensetzung der Mischung: HCl - 56,2 %, HI - 43,8 %

3. Da beide Mischungen Chlorwasserstoff enthalten müssen, bleibt die qualitative Bestimmung von Bromwasserstoff bzw. Jodwasserstoff. Diese Definition ist bequemer in Form einfacher Substanzen - Brom oder Jod - vorzunehmen. Um Halogenwasserstoffe in einfache Stoffe umzuwandeln, kann eine wässrige Lösung mit Chlor oxidiert werden:

2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2

2HI + Cl2 = 2HCl + I2

Die resultierenden Halogenlösungen können durch die Farbe der Lösung in einem unpolaren Lösungsmittel (während der Extraktion) oder durch die empfindlichere Stärkefarbreaktion unterschieden werden.

Auch die ursprünglichen Halogenwasserstoffe lassen sich durch die unterschiedliche Farbe der Silberhalogenide unterscheiden:

HBr + AgNO 3 = AgBr ↓ + HNO 3 (hellgelber Niederschlag)

HI + AgNO 3 = AgI ↓ + HNO 3 (gelber Niederschlag)

Esep 4.

Eki halogensutekten turatyn gas kospasynyn sutek boyinsha tygyzdygy 38. Wespen kospanyn қ.zh. Alyngan 100 ml Eritindin Beitaraptaganda 11,2 ml 0,4 mol/l Natriumhydroxydinin Eritindisi Jumsalda.

1. Osy kospada kandai halogensutek baryn anyktanyzdar.

2. Gas kospasynyn құramyn kolemdіk Prozent pen anyқtaңyzdar.

3. Gaz kospasynyn sapasyn anyktaytyn zhagdaydy usynynyzdar.

Sheshui.

1. 1 mol gas kospasynyn massasy қ.zh. kuraydy: 38 2 \u003d 76 g. M(HBr) = 81 g/mol, M(HI) = 128 g/mol) bola almaida. Sonymen katar bіr mezgіlde HF jane HCl ( M(HF) = 20 g/mol, M(HCl) = 36,5 g/mol) bola almaida. Kosapada M massasy 76g/moldan az halogensutek bolusy kerek. Mүmkin Bolatyn Gas cospalary: 1) HF und HBr; 2) HF statt HI; 3) HCl anstelle von HBr; 4) HCl statt HI.

Eritinidegi Halosutecterdin-Konzentrationen (11,2 0,4): 100 = 0,0448 mol/l. Bulman 1 l Suғa (Halogensutec-Moleküle, Monomere Bulgan Zhagdaida) 1 l Gasda (қ.zh.) Eritu-Prozess mit tөmendegi esepteu nәtizhesine zhақyn: 1:22,4 = 0,0446 mol/l. Endeshe, gas cospasynda fluorosutek bolmaidy, sebiol gas fazasynda (HF)n turinde bolada, mundagy n = 2-6.

Endeshe eseptin sharty tek ekі nuskaga seykes keledi: HCl + HBr nemese HCl + HI.

2. HCl + HBr kospasy ushіn: 22,4 l kospadagy (қ.zh.) HCl klein - x. Onda HBr jüngerer (1-x) Bolada-Maulwurf. 22,4 l Kospanyn-Masse:

36,5x + 81(1-x) = 76; x = 0,112; 1 – x = 0,888.

Kospa kuramy: HCl – 11,2 %, HBr – 88,8 %.

Kospa Ushin HCl+HI:

36,5x + 128(1-x) = 76; x = 0,562.

Kospa kuramy: HCl - 56,2 %, HI - 43,8 %

3. Endeshe bromsutek zhane iodsutek ekі kospa da boluy scheint. Bul anyktama zhai zat turinde - Brom nemese iod anyktauga yngayly. Halogensutekti zhai zatka aynaldyru ushіn onyn ist in chlormen totyқtyru kazhet:

2HBr + Cl2 = 2HCl + Br2

2HI + Cl2 = 2HCl + I2

Halogenderdin alyngan eritindilerin unpolarer eritkіshtegĖ eritindinininindiesemboyinsha (Extraktionvonkezindegi)nemesestardynaseriarkylyanyқtauғаbolady.

Sondai-aқ halosutekterdi kүmіs halogenidіndegi әrtүrlі tusterі arkyly anқtauғa boladas:

HBr + AgNO3 = AgBr↓ + HNO3 (Ashyk-Sary-Tunba)

HI + AgNO3 = AgI↓ + HNO3 (Sary Tunba)

Aufgabe 5 (Thermochemische Berechnungen, Verunreinigungen).

Beim Verbrennen von 1,5 g einer Zinkprobe wurden 5,9 kJ Wärme freigesetzt. Bestimmen Sie, ob die Zinkprobe nicht brennbare Verunreinigungen enthielt, wenn bekannt ist, dass beim Verbrennen von 1 Mol Zink 348 kJ Wärme freigesetzt werden.

Esep5 ( Kospalar, TYermochemiejalyk esepteuler). 1,5 g Myrysh үlgisіn zhakanda 5,9 kJ zhylu bolіndі. 1 mol myryshty zhakanda 348 kJ zhylu bөlіnetinin bile otyryp myrysh үlgisіnde zhanbaityn қospalar barma, zhқpa anyқtaңyzdar.

Lösung:

Sheshui:

CHEMIE

Fazit

Übung 1.

Entschlüsseln Sie die Umwandlungskette und führen Sie chemische Reaktionen durch:

Position: absolut; Z-Index:2;Rand links:218px;Rand oben:91px;Breite:16px;Höhe:55px">

Zusätzlich bekannt:

Substanz A– Korund

SubstanzB- das häufigste Metall (Me) in der Erdkruste

Substanz C- eine Verbindung mit 15,79 % Me, 28,07 % S, 56,14 % O

Substanz E- eine weiße gallertartige Substanz, die in Wasser schwer löslich ist. Das Produkt der Wechselwirkung von Stoff C mit Alkali

SubstanzD- das Natriumsalz des häufigsten Metalls, dessen Molekül 40 Elektronen enthält.

Lösung:

A - Al 2 O 3

B-Al

C - Al2(SO4)3

D - NaAlO2

E – Al(OH)3

Für jede spezifische Formel des Stoffes - 1 Punkt

Für jede richtig geschriebene chemische Reaktionsgleichung (mit Durchführungsbedingungen) - 2 Punkte

GESAMT: 5 1+8 2 = 21 Punkte

1 Tapsirma.

Ainalular tizbegin ashyp, chemische Reaktion von Tendeulerin zhazynyzdar:

Position: absolut; Z-Index: 15; Rand links: 218 Pixel; Rand oben: 91 Pixel; Breite: 16 Pixel; Höhe: 55 Pixel">

Kosymsha Belgili Bulgaren:

ABERzaty– Korund

Bzatyzher sharynda en köp taralgan metal (Ich)

AUS zaty – 15,79 % Me, 28,07 % S, 56,14 % O turatyn kosylys

E zaty - ak koimalzhyn zat, unsere Gerichte eridi. Zattyn siltimen әrekettesuinіnіn өnіmi С

D– en köp taralgan metaldyn natrium aces, moleküle 40 elektronnan turada.

Sheshui:

A - Al2O3

B-Al

C - Al2(SO4)3

D - NaAlO2

E – Al(OH)3

Әrbіr zattyn formulasyn anyktaғanga - 1 ұpaydan

Durys zhazylgan әrbіr chemiyalyk response tendeuine (sharty korsetilgen) – 2 ұpaydan

BARLY´Y: 5 1 + 8 2 = 21 ´Zahlung

Aufgabe 2.Sechs nummerierte Becher (Becher) enthalten Feststoffe (in Form von Pulvern): Natriumbicarbonat, Natriumchlorid, Zinksulfat, Kaliumphosphat, Calciumcarbonat, Eisensulfat ( II ). Bestimmen Sie mit den Reagenzien und Geräten auf dem Tisch den Inhalt jedes Fläschchens (Becherglas). Geben Sie die chemische Formel jeder Substanz an und schreiben Sie die Gleichungen der durchgeführten chemischen Reaktionen auf.

Reagenzien: 2 M HCl, 2 M NaOH, H 2 O destillierte, 2 M Lösung AgNO3

Ausrüstung:Gestell mit Reagenzgläsern (7-10 Stück), Spatel, Pipetten.

Lösung:

Phasen der Arbeit

Beobachtungen

Reaktionsgleichungen, Schlussfolgerungen

Stoffproben in Wasser auflösen

Eine Substanz löste sich nicht auf

Das ist CaCO3

Gelöste und ungelöste Stoffe zu Proben hinzufügen HCl

In zwei Reagenzgläsern wird Gas freigesetzt.

NaHCO3 + HCl =

CaCO3 + HCl =

Zugabe von Natronlauge zu Probensubstanzen (nicht im Überschuss)

In zwei Reagenzgläsern sind die Niederschläge grün (Sumpf) und weiß amorph.

Dies sind FeSO4 und Zn(NO3)2

FeSO4 + NaOH =

Zn(NO3)2 + NaOH=

Silbernitrat tropfenweise zu den Proben geben

In zwei Reagenzgläsern fallen weiße käsige und gelbe Niederschläge aus.

Dies sind NaCl und K3PO4

NaCl + AgNO3 =

K3PO4 + AgNO3=

Für die Definition jedes Stoffes 1 Punkt.

Für die Reaktionsgleichung - 2 Punkte

Gesamt: 6 1+6 2 = 18 Punkte

Hinweis: Wenn nicht alle Koeffizienten in die Reaktionsgleichung aufgenommen werden, aber die Essenz der chemischen Reaktion widergespiegelt wird - 1 Punkt

2 Tapsirme.Alty nomerlengen byukste (chemisches Glas) katty zat bar (untak turinde): Natriumhydrogencarbonate, Natriumchlorid, Myryshg-Sulfate, Kaliumphosphate, Calciumcarbonate, Temir(II)-Sulfate. Stoldagy reaktivterdi zhane kuraldardy paydalana otyryp, arbir byukstegi zatty anyқtaңyzdar. Әrbіr zattyn chemiyalyk formulasyn zhane himiyalyk response tendeulerin zhazynyzdar.

Reagens:2M HCl, 2M NaOH, destilliertes H2O, 2M AgNO3 eritindis

Құral-zhabdyқtar: probirkalary bar Stativ (7-10 dan), Spatel (ұstagysh), Pipette alar.

Sheshui:

Zhymys Altarraum

Kubylys

Tendeuleri-Reaktion

Zattyn, Sohn der Maurer des Hofes von Eritu

Bir zat ta erigen zhok

Stier CaCO3

Yerigen zhane erimegen zattyn Sohn eines masyn NSI kosu

Eki Reagenzglasgas bөlinedі

NaHCO3 + HCl =

CaCO3 + HCl =

Zattyn des Sohnes des Sohnes der Mutter Natriumhydroxydin kosu (az molsherde)

Ekі prrobirkada zhasyl tusti (saz balshyқ tәrіzdі) zhane ak tusti amorty tunba payda bolada

Bull FeSO4 und Zn(NO3)2

FeSO4 + NaOH =

Zn(NO3)2 + NaOH=

Synamaga tamshylatyp kүmis nitratyn қosamyz

Eki Reagenzglas ist ziemlich sicher, dass es so ist.

Bul NaCl zhane K3PO4

NaCl + AgNO3 =

K3PO4 + AgNO3=

Arbir zatty anyktaganga 1 ұpaydan.

Arbir-Tenduine-Reaktion - 2 ұpaydan.

Barlygy: 6 1+6 2 = 18Upay

Eskertu: Eger-Reaktion tendeuinde barlyk-Koeffizient koyylmagan bolsa, biraq chemiyialik-Reaktion mani anyktalgan bolsa - 1 ұpay beruge bolada

Analyse der Verteilung physikalischer Kräfte
beim Einsatz von Chemikalien

Der Demonstrationsversuch und viele praktische Arbeiten basieren auf der Verwendung einfacher chemischer Geräte. Neben dem Kennenlernen der chemischen Umwandlungen von Stoffen müssen die Schüler die physikalische Essenz dessen verstehen, was passiert, und in der Lage sein, die Essenz des Geschehens anhand der Zeichnung des Geräts zu erklären: Was bewegt sich wo und was passiert wo .

Eines der Instrumente im Chemielabor ist ein Gasometer. Auf Abb. Fig. 1 zeigt einen mit Gas gefüllten Gasometer. Es kann Sauerstoff sein, wie in der Abbildung angedeutet, Kohlendioxid oder einfach Luft. Kräne 1 und 2 in diesem Moment geschlossen. Gas übt nach dem Pascalschen Gesetz Druck auf die Gefäßwände und das Wasser aus. Öffnen des Wasserhahns 1 , die Wassersäule aus dem Trichter übt Druck auf das Gas aus und drückt es, aber da Gasinnendruck und Wasserdruck sind ausgeglichen, nichts passiert. Öffnen des Wasserhahns 2 , das Gas strömt in den Auslass (die Durchflussmenge wird durch vorsichtiges Drehen des Hahns eingestellt). Der Druck im Inneren des Gefäßes sinkt – und Wasser aus dem Trichter gelangt in den Gasometer. Nachdem der Wasserhahn geschlossen ist 2 Die Gasentnahme wird gestoppt, der Wasserstand wird auf ein höheres Niveau eingestellt, weil. Es gibt ein neues Kräfteverhältnis. Drehen Sie den Wasserhahn zu, um den Wasserdruck zu stoppen 1 .

Das zweite Gerät, ähnlich einem Gasometer, ist der Kipp-Apparat (Abb. 2). Dieses Gerät kann Wasserstoff aus Zink und Salzsäure (siehe Abb. 2), Schwefelwasserstoff aus Eisensulfid und Kohlendioxid aus Marmor erzeugen. In Position a Das Gerät ist funktionsfähig, der Wasserhahn ist offen. Eine starke Salzsäurelösung strömt in den unteren Teil des Geräts, füllt es und benetzt das auf dem Kupfergitter liegende Zinkmetall. Zink löst sich in Säure auf, reagiert damit, der entstehende Wasserstoff strömt in die mittlere Sphäre des Geräts, verdrängt Luft und vermischt sich damit. Daher muss das austretende Gas auf Reinheit überprüft werden. Die Verteilung der physikalischen Kräfte im Gerät ist in Abb. 1 dargestellt. 2 mit Pfeilen.

Wir schließen den Wasserhahn. Wasserstoff bildet sich weiter, seine Menge nimmt zu. Da der Gasauslass blockiert ist, steigt der Druck im Inneren der Kugel. Es drückt die Säure aus der mittleren Kugel heraus, bis die Säure die Oberfläche des Zinks nicht mehr bedeckt. Die chemische Reaktion stoppt (mit Säure benetztes Zink reagiert noch einige Zeit damit). Der durch Wasserstoff erzeugte Innendruck im Gerät und der durch die hydraulische Dichtung erzeugte Druck sind ausgeglichen.

Betrachten Sie die Methoden zum Sammeln von Gasen. Auf Abb. 3 zeigt, wie Gas durch das Luftverdrängungsverfahren gesammelt wird. Wenn das Gas giftig ist, wird dieser Vorgang in einem Abzug durchgeführt. Gase, die schwerer als Luft sind - CO 2, O 2, HCl, SO 2, die in das Glas oder den Becher eindringen, verdrängen die Luft.

Bei der Untersuchung von Kohlendioxid: seine physikalischen Eigenschaften und seine Unfähigkeit, die Verbrennung organischer Substanzen zu unterstützen, wird ein unterhaltsames Erlebnis beim Löschen einer in Luft brennenden Paraffinkerze demonstriert (Abb. 4). Kohlendioxid, das schwerer ist, sinkt unter der Schwerkraft nach unten. Es füllt den Behälter und verdrängt die darin enthaltene Luft. Eine Kerze in einer Kohlendioxidatmosphäre erlischt.

Das in Abb. 5 sammeln die Studierenden die praktische Arbeit „Sauerstoffgewinnung und Untersuchung seiner Eigenschaften“. Dieses Instrument veranschaulicht das Verfahren zum Sammeln von Gas durch Verdrängen von Luft (eine physikalische Rechtfertigung für das Konzept der "relativen Dichte").

Eine andere Möglichkeit, Gase zu sammeln, ist mit der Verdrängung von Wasser aus dem Behälter verbunden. Auf diese Weise lassen sich schwer wasserlösliche Gase, insbesondere Stickstoffmonoxid (II), sammeln (Abb. 6). Gas aus dem Reaktor 1 tritt in die Gasleitung ein 2 unter einem umgedrehten Zylinder platziert 3 . Beim Durchgang durch die Wassersäule wird das Gas im Bereich des Bodens des Zylinders gesammelt. Der Druck des Gases drückt das Wasser aus dem Zylinder.

Wenn ein Gas schlecht wasserlöslich ist, dann kann dieses Gas es

aber das Wasser zu sättigen, wie in Abb. gezeigt. 7. In einem solchen Gerät kann Chlor (siehe Abb. 7) oder Schwefeldioxid durch Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure zu Natriumsulfitkristallen gewonnen werden. Das im Wurtzkolben gewonnene Gas tritt in das Gasauslassrohr ein, das am Ende in Wasser getaucht ist. Teilweise löst sich das Gas in Wasser, füllt teilweise den Raum über dem Wasser und verdrängt Luft.

Wenn das Gas gut wasserlöslich ist, kann es nicht durch die Wasserverdrängungsmethode gesammelt werden. Auf Abb. Die Abbildungen 8 und 9 zeigen, wie Chlorwasserstoff und Ammoniak nach dem Luftverdrängungsverfahren gesammelt werden. Auf derselben Abb. 8 und 9
(s. Abb. 22) zeigt die Auflösung von Gasen, wenn Reagenzgläser mit HCl und NH 3 in Wasser mit Loch getaucht werden.

Wenn Sie mit Chlorwasserstoff aus einem Reagenzglas (mit Reagenzien) mit einem in Wasser abgesenkten Gasauslassrohr sättigen (Abb. 10), lösen sich die ersten Teile des Gases sofort in Wasser auf. In 1 Liter Wasser werden etwa 500 Liter Chlorwasserstoff gelöst, daher erzeugt das einströmende Gas keinen Überdruck. Auf Abb. 10 markierte sequentielle Änderung des Gasdrucks p innen im Reaktionsrohr relativ zum atmosphärischen Druck p Geldautomat. Der Druck im Inneren des Geräts wird geringer als der Außendruck, und Wasser füllt schnell das Gasauslassrohr und das Gerät selbst. Abgesehen davon, dass das Experiment ruiniert ist, kann das Reagenzglas auch brechen.

Bei der Untersuchung der chemischen Eigenschaften von metallischem Natrium (Abb. 11) ist es wichtig, nicht nur sein Verhalten bei der Reaktion mit Wasser zu beobachten, sondern auch die beobachteten Phänomene zu erklären. Die erste Beobachtung ist, dass Natrium auf der Wasseroberfläche verbleibt, daher ist seine Dichte kleiner als Eins (die Dichte von Wasser). Die zweite Beobachtung ist, dass Natrium aufgrund der abstoßenden Wirkung des freigesetzten Gases durch das Wasser „rauscht“. Die dritte Beobachtung ist, dass Natrium schmilzt und sich in eine Kugel verwandelt. Die Reaktion der Wechselwirkung von Natrium mit Wasser ist exotherm. Die freigesetzte Wärme reicht aus, um Natrium zu schmelzen, daher ist es ein schmelzbares Metall. Die vierte Beobachtung ist, dass die Reaktion von Blitzen begleitet wird, daher reicht die Reaktionswärme für eine spontane Verbrennung von Natrium und für eine Mikroexplosion von Wasserstoff aus. Wenn die Reaktion auf engstem Raum (in einem Reagenzglas) und sogar mit einem großen Stück Natrium durchgeführt wird, kann eine Wasserstoffexplosion nicht vermieden werden. Um eine Explosion zu vermeiden, wird die Reaktion in einem Kristallisator oder in einem Becherglas mit großem Durchmesser und unter Verwendung eines kleinen Stücks Natrium durchgeführt.

Es ist notwendig, der Regel zum Auflösen konzentrierter Schwefelsäure in Wasser große Aufmerksamkeit zu schenken (Abb. 12). Die Säure strömt als schwerere Flüssigkeit auf den Boden des Rundkolbens. Alles weitere ist in Abb. 12.

Die Ausbildung von physikalischem und chemischem Denken wird durch das Studium des Sauerstoffs erleichtert (sowohl im Grundstudium Chemie als auch im Studium der Organischen Chemie). Die Rede ist von der Verwendung von Sauerstoff und Acetylen beim Schweißen und autogenen Metallschneiden (Abb. 13). Beim Schweißen wird die in Sauerstoff brennende Hochtemperaturflamme von Acetylen (bis zu 2500 ° C) auf den Metalldraht und die zu schweißende Stelle gerichtet. Das Metall schmilzt, es entsteht eine Naht. Beim autogenen Schneiden schmilzt die Flamme das Metall und überschüssiger Sauerstoff brennt es aus.

Nicht jeder Chemieunterricht hat Silizium als einfache Substanz. Lassen Sie uns die elektrische Leitfähigkeit mit dem einfachsten Gerät überprüfen: einer Sonde mit elastischen länglichen Eisenenden, einer Glühbirne (auf einem Ständer montiert) und einem elektrischen Kabel mit Stecker (Abb. 14). Die Glühbirne leuchtet, aber nicht hell - es ist klar, dass Silizium elektrischen Strom leitet, ihm aber einen erheblichen Widerstand entgegensetzt.

Das chemische Element Silizium ist ein Analogon von Kohlenstoff, aber der Radius seiner Atome ist größer als der Radius von Kohlenstoffatomen. Silizium hat als einfache Substanz das gleiche (wie Diamant) Kristallgitter (atomar) mit einer tetraedrischen Ausrichtung chemischer Bindungen. In Diamant sind kovalente Bindungen stark, er leitet keinen Strom. Wie selbst ein grobes Experiment zeigt, sind in Silizium einige der Elektronenpaare beschädigt, was zu einer gewissen elektrischen Leitfähigkeit der Substanz führt. Außerdem wird Silizium erhitzt (einige Schüler haben die Möglichkeit, dies zu überprüfen), was auch auf die Beständigkeit der Substanz gegenüber elektrischem Strom hinweist.

Mit großem Interesse beobachten die Schüler die Untersuchung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Benzol (Abb. 15). Fügen Sie eine ca. 2 mm dicke Benzolschicht zu einer kleinen Menge Wasser hinzu (siehe Abb. 15, a). Es ist zu erkennen, dass sich die beiden farblosen Flüssigkeiten nicht vermischen. Wir mischen diese geschichtete Mischung unter intensivem Schütteln, wir erhalten eine "graue" Emulsion. Fixieren Sie das Reagenzglas in einer vertikalen Position. Die Schüler beobachten die allmähliche Trennung von Benzol und Wasser, und zunächst wird die untere Ebene des Inhalts transparent, und nach kurzer Zeit erhalten wir die anfängliche Verteilung. Wassermoleküle sind leichter als Benzolmoleküle, aber ihre Dichte ist etwas höher. Die Wechselwirkung zwischen unpolaren Benzolmolekülen und polaren Wassermolekülen ist vernachlässigbar, sehr schwach, sodass das meiste Benzol an die Wasseroberfläche gedrückt wird (siehe Abb. 15, b).

Jetzt geben wir Benzol zu einigen Millilitern Bromwasser (geringe Färbungsintensität) (siehe Abb. 15, b). Flüssigkeiten mischen sich nicht. Den Inhalt des Reagenzglases intensiv mischen und das System absetzen lassen. In die Benzolschicht wird zuvor in Wasser gelöstes Brom extrahiert, was an der Farbänderung und Intensitätszunahme zu erkennen ist.

Fügen Sie dem Inhalt des Reagenzglases einige Milliliter einer schwach alkalischen Lösung hinzu
(siehe Abb. 15, b). Brom reagiert mit Alkali. Die Benzolschicht verfärbt sich und die gebildeten anorganischen Substanzen und Wasser gelangen in die untere (wässrige) Schicht.

Wir haben uns in diesem Artikel auf Beispiele beschränkt, die nicht nur die Verbindung zwischen Chemie- und Physikunterricht veranschaulichen, sondern auch den Mangel an Lehrbüchern kompensieren, in denen diese physikalischen Phänomene in der Regel nicht berücksichtigt werden.

Gase sammeln

Die Methoden zum Sammeln von Gasen werden durch ihre Eigenschaften bestimmt: Löslichkeit und Wechselwirkung mit Wasser, Luft, Giftigkeit des Gases. Es gibt zwei Hauptmethoden der Gassammlung: Luftverdrängung und Wasserverdrängung. Luftverdrängung Sammeln Sie Gase, die nicht mit Luft interagieren.

Entsprechend der relativen Dichte von Gas in Luft wird eine Schlussfolgerung gezogen, wie das Gefäß zum Sammeln von Gas zu positionieren ist (Abb. 3, a und b).

Auf Abb. 3a zeigt die Ansammlung eines Gases mit einer Luftdichte größer als eins, wie beispielsweise Stickoxid (IV), dessen Luftdichte 1,58 beträgt. Auf Abb. 3b zeigt das Sammeln von Gas mit einer Luftdichte von weniger als eins, wie Wasserstoff, Ammoniak usw.

Durch die Verdrängung von Wasser werden Gase gesammelt, die nicht mit Wasser wechselwirken und darin schlecht löslich sind. Diese Methode wird aufgerufen Sammeln von Gas über dem Wasser , die wie folgt durchgeführt wird (Abb. 3, c). Der Zylinder oder Krug wird mit Wasser gefüllt und mit einer Glasplatte abgedeckt, damit keine Luftblasen im Zylinder verbleiben. Die Platte wird von Hand gehalten, der Zylinder wird umgedreht und in ein gläsernes Wasserbad abgesenkt. Unter Wasser wird die Platte entfernt, ein Gasauslassrohr wird in das offene Loch des Zylinders gebracht. Das Gas verdrängt allmählich Wasser aus dem Zylinder und füllt ihn, wonach das Loch des Zylinders unter Wasser mit einer Glasplatte verschlossen und der mit Gas gefüllte Zylinder entfernt wird. Ist das Gas schwerer als Luft, wird die Flasche kopfüber auf den Tisch gestellt, ist es leichter, dann kopfüber auf den Teller. Gase über dem Wasser können in Reagenzgläsern gesammelt werden, die wie der Zylinder mit Wasser gefüllt, mit einem Finger verschlossen und in ein Glas oder Glasbad mit Wasser gestürzt werden.

Giftige Gase werden normalerweise durch Wasserverdrängung gesammelt, da der Moment, in dem das Gas das Gefäß vollständig füllt, leicht zu bemerken ist. Wenn Gas durch Luftverdrängung gesammelt werden muss, gehen Sie dazu wie folgt vor (Abb. 3, d).

In den Kolben (Glas oder Zylinder) wird ein Korken mit zwei Gasauslassrohren eingesetzt. Durch einen, der fast bis zum Boden reicht, wird Gas eingelassen, das andere Ende in ein Glas (Krug) mit einer Gas absorbierenden Lösung abgesenkt. So wird beispielsweise zur Absorption von Schwefeloxid (IV) eine Alkalilösung in ein Glas gegossen und Wasser wird in ein Glas gegossen, um Chlorwasserstoff zu absorbieren. Nach dem Befüllen des Kolbens (Krugs) mit Gas wird der Korken mit Gasauslassrohren entfernt und das Gefäß schnell mit einem Korken oder einer Glasplatte verschlossen und der Korken mit Gasauslassrohren in eine gasabsorbierende Lösung gegeben.

Erfahrung 1. Sauerstoff gewinnen und sammeln

Montieren Sie die Anlage gemäß Abb. 4. Geben Sie 3-4 g Kaliumpermanganat in ein großes trockenes Reagenzglas, verschließen Sie es mit einem Stopfen mit einem Gasauslassrohr. Befestigen Sie das Reagenzglas schräg mit dem Loch leicht nach oben im Gestell. Stellen Sie den Kristallisator mit Wasser neben das Stativ, auf dem das Reagenzglas montiert ist. Fülle ein leeres Reagenzglas mit Wasser, verschließe das Loch mit einer Glasplatte und drehe es schnell umgedreht in den Kristallisator. Dann im Wasser die Glasplatte herausnehmen. Es darf keine Luft im Reagenzglas sein. Kaliumpermanganat in einer Brennerflamme erhitzen. Tauchen Sie das Ende des Gasauslassschlauchs in das Wasser. Beobachten Sie das Auftreten von Gasblasen.

Stecken Sie einige Sekunden nach Beginn der Blasen das Ende des Gasauslassschlauchs in das Loch des mit Wasser gefüllten Reagenzglases. Sauerstoff verdrängt Wasser aus dem Rohr. Nachdem Sie das Reagenzglas mit Sauerstoff gefüllt haben, decken Sie seine Öffnung mit einer Glasplatte ab und drehen Sie es um.

Reis. 4. Vorrichtung zur Gewinnung von Sauerstoff Stellen Sie eine schwelende Flamme in ein Reagenzglas mit Sauerstoff.

1. Welche Labormethoden zur Sauerstoffgewinnung kennen Sie? Schreiben Sie die entsprechenden Reaktionsgleichungen auf.

2. Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen. Erklären Sie die Position des Reagenzglases während des Experiments.

3. Schreiben Sie eine Gleichung für die chemische Reaktion der Zersetzung von Kaliumpermanganat beim Erhitzen auf.

4. Warum entzündet sich ein glimmender Splitter in einem Reagenzglas mit Sauerstoff?

Erfahrung 2. Wasserstofferzeugung die Einwirkung eines Metalls auf eine Säure

Bauen Sie die Apparatur zusammen, bestehend aus einem Reagenzglas mit Stopfen, durch das ein Glasröhrchen mit eingezogenem Ende geht (Abb. 5). Legen Sie einige Zinkstücke in ein Reagenzglas und fügen Sie eine verdünnte Schwefelsäurelösung hinzu. Stopfen bei zurückgezogenem Tubus fest einstecken, Reagenzglas senkrecht in der Stativklemme fixieren. Gasentwicklung beobachten.

Reis. 5. Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff Der durch das Rohr entweichende Wasserstoff darf keine Luftverunreinigungen enthalten. Ein umgedrehtes Reagenzglas auf das Gasaustrittsrohr stecken, nach einer halben Minute herausnehmen und ohne es umzudrehen an die Brennerflamme heranführen. Wenn reiner Wasserstoff in das Reagenzglas eintritt, leuchtet es ruhig auf (ein leises Geräusch ist beim Bräunen zu hören).

Wenn Luft in einem Reagenzglas mit Wasserstoff vorhanden ist, tritt eine kleine Explosion auf, begleitet von einem scharfen Geräusch. In diesem Fall sollte die Gasreinheitsprüfung wiederholt werden. Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass reiner Wasserstoff aus dem Gerät kommt, zünden Sie ihn am Loch des gezogenen Rohrs an.

Kontrollfragen und Aufgaben:

1. Geben Sie die Methoden zur Gewinnung und Sammlung von Wasserstoff im Labor an. Schreiben Sie die entsprechenden Reaktionsgleichungen auf.

2. Schreiben Sie eine Gleichung für die chemische Reaktion zur Erzeugung von Wasserstoff unter experimentellen Bedingungen.

3. Halten Sie ein trockenes Röhrchen über die Wasserstoffflamme. Welcher Stoff entsteht beim Verbrennen von Wasserstoff? Schreiben Sie die Gleichung für die Wasserstoffverbrennungsreaktion.

4. Wie kann die Reinheit des während des Experiments erhaltenen Wasserstoffs überprüft werden?

Erfahrung 3. Ammoniak bekommen

Reis. 6. Vorrichtung zur Gewinnung von Ammoniak In ein Reagenzglas mit Gasauslassrohr wird eine zuvor zermörserte Mischung aus Ammoniumchlorid und Calciumhydroxid gegeben (Abb. 6). Achte auf den Geruch der Mischung. Befestigen Sie das Reagenzglas mit der Mischung in einem Stativ, so dass sein Boden etwas höher als das Loch ist. Verschließen Sie das Reagenzglas mit einem Stopfen mit einem Gasauslassrohr, an dessen gebogenem Ende das Reagenzglas auf den Kopf gestellt wird. Erhitze das Reagenzglas mit der Mischung vorsichtig. Legen Sie ein in Wasser getränktes Stück Lackmuspapier auf die Öffnung des umgedrehten Reagenzglases. Beachten Sie die Farbänderung auf dem Lackmuspapier.

Kontrollfragen und Aufgaben:

1. Welche Wasserstoffverbindungen des Stickstoffs kennst du? Schreiben Sie ihre Formeln und Namen auf.

2. Beschreiben Sie, was passiert. Erklären Sie die Position des Reagenzglases während des Experiments.

3. Schreiben Sie eine Gleichung für die Reaktion zwischen Ammoniumchlorid und Calciumhydroxid auf.

Erfahrung 4. Gewinnung von Stickstoffmonoxid (IV)

Montieren Sie das Gerät gemäß Abb. 7. Geben Sie einige Kupferspäne in den Kolben, gießen Sie 5-10 ml konzentrierte Salpetersäure in den Trichter. Säure in kleinen Portionen in den Kolben gießen. Sammeln Sie das austretende Gas in einem Reagenzglas.

Reis. 7. Gerät zur Gewinnung von Stickoxid (IV)

Kontrollfragen und Aufgaben:

1. Beschreiben Sie, was passiert. Welche Farbe hat das austretende Gas?

2. Schreiben Sie eine Gleichung für die Reaktion der Wechselwirkung von Kupfer mit konzentrierter Salpetersäure.

3. Welche Eigenschaften hat Salpetersäure? Welche Faktoren bestimmen die Zusammensetzung der Stoffe, zu denen es reduziert wird? Nennen Sie Beispiele für Reaktionen zwischen Metallen und Salpetersäure, bei denen die Produkte der HNO 3 -Reduktion NO 2 , NO, N 2 O, NH 3 sind.

Erfahrung 5. Chlorwasserstoff bekommen

15-20 g Natriumchlorid in einen Wurtz-Kolben geben; in einen Tropftrichter - eine konzentrierte Schwefelsäurelösung (Abb. 8). Führen Sie das Ende des Gasauslassschlauchs so in ein trockenes Gefäß zum Auffangen von Chlorwasserstoff ein, dass der Schlauch fast bis zum Boden reicht. Verschließen Sie die Öffnung des Gefäßes mit einem losen Wattebausch.

Stellen Sie einen Kristallisator mit Wasser neben das Gerät. Gießen Sie die Schwefelsäurelösung aus dem Tropftrichter.

Erwärmen Sie den Kolben leicht, um die Reaktion zu beschleunigen. Wenn vorbei

Watte, mit der die Öffnung des Gefäßes verschlossen wird, entsteht Nebel,

Reis. 8. Vorrichtung zur Herstellung von Chlorwasserstoff Stoppen Sie das Erhitzen des Kolbens und senken Sie das Ende des Gasauslassrohrs in einen Kolben mit Wasser (halten Sie das Rohr dicht über dem Wasser, ohne es in das Wasser zu senken). Nach dem Entfernen der Watte die Öffnung des Gefäßes mit Chlorwasserstoff sofort mit einer Glasplatte verschließen. Drehen Sie das Gefäß auf den Kopf, tauchen Sie es in einen Kristallisator mit Wasser und entfernen Sie die Platte.

Kontrollfragen und Aufgaben:

1. Erklären Sie die beobachteten Phänomene. Was ist der Grund für die Nebelbildung?

2. Wie ist die Löslichkeit von Chlorwasserstoff in Wasser?

3. Testen Sie die resultierende Lösung mit Lackmuspapier. Was ist der pH-Wert?

4. Schreiben Sie die Gleichung für die chemische Reaktion der Wechselwirkung von festem Natriumchlorid mit konzentriertem Schwefelsäure.

Erfahrung 6. Gewinnung und Sammlung von Kohlenmonoxid (IV)

Die Installation besteht aus einem Kipp-Apparat 1 , gefüllt mit Marmorstücken und Salzsäure, zwei in Reihe geschaltete Tishchenko-Kolben 2 und 3 (Flasche 2 gefüllt mit Wasser zur Reinigung von Kohlenmonoxid (IV) von Chlorwasserstoff und mechanischen Verunreinigungen, Flasche 3 - Schwefelsäure für die Gastrocknung) und Kolben 4 mit einem Fassungsvermögen von 250 ml zum Sammeln von Kohlenmonoxid (IV) (Abb. 9).

Reis. 9. Gerät zur Gewinnung von Kohlenmonoxid (IV)

Kontrollfragen und Aufgaben:

1. Senken Sie die brennende Fackel in eine Flasche mit Kohlenmonoxid (IV) und erklären Sie, warum die Flamme erlischt.

2. Schreiben Sie eine Gleichung für die Bildung von Kohlenmonoxid (IV).

3. Ist es möglich, eine konzentrierte Schwefelsäurelösung zur Gewinnung von Kohlenmonoxid (IV) zu verwenden?

4. Leiten Sie das aus dem Kipp-Apparat freigesetzte Gas in ein Reagenzglas mit Wasser, das mit einer neutralen Lackmuslösung getönt ist. Was wird beobachtet? Schreiben Sie die Gleichungen für die Reaktion auf, die auftritt, wenn ein Gas in Wasser gelöst wird.

Testfragen:

1. Nennen Sie die Hauptmerkmale des gasförmigen Aggregatzustands.

2. Schlagen Sie eine Klassifizierung von Gasen nach 4-5 wesentlichen Merkmalen vor.

3. Wie liest sich das Gesetz von Avogadro? Was ist sein mathematischer Ausdruck?

4. Erklären Sie die physikalische Bedeutung der mittleren Molmasse des Gemisches.

5. Berechnen Sie die durchschnittliche Molmasse der klimatisierten Luft, in der der Massenanteil von Sauerstoff 23 % und Stickstoff 77 % beträgt.

6. Welches der folgenden Gase ist leichter als Luft: Kohlenmonoxid (II), Kohlenmonoxid (IV), Fluor, Neon, Acetylen C 2 H 2, Phosphin PH 3?

7. Bestimmen Sie die Wasserstoffdichte eines Gasgemisches bestehend aus Argon mit einem Volumen von 56 Litern und Stickstoff mit einem Volumen von 28 Litern. Die Volumina von Gasen sind für n.a.g. angegeben.

8. Ein offenes Gefäß wird bei konstantem Druck von 17 °C auf 307 °C erhitzt. Welcher Teil der Luft (nach Gewicht) im Gefäß wird verdrängt?

9. Bestimmen Sie die Masse von 3 Liter Stickstoff bei 15 °C und einem Druck von 90 kPa.

10. Die Masse von 982,2 ml Gas bei 100 ° C und einem Druck von 986 Pa beträgt 10 g. Bestimmen Sie die Molmasse des Gases.

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