Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия» для специальности 5В072700 — «Технология продовольственных продуктов» для специальности 5В072800 — «Технология перерабатывающих производств» (стр. 22 )

2. Реакция комплексообразования:

Ni2+ + 6NH4OH = [Ni2+(NH3)6]2+ + 6H2O

Взаимодействие с молекулами растворителя. Это процессы гидратации, гидролиза, образования оксоанионов и оксокатионов.

Вопросы для самоконтроля

Охарактеризуйте физические и химические свойства, характерные для всех металлов. Напишите электронные формулы одноатомных катионов, образуемых магнием, марганцем, цезием, железом, галлием, серебром. Какой из перечисленных катионов может окислить железо до Fe2+:Sn2+, Ni2+, Cu2+, K+, Al3+, Ag+. Составьте уравнения реакций: а) окисления меди разбавленной и концентрированной азотной кислотой; б) окисления цинка концентрированной серной кислотой; в) взаимодействия олова с концентрированным раствором щелочи; г) восстановления оксида меди(II) углем. Почему явление комплексообразования для d-элементов характернее, чем для s - и p-элементов?

Рекомендуемая литература:

1. , Неорганическая химия,2012 с. 209-226;

2. Задачи и упражнения по общей химии,1988,с. 215- 255;

3. Общая и неорганическая химия, 1997, с.

  Модуль 1.

  3  ЛАБОРАТОРНЫЕ  ЗАНЯТИЯ

Лабораторное занятие № 1. Химические свойства кислот, оснований, солей, оксидов и их получения 

Цель занятия: Изучить основные химические свойства классов неорганических соединений 

Оксиды

ОПЫТ №1  Получение оксидов непосредственным окислением элементов. Поместить на металлическую ложечку кусочек серы и нагреть в пламени спиртовки. Как только сера загорится внести ложечку в банку, не касаясь дна и стенок. Когда сера сгорит, ложечку вынуть, в банку налить немного дистиллированной воды и взболтать. Испытать раствор лакмусом. Написать уравнение реакции. Каков характер оксида? Сделайте вывод.

ОПЫТ №2  Получение оксидов разложением солей. В сухую пробирку поместить немного основного карбоната меди ((СиОН)2С03). Держа пробирку в наклонном положении, нагреть до полного разложения  соли. Какого цвета вещество остается? Что выделяется на холодных стенках пробирки? Написать уравнение реакции. Сделайте вывод.

ОПЫТ №3  Получение оксидов разложением гидроксидов.

На раствор сульфата меди действуем избытком щелочи, получаем гидроксид  меди.  Полученный  осадок  нагреть.  Объяснить почернение осадка и написать уравнение реакции. Сделайте вывод.

ГИДРОКСИДЫ

ОПЫТ №4  Взаимодействие с кислотами. В пробирку налейте несколько капель раствора гидроксида натрия. Добавьте 1 -2 капли фенолфталеина, затем по каплям приливайте раствор соляной кислоты. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.

К ислоты

ОПЫТ №5  Взаимодействие кислот с металлами. В пробирку с 3-4 мл. серной кислоты (разб.) опустить кусочек цинка, пробирку нагреть до кипения. Что наблюдается? Написать уравнение реакции. Сделайте вывод.

Соли

ОПЫТ №6 Взаимодействие двух различных солей. К 1 мл. раствора сульфата натрия прилить 1 мл. раствора хлорида бария. Что наблюдается? Написать уравнение реакции. Сделайте вывод.

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы: 

Дайте определения с позиций теории электролитической диссоциации кислотам, основаниям и солям. Классифицируйте неорганические соединения по составу (бинарные и многоэлементные) и по свойствам (функциональным признакам)

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ № 2

Определение эквивалентной массы металла

Цель работы:  Определить эквиваленты активных металлов, способных вытеснять водород из разбавленных кислот: магния, цинка, алюминия, хрома, марганца и др.

Определение эквивалента металла производится в приборе, собранном из

двух бюреток (см. рисунок), закрепленных в лапках штатива. Бюретки соединяют между собой резиновой трубкой. Перед опытом бюретки заполняются водой так, чтобы уровень воды был чуть ниже нулевого деления. Собранный прибор проверяют на герметичность. Для этого к бюретке присоединяют пробирку, а бюретку с открытым концом опускают вниз на 15-20 см, если прибор герметичен, то уровень в закрытой бюретке, после незначительного понижения, остается без изменения.

Убедившись в герметичности прибора, бюретки устанавливают так, чтобы вода в них была на одном уровне, и приступают к опыту.

В пробирку налить через воронку 4-5 мл разбавленной соляной кислоты /1:3/ и добавить 3 капли раствора сульфата меди. Следите, чтобы верхняя часть пробирки была сухой. Получите у лаборанта навески металла и запишите массу в лабораторную тетрадь. Металл поместите в верхнюю часть пробирки (пробирку при этом держать возможно ближе к горизонтальному положению). Закройте пробирку резиновой пробкой, слегка смоченной водой, и снова проверьте герметичность прибора. Закрепите бюретки так, чтобы положение воды в них было на одном уровне. Отметьте уровень воды в бюретке с пробиркой и запишите в тетрадь. Чтобы правильно замерить уровень воды в бюретке, глаз наблюдателя должен находится на одном уровне с нижним менисом воды.

Наклоните пробирку так, чтобы металл упал в кислоту. Выделяющийся газ при воздействии металла с кислотой (водород) вытесняет воду из бюретки.  Когда весь металл растворится, отметьте уровень воды в бюретке с пробиркой и запишите его в таблицу.

Отметить показания барометра и термометра и записать их в тетрадь.

ФОРМА ЗАПИСИ

Масса металла ______________ m (г) Уровень воды в бюретке с пробиркой:

а)        до опыта V1_______________  (мл)

б)        после опыта  V2____________ (мл)

в)        температура опыта t0________ 

Атмосферное давление Р aтм______(мм рт. ст.)

Давление насыщенного пара Р пар_____(мм рт. ст.)

ВЫЧИСЛЕНИЯ

Объем выделившегося водорода V, H2 = V2 –V1 (мл) Абсолютная температура Т=273 + t0         Давление водорода  РН 2 = Р aтм  - Рпар (мм рт. ст.) Объем эквивалента водорода при нормальных условиях:

V Н2 = 22,4л/2 = 11,2 л = 11200 (мл)

Объем выделившегося водорода, приведенный к нормальным условиям:

V0*P0 = V*P  V0 = PH2 * VH2* 273  = PH2 * VH2

  Т0  Т  760* Т  2,78*Т

6.  Эквивалентная  масса металла:

  M = V0  Эмет =  m*Vэ H2  = m*11200

Эмет  VэН2  V0  V0 

7.        Показав  результаты  преподавателю  и  узнав  точное  значение 
эквивалентной массы металла, рассчитайте относительную ошибку опыта в процентах:

П = (Этеор.-Э эксп.).100%

Этеор.

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторные работы: 

1.. От чего зависит эквивалент химического элемента?

2.  Как находят эквиваленты сложных веществ?

3.  Что такое эквивалент  и эквивалентная масса вещества?

4.  Одинакова ли эквивалентная масса  железа в хлоридах  железа (ІІ, ІІІ)?

5. На нейтрализацию  25 мл соляной кислоты с титром 0,036 израсходовано 1,3 г соды, найти эквивалент соды. Ответ: 53г/моль

Модуль 3

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ №3

Определение энтальпии  нейтрализации.

  Цель занятия: Определение энтальпии реакции нейтрализации для  реакции нейтрализации:

Оборудование и реактивы:

Калориметр с мешалкой, Термометр Бекмана или термометр с ценой деления 0,1°С 2н. растворы: NaOН, КОН, HNO3,  HC1,  NH4OH, CH3COOH

4. Секундомер (таймер).

5.  Мерные цилиндры на 50 мл для каждого раствора.

6. Технохимические (аптечные) весы с разновесами

Ход работы:

Упрошенный калориметр состоит из двух стаканов. В большой стакан вставляют другой стакан меньшего размера. Стаканы не должны между собой соприкасаться Во избежание потерь теплоты через стенки внутреннего стакана калориметра между ними помещают прокладки, внутренний стакан закрывают крышкой с тремя отверстиями в которые вставлены термометр {цена деления 0,1 оС}- мешалка и воронка для вливания растворов. Выполняется 2 опыта с сильными электролитами и 1 со слабыми.

Взвесить внутренний калориметрический стакан на технохимических весах и налить в него 50 мл 2 н. раствора щелочи, отметить температуру раствора с точностью до 0,1 °С (t° шелочи ). Вставить внутренний стакан с раствором шелочи во внешний стакан, закрыть его крышкой, в отверстие крышки поместить мешалку, термометр и воронку. Отмерить цилиндром 50 мл 2 н. раствора кислоты и измерить его температуру ( кислоты).

При непрерывном помешивании быстро прилить через воронку раствор кислоты к раствору щелочи, отметить самую высокую температуру раствора -1 и  конечную, которую показывает термометр после смешивания растворов. Вычислить среднюю температуру растворов до реакций - t° начальную (среднее арифметическое из температур растворов кислоты и щелочи), затем рассчитать разницу;  Δ t°  = t° кон. – t0 нач

  Принимая плотность раствора и его удельную теплоемкость равными единице, а удельную теплоемкость стекла равной 0,18 кал/г⋅град, вычисляют по формуле  q = ( t2 – t1)Σ c количество выделившегося теплоты, где t2  и  t1 конечная и начальная температуры в калориметре;  Σ c – теплоемкость системы – сумма теплоемкостей калориметрического сосуда и находящегося в нем вещества, равная c1m1 + c2m2 ;  с1 и  с2  - удельные теплоемкости стекла и жидкости;  m1 и  m2 – массы калориметрического стакана и жидкости, находящейся в калориметрическом сосуде.

  Для пересчета теплового эффекта на моль вещества пользуются формулой: ΔH = q⋅M/m,  где ΔH – тепловой эффект, рассчитанный на моль;  m – навеска вещества, взятого для калориметрического опыта; М – молекулярная масса вещества. Тепловой эффект реакции нейтрализации равен – 57кДж/моль, рассчитайте относительную ошибку опыта в процентах: 

П = (ΔH теор.- ΔH эксп.)⋅100% 

  ΔHтеор. 

Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы: 

Что называется теплотой образования химического соединения? Привести примеры применения закона Гесса для химических реакций, протекающих через промежуточные стадии Теплоты образования NO и NO2  равны соответственно +21,6 и 7,43 ккал. Будет ли реакция  2NO + O2  = 2NO2  экзотермической или эндотермической и чему равен ее тепловой эффект? Ответ:- 14,13 ккал.

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ  №4