, учитель химии
МОУ СОШ №3
г. Комсомольска-на-Амуре
Семь превращений в одной пробирке(обобщающий эксперимент по общей химии с микроколичествами реактивов
Оригинальный химический эксперимент по свойствам металлов побочных подгрупп разработан на основе методике Дианы Эпп, преподавателя химии из США. Особенность методики-проведение серии последовательных превращений соединений исследуемого элемента в одной и той же пробирке. Для каждого опыта реактивы берутся в микроколичествах, поэтому суммарный объем использованных растворов по завершении серии не превышает 1/8 пробирки. Набор необходимого оборудования также минимален: пробирка, пипетка, склянки с реагентами.
Каждая серия превращений охватывает широкий круг химических явлений и закономерностей, исследуя их на примере соединений металлов побочных подгрупп( в том числе условия протекания реакций ионного обмена, кислотно-основное равновесие, окислительно-восстановительные реакции, гидролиз).Таким образом. Предлагаемый эксперимент-прекрасное средство обобщения материала по курсу общей химии, к тому же наглядное, зрелищное и простое в исполнении.. Форму проведения эксперимента выбирает учитель. Это может быть и демонстрационый эксперимент, и лабораторный опыт, и практическая работа. Последний вариант предпочтителен.
Вариант: превращения иона железа
Предлагается проследить за поведением иона железа в разных системах. Осуществив следующие превращения:
FeCI3 → Fe(OH)3→ FeCI3→K3[Fe³+(SCN6‾)³-→ Fe(OH)3→ FeS
Все опыты выполняются последовательно в одной пробирке.
1. Поместите в пробирку 30 капель раствора FeCI3
2. Добавьте к выпавшему осадку Fe(OH)3 семь капель раствора HCl до растворения осадка. Запишите ионное уравнение реакции.
3. В полученный раствор, содержащий ионы Fe³-, добавьте четыре капли раствора роданида калия KSCN. При этом ион Fe³- превращается в комплексный ион [Fe³+(SCN6‾)³-. Запишите ионное уравнение этой реакции.
4. В полученный раствор добавьте 20 капель раствора NaF. При этом происходит обмен: комплексный ион [Fe³(SCN6‾)³-, окрашивающий раствор в красный цвет, превращается в более устойчивый комплексный ион (FeF6³-) раствор становится бесцветным). Запишите ионное уравнение этой реакции
5. В полученный раствор добавьте 10 капель раствора NaOH. При этом комплексный ион FeF6³- разрушается, образуя кирпичного цвета осадок Fe(OH)3. Запишите ионное уравнение этой реакции обмена.
6. В полученный раствор добавьте 10 капель раствора Na 2S. При этом ионы Fe³+ восстанавливаются до Fe²+: Fe(OH)3+Na 2S→FeS+S+NaOH
Подберите коэффициенты для этого уравнения методом электронного баланса. Запишите ионное уравнение
Методика эксперимента.
В пробирку помещают 30 капель 0,1М раствора FeCI3 и 5 капель 2М раствора Na2CO3. В результате образования нестойкой кислоты и нерастворимого основания железа происходит необратимый гидролиз соли:
2FeCI3 +3Na2CO3 +3H2O=Fe(OH)3 +3CO2+6NaCI
К полученному осадку кирпично-красного цвета добавляют 7 капель 3М раствора HCI. В результате связывания оставшихся карбонат - ионов и растворения осадка раствор становится прозрачным:
Fe(OH)3 +3H+=Fe³++ 3H2O
Добавление 1 капель 0,05М раствора KSCN приводит к окрашиванию раствора в кроваво-красный цвет вследствие образования комплексного иона:
Fe³++ 6SCN - =Fe(SCN6 )³-
При добавлении 20 капель 1М раствора NaF раствор обесцвечивается вследствие образования более стабильного фторидного комплекса:
Fe(SCN6)³-+6F- =FeF6³- +6SCN -
Последующее добавление 10 капель 1М раствора NaOH разрушает комплексный ион и приводит к выпадению кирпично-красного осадка: FeF6³- + 3OH-=Fe(OH)3 +6F-
При добавлении к полученному раствору 2 капель 1М раствора Na2S трехвалентное железо восстанавливается в двухвалентное, переходит из одной осажденной формы (гидроксид) в другую более прочную(сульфид). В пробирке образуется осадок черного цвета:
Fe(OH)3 +2S²- =FeS+S+3OH -
