Мета роботи: ознайомитись з методами лабораторного отримання Гідрогену, його хімічними властивостями, дослідити окисно-відновні властивості перекису Гідрогену.

Прилади та реактиви: лабораторний штатив, пробірки, газовідвідні трубки, лучина, спиртівка. Цинк. Порошок оксиду Купруму (ІІ). Перманганат Калію. Розчини: хлороводневої кислоти, йодиду Калію, сірчаної кислоти, 3% пероксиду Гідрогену, нітрату ртуті (ІІ).

Техніка безпеки:Досліди, що супроводжуються виділенням газів проводити під тягою. При роботі не допускати попадання розчинів кислот та перекису Гідрогену на шкіру. При спаленні Гідрогену проявляти обережність. Суміш Гідрогену та Оксигену вибухонебезпечна.

ДОСЛІД 1. Отримання Гідрогену

До пробірки внести 5 крапель розчину хлороводневої кислоти та шматочок Цинку. Зачинити отвір пробірки пробкою з газовідвідною трубкою. Коли реакція буде проходити досить енергійно, піднести до кінчика відвідної трубки гарячій сірник та підпалити газ, що виділяється.

Завдання. Написати рівняння реакції отримання Гідрогену, визначити окисник. Чи можливо для отримання Гідрогену з хлороводневої кислоти замінити Цинк іншим металом? Написати рівняння горіння Гідрогену.

ДОСЛІД 2. Відновні властивості Гідрогену

Насипте скляною лопаточкою на дно сухої скляної пробірки порошок оксиду Купруму (ІІ) та закріпіть її у штативі горизонтально. Газовідвідну трубку з пробірки де утворюється Гідроген занурить до пробірки, що закріплена у штативі. Нагрівайте оксид Купруму (ІІ) слабким полум’ям горілки.

Завдання. Написати рівняння реакції взаємодії Гідрогену з оксидом Купруму (ІІ). За якою зовнішньою ознакою можливо встановити, що оксид Купруму перетворився у металічну Купрум?

ДОСЛІД 3. Окисно-відновні властивості пероксиду Гідрогену

3.1. Окислення йодиду Калію. До пробірки внести 3-4 краплі розчину йодиду Калію, 1 краплю розчину сірчаної кислоти та 1 краплю 3%-го розчину пероксиду Гідрогену.

Завдання. Написати рівняння реакції та вказати як змінюється колір розчину. Які властивості виявляє пероксид Гідрогену в цій реакції?

3.2. Відновлення нітрату Ртуті (ІІ). До пробірки внести 3-4 краплі розчину та додати таку ж кількість розчину лугу до випадіння осаду оксиду ртуті (ІІ). Додати 4-5 крапель 3%-го розчину пероксиду Гідрогену та спостерігати зміну кольору осаду в зв’язку з утворенням часток металічної ртуті.

Завдання. Написати рівняння реакції. Який газ виділяється?

ДОСЛІД 4. Каталітичне розкладення пероксиду Гідрогену

Внести до пробірки невелику кількість порошку перманганату Калію та додати 2-3 краплі розчину пероксиду Гідрогену.

Завдання. Написати рівняння реакції розкладення пероксиду Гідрогену. До якого типу окисно-відновних реакцій вона відноситься? Який газ виділяється в реакції?

Контрольні питання

1. Опішить атоми протію, дейтерію, тритію. В чому полягає різниця цих атомів? Які ізотопи стабільні?

2. Назвіть всі методи отримання Гідрогену в лабораторії та промисловості.

3. Як відрізнити Гідроген від Оксигену, диоксиду Карбону, Нітрогену?

4. При взаємодії з якими речовинами (перманганатом Калію, сірководнем, оксидом Плюмбуму (ІV), йодидом Калію) пероксид Гідрогену виявляє відновні властивості?

5. Напишіть рівняння реакції пероксиду Гідрогену з Хлором, з сульфідом Плюмбуму з утворенням сульфату Плюмбуму.

Задачі

1. Взаємодія Гідрогену з Оксигеном перебігає за рівнянням:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О +583 кДж

В якому напрямку зміститься рівновага при підвищенні тиску, при зниженні температури?

2. До 150 г розчину пероксиду Гідрогену додали трохи диоксиду Мангану. Газ, що виділився за нормальних умов зайняв об’єм 10^{-3 м3}. Розрахуйте масову частку пероксиду Гідрогену в вихідному розчині.

3. Який об’єм за 294 К і тиску 101991 Па займе водень, необхідний для відновлення нікелю з 83 кг його оксиду (ІІІ) ?

4. Складіть рівняння реакцій:

Me + H⁺ =

H⁺ + ē (електроліз) =

CH₄ + H₂O (каталіз) =

С + H₂ =

Fe₃O₄ + H₂ =

MoO₃ + H₂ =

Ba + H₂ =

BaH₂ + H₂O =

Лабораторна робота №8.

ВЛАСТИВОСТІ ЛУЖНИХ МЕТАЛІВ.

Мета роботи – ознайомити студентів з найбільш важливими фізичними та хімічними властивостями лужних металів, а також із застосуванням лужних металів і їх важливіших сполук.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Головну підгрупу І групи складають лужні метали: літій, Натрій, Калій, Рубідій, Цезій. На зовнішньому енергетичному рівні атомів цих елементів знаходиться один s-електрон, який легко відривається. Це обумовлює різко виразні відновні властивості всіх лужних металів. Ступень окислення в усіх сполуках +1. Радіуси атомів зростають від літію до цезію, відповідно зменшується енергія іонізації та підсилюються металічні властивості.

Лужні метали енергійно реагують з Оксигеном, водою, кислотами і більшістю неметалів. Тому зберігають їх в запаяному вигляді або під шаром керосину.

При взаємодії з Оксигеном утворюються оксиди складу Є₂О і пероксиди різного складу. Так, пероксид Натрію – натрієва сіль слабкої кислоти (перекису Гідрогену), володіє сильними окисними та відновними властивостями. Пероксиди лужних металів реагують з вуглекислим газом з виділенням Оксигену6

2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂↑

При гідролізі пероксидів лужних металів утворюється пероксид Гідрогену.

Гідроксиди лужних металів утворюються при взаємодії металів а також їх оксидів і пероксидів з водою. Гідроксиди лужних металів – білі, тверді, гігроскопічні речовини, добре розчинні у воді; сильні луги. Вони поступово руйнують скло, завдяки взаємодії з оксидом Силіцію(IV):

2NaOH + SiO­₂ = Na₂SiO₃ + H₂O

Солі лужних металів типово іонні сполуки, більшість яких добре розчинні у воді. Солі слабких кислот гідролізують, утворюючи лужне середовище. Карбонати і гідроксиди лужних металів не розкладаються при нагріванні, проте: Li₂CO₃ ® Li₂O + CO₂

LiOH ® Li₂O + H₂O

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА