Общая и неорганическая химия (стр. 1 )

Министерство образования и науки Республики Казахстан

ВОСТОЧНО - КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. Серикбаева

Кафедра «Химия, цветная и порошковая металлургия»

, ,

ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Часть 1

Методические указания к лабораторным работам для студентов I курса

дневной и заочной форм обучения всех специальностей

Усть-Каменогорск

2002

УДК

, , .

Общая и неорганическая химия. Часть 1. Методические указания к лабораторным работам для студентов I курса дневной и заочной форм обучения для всех специальностей

- Усть-Каменогорск, 2002.- с.

Методические указания включают описание лабораторных работ. В каждой из них дано теоретическое введение, описаны методика и техника выполнения опытов, даны контрольные вопросы и задачи.

Методические указания рекомендованы студентам I курса дневной и заочной форм обучения для всех специальностей.

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение
1	Общие правила выполнения лабораторных работ
2	Правила техники безопасности
3	Первая помощь при несчастных случаях
4	Классы неорганических соединений. Лабораторная работа № 1.
5	Определение молекулярной массы диоксида углерода. Лабораторная работа № 2.
6	Эквивалент и молярная масса эквивалентов. Лабораторная работа № 3.
7	Электронная структура атомов и одноатомных ионов. Лабораторная работа № 4.
8	Тепловые эффекты химических реакций. Лабораторная работы № 5.
9	Кинетика химических реакций. Лабораторная работа №6 .
10	Химическое равновесие. Лабораторная работа № 7.
11	Приготовление растворов заданной концентрации. Лабораторная работа № 8.
12	Свойства водных растворов электролитов. Лабораторная работа № 9.
13	Реакции в растворах электролитов. Лабораторная работа № 10.
14	Гидролиз солей. Лабораторная работа № 11.
15	Комплексные соединения. Лабораторная работа № 12.
16	Коллоидные растворы. Лабораторные работа № 13.
17	Окислительно-восстановительные реакции. Лабораторная работа №14.
18	Гальванические элементы. Лабораторная работа №15.
19	Электролиз. Лабораторная работа № 16.

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания представляют собой руководство к лабораторным занятиям по общей и неорганической химии и предназначены для студентов всех специальностей.

В методические указания включены лабораторные работы, которые охватывают важнейшие разделы курса общей и неорганической химии: классы неорганических соединений, строение вещества, химическую кинетику и равновесие, энергетику химических реакций, растворы, окислительно-восстановительные реакции (ОВР), электрохимические процессы.

В методических указаниях подробно описаны методика и техника выполнения опытов и требования к оформлению полученных результатов. Перед описанием экспериментальной части в каждой работе дано теоретическое введение. В руководство включены общие правила работы в лабораториях и правила техники безопасности.

1 ОБШИЕ ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторные работы являются одной из важнейших составных частей курса химии. Для их выполнения студенту необходимо познакомиться с лабораторным оборудованием и техникой проведения основных лабораторных операций.

Поскольку в химической лаборатории находятся электроприборы, ядовитые и огнеопасные вещества, студенты должны строго соблюдать правила внутреннего распорядка и техники безопасности.

Перед каждым лабораторным занятием студент должен изучить соответствующий раздел учебника, конспекта лекций и описание лабораторной работы.

При оформлении отчета по проделанной работе в лабораторном журнале записывают дату, номер, название работы и опыта; краткое описание опыта и результаты, полученные при его выполнении.

При проведении эксперимента необходимо соблюдать следующие правила:

- Опыты проводить в чистой посуде.

- Нельзя выливать или высыпать избыток реактива пробирки обратно в склянку.

- Сухие соли набирают шпателем или ложечкой.

- Нельзя переставлять пробки от разных склянок

- После опытов остатки металлов собирают в отдельную склянку.

- Дорогостоящие реактивы (например остатки солей серебра) собирают в специально отведенную посуду.

2 ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

- Не трогайте и не выключайте без разрешения преподавателя рубильники и электроприборы.

- Не загромождайте свое рабочее место лишними предметами.

- Нельзя брать вещество руками и пробовать их на вкус. При определении вещества по запаху пробирку (склянку) следует держать на расстоянии и направлять движением руки воздух от отверстия пробирки.

- Опыты с ядовитыми веществами, с концентрированными кислотами и щелочами надо проводить в вытяжном шкафу.

- При приливании реактивов нельзя наклоняться над отверстием сосуда во избежание попадания брызг на лицо и одежду.

- Нельзя наклоняться над нагреваемой жидкостью, так как ее может выбросить; при нагревании пробирку держать отверстием в сторону от себя.

- Разбавляя концентрированные кислоты особенно серную, вливать кислоту в воду.

- С легковоспламеняющимися жидкостями нельзя работать вблизи нагревательных приборов.

- Спиртовку зажигать только спичкой, тушить только колпачком; зажженную спиртовку не передвигать и не переносить.

- При проведении опытов, в которых может произойти самовозгорание, необходимо иметь под руками песок, войлок и т. п.

-В случае воспламенения горючих веществ отключите электроприборы, погасите спиртовку, горящие жидкости прикройте войлоком, если нужно, засыпьте песком, но не заливайте водой.

3 ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ

В лаборатории бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи, - порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, паром, кислотами, щелочами. В особо серьезных случаях необходимо немедленно обратиться к врачу.

Основные правила первой медицинской помощи сводятся к следующему:

- При ранении стеклом удалите осколки стекла из раны, смажьте края раны раствором йода и перевяжите бинтом.

- При ожоге лица и рук реактивом смойте реактив большим количеством воды, затем либо разбавленной уксусной кислотой (в случае ожога щелочью), либо раствором соды (в случае ожога кислотой), а затем опять водой.

- При термическом ожоге нужно обработать обожженное место свежеприготовленным раствором KMnO4, смазать мазью от ожога или вазелином.

- При химических ожогах глаз нужно обильно промыть глаза водой и обратиться к врачу.

4 КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Лабораторная работа № 1

4.1 Цель лабораторной работы

Исследование свойств соединений меди, цинка, кобальта, кальция.

4.2 Теоретическая часть

Неорганические соединения обычно подразделяются на пять основных классов: оксиды кислоты, основания, амфотерные гидроксиды и соли.

Оксидами называют сложные вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород.

Все оксиды можно разделить на солеобразующие Na2O, SO3, ZnO и безразличные CO, N2O, NО. Солеобразующие оксиды делятся на три группы: основные, кислотные, амфотерные.

Основными называют такие оксиды, гидратные соединения которых являются основаниями. Основные оксиды образуются только металлами. Например: K2O, MgO, CuO – основные оксиды, так как соответствующие им гидратные соединения: KOH, Mg(OH)2, Cu(OH)2 – являются основаниями. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов непосредственно соединяются с водой, образуя растворимые в воде основания – щелочи, например:

K2O + H2O = 2KOH (4.1)

Большинство же основных оксидов с водой не взаимодействуют, а соответствующие им основания получаются из солей. Например:

CuSO4 + 2NaOH = ¯ Cu(OH)2 + Na2SO4 (4.2)

Все основные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием солей, например:

MgO + H2SO4 = MgSO4 + H2O (4.3)

Кислотными оксидами (или ангидридами), называют такие оксиды, гидратные соединения которых являются кислотами. Например: N2O5, SO2, SO3 – кислотные оксиды, так как им соответствуют кислоты HNO3, H2SO3, H2SO4.

Большинство кислотных оксидов непосредственно соединяется с водой, образуя кислоты, например:

SO2 + H2O = H2SO3 (4.4)

Кислотные оксиды образуются неметаллами и некоторыми металлами в высшей степени окисления, например: Mn2O7 отвечает марганцевая кислота HMnO4.

Главным отличительным признаком кислотных оксидов является их способность взаимодействовать со щелочами с образованием солей, например:

CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O (4.5)

Амфотерными называют такие оксиды, которые в зависимости от условий проявляют и основные, и кислотные свойства, т. е. обладают двойственными свойствами, например: ZnO, Al2O3, Cr2O3.

ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O (4.6)

ZnO + 2NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] (4.7)

Кислотами называют электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются только ионы водорода. Диссоциацию кислот можно написать так:

HCl Û H+ + Cl - (4.8)

Все кислоты делятся на одно - и многоосновные. Основность определяется числом ионов водорода, которые замещаются в реакции на основной остаток. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато

H2SO3 Û H+ + HSO3- (4.9)

HSO3- Û H+ + SO32- (4.10)

По составу различают кислородные (HNO3, H2SO4, H2CO3) и бескислородные (HCl, HBr, H2S) кислоты.

Кислоты получают при взаимодействии кислотных оксидов с водой: