атрия тиосульфат Natrii thiosulfas
Na 2 S 2 0 3 -5H 2 0 M. м. 248,17
Натрия тиосульфат не является природным продуктом, его получают синтетически.
В промышленности натрия тиосульфат получают из отходов газового производства. Этот метод несмотря на многостадий-ность экономически выгоден, так как сырьем являются отходы газового производства и, в частности, светильный газ, образу-ющийся при коксовании угля.
Светильный газ всегда содержит примесь сероводорода, ко-торый улавливается поглотителями, например гидроксидом кальция. При этом получается сульфид кальция.
Но сульфид кальция в процессе получения подвергается гидролизу, поэтому реакция идет несколько иначе -с обра-зованием гидросульфида кальция.
Гидросульфид кальция при окислении кислородом воздуха образует тиосульфат кальция.
При сплавлении полученного тиосульфата кальция с сульфа-том натрия или карбонатом натрия получается тиосульфат нат-рия Na 2 S 2 0 3 .
После упаривания раствора выкристаллизовывается тио-сульфат натрия, который и является фармакопейным препара-том.
По внешнему виду тиосульфат натрия (II) представляет со-бой бесцветные прозрачные кристаллы солоновато-горького вкуса. Очень легко растворим в воде. При температуре 50 °С плавится в своей кристаллизационной воде. По структуре яв-ляется солью тиосерной кислоты (I).
Как видно из формулы этих соединений, степень окисления атомов серы в их молекулах различна. Один атом серы имеет степень окисления +6, другой -2. Присутствие атомов серы в различных степенях окисления обусловливает их свойства.
Так, имея в молекуле S 2- , натрия тиосульфат проявляет вос-становительную способность.
Как и сама тиосерная кислота, соли ее не являются проч-ными соединениями и легко разлагаются под влиянием кислот и даже таких слабых, как угольная.
Это свойство натрия тиосульфата разлагаться кислотами с выделением серы используется для идентификации препарата. При добавлении к раствору натрия тиосульфата хлороводород-ной кислоты наблюдается помутнение раствора вследствие вы-деления серы.
Весьма характерной для натрия тиосульфата является реак-ция его с раствором нитрата серебра. При этом выделяется осадок белого цвета (тиосульфат серебра), который быстро желтеет. При стоянии под влиянием влаги воздуха осадок чер-неет вследствие выделения сульфида серебра.
Если при действии на натрия тиосульфат нитратом серебра сразу образуется черный осадок, это указывает на загрязнение препарата сульфидами, которые при взаимодействии с нитра-том серебра сразу выделяют осадок сульфида серебра.
Чистый препарат при действии раствора нитрата серебра темнеет не сразу.
В качестве реакции подлинности может быть использована также реакция взаимодействия натрия тиосульфата с раство-ром хлорида железа (III). При этом образуется тиосульфат окисного железа, окрашенный в фиолетовый цвет. Окраска бы-стро исчезает вследствие восстановления этой соли до бесцвет-ных солей закисного железа (FeS 2 0 3 и FeS 4 0 6).
При взаимодействии с йодом натрия тиосульфат действует как восстановитель. Принимая электроны от S 2- , йод восста-навливается до I - , а натрия тиосульфат окисляется йодом до тетратиоиата натрия.
Аналогично восстанавливается хлор в хлороводород.
При избытке хлора выделяющаяся сера окисляется до сер-ной кислоты.
На этой реакции было основано применение натрия тиосуль-фата для поглощения хлора в первых противогазах.
В препарате не допускается наличие примесей мышьяка, се-лена, карбонатов, сульфатов, сульфидов, сульфитов, солей каль-ция.
ГФ X допускает наличие примесей хлоридов, солей тяжелых металлов в пределах эталона.
Количественное определение натрия тиосульфата проводят йодометрическим методом, в основу которого положена реак-ция его взаимодействия с йодом. ГФ требует содержания тио-сульфата натрия в препарате не менее 99% и не более 102% (за счет допустимого предела выветривания препарата).
Применение натрия тиосульфата основано на его свойстве выделять серу. Препарат применяется в качестве противоядия при отравлениях галогенами, цианом и циановодородной кис-лотой.
Образующийся роданид калия гораздо менее ядовит, чем цианид калия. Поэтому при отравлении циановодородной кис-лотой или ее солями в качестве первой помощи следует при-менить натрия тиосульфат. Препарат может применяться также при отравлении соединениями мышьяка, ртути, свинца; при этом образуются неядовитые сульфиды.
Натрия тиосульфат применяется также при аллергических заболеваниях, артритах, невралгии - внутривенно в виде 30% водного раствора. В связи с этим ГФ X приводит 30% раствор натрия тиосульфата для инъекций (Solutio Natrii thiosulfatis 30% pro injectionibus).
Выпускается в порошках и в ампулах по 5, 10, 50 мл 30% раствора.
Натрия тиосульфат содержит кристаллизационную воду, ко-торая легко выветривается, поэтому хранить ее следует в про-хладном месте, в хорошо закупоренных склянках из темного стекла, так как свет способствует его разложению. Растворы при стоянии мутнеют от выделяющейся серы. Этот процесс ускоряется в присутствии диоксида углерода. Поэтому склянки или бутыли с растворами натрия тиосульфата снабжаются хлоркальциевой трубкой, наполненной натронной известью, ко-торая ее поглощает.
Тиосерная кислота. Тиосульфат натрия. Получение, свойства, применение.
К эфирам серной кислоты относятся диалкилсульфаты (RO2)SO2. Это высококипящие жидкости; низшие растворимы в воде; в присутствии щелочей образуют спирт и соли серной кислоты. Низшие диалкилсульфаты - алкилирующие агенты.
Диэтилсульфат (C2H5)2SO4. Температура плавления -26°С, температура кипения 210°С, растворим в спиртах, нерастворим в воде. Получен взаимодействием серной кислоты с этанолом. Является этилирующим агентом в органическом синтезе. Проникает через кожу.
Диметилсульфат (CH3)2SO4. Температура плавления -26,8°С, температура кипения 188,5°С. Растворим в спиртах, плохо - в воде. Реагирует с аммиаком в отсутствие растворителя (со взрывом); сульфирует некоторые ароматические соединения, например эфиры фенолов. Получают взаимодействием 60%-ного олеума с метанолом при 150°С, Является метилирующим агентом в органическом синтезе. Канцероген, поражает глаза, кожу, органы дыхания.
Тиосульфат натрияNa2S2O3
Соль тиосерной кислоты, в которой два атома серы имеют различные степени окисления: +6 и -2. Кристаллическое вещество, хорошо растворимо в воде. Выпускается в виде кристаллогидрата Na2S2O3 5Н2O, в обиходе называемый гипосульфитом. Получают взаимодействием сульфита натрия с серой при кипячении:
Na2SO3+S=Na2S2O3
Как и тиосерная кислота, является сильным восстановителем, Легко окисляется хлором до серной кислоты:
Na2S2O3+4Сl2+5Н2О=2H2SO4+2NaCl+6НСl
На этой реакции было основано применение тиосульфата натрия для поглощения хлора (в первых противогазах).
Несколько иначе происходит окисление тиосульфата натрия слабыми окислителями. При этом образуются соли тетратионовой кислоты, например:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
Тиосульфат натрия является побочным продуктом в производстве NaHSO3, сернистых красителей, при очистке промышленных газов от серы. Применяется для удаления следов хлора после отбеливания тканей, Для извлечения серебра из руд; является фиксажем в фотографии, реактивом в иодометрии, противоядием при отравлении соединениями мышьяка, ртути, противовоспалительным средством.
Тиосерная кислота - неорганическое соединение, двухосновная сильная кислота с формулой H 2 SO 3 S. Бесцветная вязкая жидкость, реагирует с водой. Образует соли - неорганические тиосульфаты. Тиосерная кислота содержит два атома серы, один из которых имеет степень окисления +4, а второй - электронейтрален.
Получение
· Реакция сероводорода и триоксида серы в этиловом эфире при низких температурах:
· Действие газообразного хлористого водорода на тиосульфат натрия:
Тиосерная кислота образует бесцветную вязкую жидкость, не замерзающую даже при очень низкой температуре. Термически неустойчива - разлагается уже при комнатной температуре.
Быстро, но не мгновенно, разлагается в водных растворах. В присутствии серной кислоты разлагается мгновенно.
Химические свойства
· Термически очень неустойчива:
· В присутствии серной кислоты разлагается:
· Реагирует со щелочами:
· Реагирует с галогенами:
Образует сложные эфиры - органические тиосульфаты.
Тиосульфа́т на́трия (антихлор , гипосульфит , сульфидотриоксосульфат натрия ) - Na 2 S 2 O 3 или Na 2 SO 3 S, соль натрия и тиосерной кислоты, образуеткристаллогидрат Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O.
Получение
· окислением полисульфидов Na;
· кипячение избытка серы с Na 2 SO 3:
· взаимодействием H 2 S и SO 2 с NaOH (побочный продукт в производстве NaHSO 3 , сернистых красителей, при очистке промышленных газов от S):
· кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:
затем по приведённой выше реакции сульфид натрия присоединяет серу, образуя тиосульфат натрия.
Одновременно в ходе этой реакции образуются полисульфиды натрия (они придают раствору жёлтый цвет). Для их разрушения в раствор пропускают SO 2 .
· чистый безводный тиосульфат натрия можно получить реакцией серы с нитритом натрия в формамиде. Эта реакция количественно протекает (при 80 °C за 30 минут) по уравнению:
· растворение сульфида натрия в воде в присутствии кислорода воздуха:
Физические и химические свойства
Бесцветные моноклинные кристаллы. Молярная масса 248,17 г/моль (пентагидрат).
Растворим в воде (41,2 % при 20 о С, 69,86 % при 80 о С).
При 48,5 °C кристаллогидрат растворяется в своей кристаллизационной воде, образуя перенасыщенный раствор; обезвоживается около 100 о С.
При нагревании до 220 °C распадается по схеме:
Тиосульфат натрия - сильный восстановитель:
С сильными окислителями, например, свободным хлором, окисляется до сульфатов или серной кислоты:
Более слабыми или медленно действующими окислителями, например, иодом, переводится в соли тетратионовой кислоты:
Приведённая реакция очень важна, так как служит основой иодометрии. Следует отметить, что в щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.
Выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается:
Расплавленный кристаллогидрат Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O очень склонен к переохлаждению.
Применение
· для удаления следов хлора после отбеливания тканей
· для извлечения серебра из руд;
· фиксаж в фотографии;
· реактив в иодометрии
· противоядие при отравлении: As, Br, Hg и другими тяжёлыми металлами, цианидами (переводит их в роданиды) и др.
· для дезинфекции кишечника;
· для лечения чесотки (совместно с соляной кислотой);
· противовоспалительное и противоожоговое средство;
· может использоваться как среда для определения молекулярных весов по понижению точки замерзания (криоскопическая константа 4,26°)
· в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E539 .
· добавки для бетона.
· для очищения тканей от иода
· Марлевые повязки, пропитанные раствором тиосульфатом натрия, использовали для защиты органов дыхания от отравляющего вещества хлора в Первую мировую войну.
2.1. Цель работы: определить влияние различных факторов на скорость химической реакции, ознакомиться с методами определения средней константы скорости, порядка реакции, энергии активации.
2.2. Объекты и средства исследования: 0.1М растворы тиосульфата натрия и серной кислоты, дистиллированная вода, пробирки, две бюретки, пипетка на 2мл, термостат, секундомер.
2.3. Программа работы
2.3.1. Влияние концентрации на скорость реакции .
В результате реакции между серной кислотой и тиосульфатом натрия образуется сера, выделяющаяся в виде мути. Время от начала реакции до момента помутнения (голубоватой опалесценции) зависит от скорости реакции. Это дает возможность судить о средней скорости реакции.
Реакция идет в три стадии:
1) Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + Н 2 S 2 O 3
2) Н 2 S 2 O 3 = H 2 SO 3 + S¯
3) H 2 SO 3 = H 2 O + SO 2
Суммарное уравнение:
Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2 + S¯ + H 2 O
Самая медленная, скоростьопределяющая, стадия – вторая, следовательно, скорость всего процесса зависит только от концентрации тиосерной кислоты. Так как тиосерная кислота получается в результате реакции ионного обмена, которая идет практически мгновенно, можно считать, что концентрация тиосерной кислоты равна концентрации тиосульфата натрия и скорость всего процесса зависит от концентрации тиосульфата натрия.
Ход работы .
Приготовить четыре раствора тиосульфата натрия разной концентрации согласно таблице 3. Поочередно к каждому раствору прибавить по 2мл 0,1М раствора серной кислоты и измерить время от момента приливания кислоты до момента появления помутнения. Результаты занести в таблицу 3, учитывая что ΔС есть величина постоянная, равная 4×10 -3 моль/л.
Таблица 3
На основании полученных данных построить график lgV = f (lgC) для определения порядка реакции при температуре T 1 (К). Графики строятся вручную на миллиметровой бумаге в соответствующем масштабе или в программе Microsoft Excel 2007.
Для построения графиков в программе Microsoft Excel 2007 необходимо занести исходные данные в электронную таблицу.
Затем необходимо выделить диапазон ячеек A2:B5 с данными и выбрать в меню Вставка – Диаграммы – Точечная и, выделив на графике полученные точки, выбрать в контекстном меню Добавить линию тренда – Линейная – Показывать уравнение на диаграмме x ) и есть n – порядок реакции. Например, n = 0,9919 ≈ 1
Для определения константы скорости реакции k 1 при комнатной температуре следует построить график зависимости V = f(C) также вручную или с помощью программы Microsoft Excel 2007.
Для построения графиков в программе Microsoft Excel 2007 занести исходные данные в электронную таблицу. Обратите внимание, что для столбца скорость (V ) необходимо выбрать формат ячеек экспоненциальный . В результате получаем график прямолинейной зависимости, в уравнении которой множитель при независимой переменной (x ) является константой скорости реакции.
Например, k = 1,6· 10 -3
2.3.2. Влияние температуры на скорость реакции.
Опыт проводить аналогично предыдущему. Однако растворы тиосульфата натрия и серной кислоты перед смешением предварительно нагреть в термостате в течение 5 минут.
Результаты записать в таблицу 3 (T 2).
По результатам расчетов и измерений построить график V = f(C) и определить константу скорости реакции k 2 при повышенной температуре (Т 2), также используя возможности программы Microsoft Excel 2007. Найти температурный коэффициент скорости реакции:
На основании данных опытов 3.1.1. и 3.1.2. рассчитать энергию активации реакции Е акт. по формуле:
где R = 8,31 Дж/(моль·К) –универсальная газовая постоянная;
Т 1 и Т 2 -температура, К;
k 1 и k 2 - константы скорости реакции при температурах Т 1 и Т 2 , соответственно, с -1 .
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Неорганическая химия
Министерство образования и науки РФ.. Федеральное государственное бюджетное.. Учреждение высшего профессионального образования..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Химическая посуда
1.1. Цель работы: Изучить виды и назначение химической посуды.
1.2. Теоретические сведения
Используемую в лабораториях химическую посуду можно разделить на несколь
Мерная химическая посуда и приемы работы с ней
Мерную посуду используют для измерения объемов жидкостей. К ней относятся: мерные колбы, цилиндры, пипетки и бюретки (рис.3).
На правила работы с мерной посудой надо обратить
Весы и правила взвешивания
1.1. Цель работы: Познакомиться с приборами для взвешивания. Научиться взвешивать на лабораторных технических весах.
1.2. Теоретические сведения.
Для определения м
Запрещается превышать максимальную грузоподъемность весов
Перед взвешиванием проверяют готовность весов к работе:
1. устанавливают их по уровню,
2. выверяют нулевое положение стрелки.
Взвешиваемый предмет помещают на левую чашку
Очистка природной воды
3.1. Цель работы: познакомиться с методами очистки природной воды.
3.2. Объекты и средства исследования: два химических стакана на 300-500 мл, коническая воронка, колба Вюр
Очистка дихромата калия перекристаллизацией
4.1. Цель работы: освоить методику очистки веществ перекристаллизацией.
4.2. Объекты и средства исследования: коническая воронка, химические стаканы на 100 мл, мерный цилин
Очистка йода возгонкой
5.1. Цель работы: освоить методику очистки твердых веществ возгонкой.
5.2. Объекты и средства исследования: химический стакан без носика на 200-300 мл, круглодонная колба н
Определение плотности жидкостей, температуры плавления и температуры кипения веществ
6.1. Цель работы: ознакомиться с физическими характеристиками веществ и методами их определения.
6.2. Объекты и средства исследования: жидкие индивидуальные вещества (гексан, гептан, октан
Получение оксида свинца и металлического свинца из его соли
9.1. Цель работы: ознакомление с методами осаждения, фильтрования, высушивания и прокаливания осадков, а также с восстановлением металлов и их оксидов.
9.2. Объекты и средс
Определение молярной массы легко испаряющихся веществ
1.1. Цель работы: освоить методы определения молярных масс легко испаряющихся веществ и расчеты по уравнению Менделеева-Клапейрона.
1.2. Объекты и средства исследования: со
Определение молярной массы углекислого газа
2.1. Цель работы: освоить методы определения молярных масс газообразных веществ, используя уравнение Менделеева-Клапейрона и относительные плотности газов.
2.2. Объекты и средства ис
Определение молярной массы эквивалентов металлов
3.1. Цель работы: ознакомиться с методом определения молярной массы эквивалентов металлов в реакции взаимодействия металлов с разбавленными кислотами.
Свойства гидроксидов
1.1. Цель работы: изучить реакции получения и свойства гидроксидов
1.2. Объекты и средства исследования: 0,5М растворы сульфата меди(II), сульфата алюминия, хлорида хрома(I
Получение и изучение свойств аммино- , гидроксо- , ацидо- и аквакомплексов
1.1. Цель работы: познакомиться с методами получения, химическими свойствами и устойчивостью комплексных соединений.
1.2. Объекты и средства исследования: 0,5М растворы иод
Измерение тепловых эффектов химических реакций
1.1. Цель работы: выполнение калориметрических измерений и термодинамических расчетов, связанных с энергетикой химических реакций.
1.2. Объекты и средства исследования: кал
Влияние изменения концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие
3.1. Цель работы: установить, как влияет изменение концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие.
3.2. Объекты и средства исследования: 0,1М раствор хлорида железа (III), насыщ
Способы выражения концентрации растворов
Способ выражения концентрации
Формула
Название и определение
Обозначения и единица измерения
Явления, наблюдаемые при растворении
1.1. Цель работы: изучить явления, происходящие при растворении твердых, жидких и газообразных веществ в воде, объяснить наблюдаемые явления с точки зрения гидратной теории растворо
Определение растворимости веществ в воде
2.1. Цель работы: изучить свойства насыщенных и пересыщенных растворов, научиться определять растворимость веществ, изучить зависимость растворимости различных веществ от температур
Образование и растворение осадков
3.1. Цель работы: изучить условия образования и растворения осадков.
3.2. Объекты и средства исследования: 1н растворы нитрата свинца (II), хлорида натрия, хлорида магния, хлорида бария, б
Приготовление и титрование растворов
4.1. Цель работы: ознакомиться с методами приготовления растворов и определения их концентрации, выраженной в различных единицах. Освоить метод титрования растворов. Определить врем
Определение жесткости водопроводной воды
5.1. Цель работы: изучить метод объемного анализа растворов (титрование) при определении временной жесткости водопроводной воды. Научиться производить расчеты по концентрации электр
Определение электропроводности раствора и константы диссоциации слабого электролита
6.1. Цель и задачи работы: изучить кондуктометрический метод анализа. Установить зависимость удельной и эквивалентной электропроводности от концентрации раствора. Изучить закон разбавления Оствальд
Гидролиз солей
7.1. Цель и задачи работы: изучение процессов гидролиза солей различного типа. Установление влияния температуры, разбавления, реакции среды, заряда иона-комплексообразователя на сте
Тема: СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
Зависимость скорости реакции от температуры
(проверка правила Вант-Гоффа)
Закономерность изучается на примере взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой
Реакция протекает в две стадии:
Первая стадия - ионный обмен - происходит мгновенно, так что фактически наблюдение ведётся за скоростью второй мономолекулярной стадии, признаком протекания которой является появления мути как результат образования элементарной серы. Поэтому концентрации серной кислоты фактически не сказывается на скорости реакции, лишь бы она была взята в количестве, достаточном для полного взаимодействия тиосульфата, и во всех опытах одинакова.
Следовательно, уравнение скорости может быть записано так:
Опыт 1 . Приготовить простейший термостат: стакан на 200 мл с крышкой, в которой имеются 3 отверстия. В первое отверстие опустить закрепленный на нитке термометр, во второе - коническую пробирку с -2н раствором Н 2 SO 4 с опущенной в неё пипеткой, в третье - коническую пробирку, в которую чистой пипеткой внести 10 капель 0,1-н раствора тиосульфата натрия. Стакан заполнить выдержанной при комнатной температуре водой настолько, чтобы шарик термометра и раствора были в неё погружены. Ртутный шарик термометра и растворы реагирующих веществ должны находиться на одном уровне в средней части воды, заполняющей стакан - термостат.
Выждав 5 минут – время, необходимое для выравнивания температуры воды в термостате и растворов в пробирках, записать показания термометра. Не вынимая пробирки из термостата, к раствору тиосульфата натрия добавить пипеткой 1 каплю раствора серной кислоты. В этот момент включить секундомер (замерить время по часам с секундной стрелкой), не вынимая пробирку из термостата, наблюдать за ходом опыта до появления в пробирке заметного на глаз помутнения и при обнаружении его выключить секундомер. Записать длительность опыта в секундах.
Опыт 2. Проводится при температуре, повышенной на 10°. Для этого пробирку в термостате, в которой проводился опыт, заменить чистой и вновь внести в неё 10 капель 0,1н раствора тиосульфата натрия. Добавляя в стакан горячую воду, поднять её температуру на 14 - 15° выше температуры первого опыта и по термометру наблюдать её охлаждение. Когда температура будет на 10° выше, провести опыт точно так же, как первый.
Опыт 3. Проведение опыта при температуре, повышенной на 20°. Опыт проводиться так же, как в предыдущем случае, но температура воды в термостате первоначально повышается на 24 - 25°выше комнатной, а добавление серной кислоты к гипосульфиту производится в тот момент, когда она будет выше температуры первого опыта ровно на 20°. Все опытные данные и результаты расчетов записываются в виде таблицы. Вместо индексов указать фактические температуры.
Вычислить:
А) относительную скорость реакции.
Примем скорость реакции при комнатной температуре
в первом опыте. Поскольку скорость и величина, обратная времени,
из этой пропорции находим
Аналогично составляем пропорцию и вычисляем
Б) термический коэффициент скорости по Вант - Гоффу. Его вычисляют по результатам двух опытов, независимо один от другого.
Выполнение работы является удовлетворительным в том случае, если результаты этих двух вычислений расходятся незначительно. Тогда можно взять их средние значения. При резком расхождении работу нужно повторить.
Скорость химических реакций в гомогенных и
ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМАХ
Опыт 1. Влияние величины поверхности раздела реагирующих веществ на скорость реакции в гетерогенной системе
Растворение карбоната кальция в хлороводородной кислоте
Выполнение работы . Взять два небольших, по возможности одинаковых, кусочка мела. Один из них положить на кусочек фильтровальной бумаги и стеклянной палочкой измельчить его в порошок. Полученный порошок поместить в коническую пробирку. Второй кусочек мела целиком опустить в другую коническую пробирку. В обе пробирки одновременно добавить одинаковое количество (10-20 капель) хлороводородной кислоты плотностью - 1,19 г/см 3 . (Для соблюдения одновременности добавления кислоты опыт могут проводить два студента совместно). Отметить время полного растворения мела в каждом случае.
Запись данных опыта.
Написать уравнение соответствующей
реакции. Почему скорость растворения мела в этих двух случаях
различна?
Опыт 2. Влияние катализатора на скорость реакции
Каталитическое восстановление железа (III) Выполнение работы. В две пробирки внести по 10 капель 0,5 н. раствора роданида калия и по 1 капле 0,5 н. раствора…Опыт 3. Смещение химического равновесия обратимых реакций
Влияние концентрации реагирующих веществ на смещение равновесия Выполнение работы. В четыре конические пробирки внести по 5-7 капель 0,0025 н. растворов хлорида железа (III) и…ТЕМА: РАСТВОРЫ
Опыт 1 Определение плотности раствора ареометром.
Рисунок 1- Ареометр для определения плотности раствораОпыт 2 Приготовление растворов различной концентрации
А) Приготовление 0,1н раствора серной кислоты.
2. Сколько мл 10% раствора серной кислоты (ρ, см. опыт №1) необходимо взять для приготовления 250мл 0,1н раствора серной кислоты. 3. Сколько мл 15% раствора серной кислоты (ρ, см. опыт №1) необходимо… 4. Сколько мл 15% раствора серной кислоты (ρ, см. опыт №1) необходимо взять для приготовления 250мл 0,1н раствора…Б) Приготовление раствора заданной концентрации смешением растворов более высокой и более низкой концентрации
2. Приготовить 150 мл 12%-ного раствора гидроксида натрия, имея в своем, распоряжении 5%-ный и 25%-ный растворы NaOH. 3. Приготовить 500 мл 20%-ного раствора гидроксида натрия, имея в своем,… 4. Приготовить 250 мл 15%-ного раствора гидроксида натрия, имея в своем, распоряжении 8%-ный и 25%-ный растворы…Опыт 3 Определение концентрации растворов
Бюретку вместимостью 10 мл (рисунок 2в) промыть небольшим объемом 0,1н раствора NaOH, после чего вылить ее через нижний конец бюретки, снабженный… В коническую колбочку вместимостью 30-50 мл сухой пипеткой (рисунок 2б) внести… Повторить титрование еще три раза. Резкое изменение окраски фенолфталеина от одной капли щелочи является показателем…ТЕМА: ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ
Опыт 1. Сравнение электропроводности растворов некоторых электролитов.
В стакан с электродами налить 20-30 мл дистиллированной воды. Загорается ли лампочка? Проводит ли вода электрически ток? Внести в стакан с водой 4-5… Объяснить, почему раствор соли является проводником тока, хотя чистая вода и… В четыре стакана вместимостью 50 мл каждый налить по 20-30 мл 0,1 н. растворов: в первый – хлороводородной кислоты, во…Опыт 2. Характер диссоциации гидроксидов
Выполнение работы. Пронумеровать 5 пробирок и внести по 4-5 капель 0,5 н. растворов: в первую пробирку MgCl2 , во вторую- AlCl3 , в третью… Аналогичным образом исследовать свойства гидроксидов алюминия, кремния, никеля(II) и цинка. В чем они растворяются?…Опыт 3. Сравнение химической активности кислот
а) Взаимодействие хлороводородной и уксусной кислот с мрамором. Выполнение работы.В одну пробирку внести 3-4 капли 2н. раствора уксусной кислоты, в другую – столько же 2 н. раствора…Опыт 4. Смещение равновесия диссоциации слабых электролитов
а) Влияние соли слабых кислот на диссоциацию этой кислоты Выполнение работы. В две пробирки по 5-7 капель 0,1 н. раствора уксусной кислоты. В каждую пробирку прибавить одну…Опыт 1. Реакция среды в растворах различных солей
Растворы размешать (стеклянные палочки не переносить из одного раствора в другой). По изменению окраски лакмуса сделать вывод о реакции среды в растворе каждой… Какие из исследованных солей подвергаются гидролизу? Написать ионные и молекулярные уравнения реакций их гидролиза и…Опыт 2. Образование основных и кислых солей при гидролизе
А) Гидролиз сульфита натрия
На присутствие каких ионов в растворе указывает найденное значение pH? В результате какого процесса эти ионы появились? По отсутствию запаха сернистого газа убедиться в том, что сульфит натрия… Написать молекулярное и ионное уравнения реакции гидролиза сульфита натрия. При гидролизе каких солей получаются…Опыт 3. Факторы, влияющие на степень гидролиза солей
A) Влияние силы кислоты и основания, образующих соль, на степень её гидролиза
Написать ионные уравнения гидролиза сульфита натрия и карбоната натрия (по первой ступени). В растворе какой соли окраска фенолфталеина более… Степень гидролиза какой соли при одинаковых концентрациях и температуре должна… Сделать общий вывод о влиянии силы кислоты и основания, образующих соль, на степень её гидролиза.ТЕМА: ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ
ПРОЦЕССЫ
ВОДОРОД
Опыт 1 Получение водорода
Открыть кран газоотводной трубки. Наблюдать, как кислота вливается в аппарат, заполняет нижнюю часть его и поднимается в среднюю, где находится… Ознакомиться с автоматичностью действия аппарата Киппа. Для этого закрыть кран… НИКОГДАне зажигать водород на конце газоотводной трубки аппарата Киппа, не проверив его на чистоту и не будучи…ПРОВЕРКА ЧИСТОТЫ ВОДОРОДА
Опыт 2 Переливание водорода.
Проверить чистоту водорода и наполнить им большую пробирку, держа её вверх дном, поместить с ней рядом, тоже вверх дном, другую пробирку так, чтобы их отверстия были рядом. Не отодвигая пробирки с водородом, повёртывать её вниз дном так, чтобы пустая пробирка накрыла бы пробирку с водородом. Разъединив пробирки, поднести каждую из них к пламени спиртовки. В какой пробирке наблюдается вспышка?
Опыт 3 Образование воды при горении.
ПРОВЕРИТЬ ВОДОРОД на чистоту. Если он чист, зажгите его на конце газоотводной трубки и, держа трубку вверх, накройте пламя стеклянной банкой, прекратив процесс выделения водорода. Что для этого надо сделать? Что наблюдается на стенках банки? Записать уравнение реакции.
КИСЛОРОД
ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА И СЖИГАНИЕ В НЁМ ВЕЩЕСТВ
1. Ознакомиться с устройством газометра. 2. В пробирку поместить перманганат калия, закрыть пробкой с газоотводной…Опыт 2. Сжигание серы в кислороде.
Опыт 3. Сжигание магния в кислороде.
Наполнить банку кислородом, как в предыдущем опыте. Взять тигельными щипцами стружку или ленту магния, нагревать в пламени спиртовки, пока она не загорится и быстро внести в банку с кислородом. Что собой представляет оксид магния? Испытать характер оксида магния. Для этого, как в предыдущем опыте, влить в банку немного раствора фиолетового лакмуса и взболтать. Как изменился цвет лакмуса? Сделать вывод о характере образующегося гидроксида.
Опыт 4. Сжигание железа в кислороде.
Влияние среды на протекание окислительно - восстановительных процессов Влияние рН среды на характер восстановления перманганата калияH2O2 + 2H+ + 2e- = 2H2O
для реакции окисления пероксида водорода (H 2 O 2 – восстановитель):
H 2 O 2 – 2e - = O 2 + 2H +
б)Взаимодействие пероксида водорода с иодидом калия
Выполнение работы. К раствору иодида калия, подкисленному серной кислотой, прибавить 1 – 2 капли раствора пероксида водорода. Для какого вещества характера появившаяся окраска раствора?
Написать уравнение реакции. Окислителем или восстановителем является в ней пероксид водорода?
в) Взаимодействие пероксида водорода с оксидом ртути (II)
Выполнение работы. Поместить в пробирку 3 – 4 капели раствора нитрата ртути Hg(NO 3) 2 и добавить столько же 2 н. раствора щелочи до выпадения осадка оксида ртути (II). Отметить цвет осадка. Добавить 4 – 5 капель раствора пероксида водорода и наблюдать изменение цвета осадка вследствие образования взвешенных частиц металлической ртути. Какой газ выделяется?
Написать уравнение реакции. Окислитлем и восстановителем является пероксид водорода в данной реакции? Сделать соотвествующие выводы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДНЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ. НАПРАВЛЕНИЕ
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ
ПРОЦЕССОВ
Выполнение работы.Один из микростаканчиков 1 (рисунок) заполнить доверху 1М раствором сульфата цинка (точнее раствором, в котором активность ионов… Запись данных опыта.Изобразить двойной электрический слой на границе раздела металл - раствор его соли на цинковом и…ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
Описанные ниже опыты проводят в приборе, представленным на рисунке.Б) Электролиз раствора иодида калия
Отметить изменение цвета раствора около катода и анода. Написать уравнение катодного и анодного процессов. Почему окрасились растворы в катодном и…В) Электролиз раствора сульфата натрия
Выполнение работы. В стакане, объемом 100 мл смешать раствор сульфата натрия с нейтральным раствором лакмуса и вылить полученный раствор в…Г) Электролиз водных растворов солей с растворимыми анодами
Выполнение работы . Налить в электролизер 0,5 н. раствор сульфата меди, опустить в него графитовые электроды и пропустить через раствор электрический ток. Через несколько минут прекратить электролиз и отметить на катоде красный налет меди. Написать уравнения катодного и анодного процессов. Какой газ в небольших количествах выделяется на аноде?
Не отключая электролизер от батарейки, поменять местами электроды в коленах электролизера, вследствие чего электрод, покрывшийся вначале медью, окажется анодом. Снова пропустить электрический ток. Что происходит с медью на аноде? Какое вещество выделяется на катоде? Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе сульфата меди с медным анодом.
Провести аналогичный опыт с 0,5 н. раствором сульфата никеля (II). Что выделяется на катоде? Написать уравнение катодного восстановления никеля. Какое вещество окисляется на аноде при электролизе сульфата никеля с угольным анодом? С никелевым анодом? Написать уравнения соответствующих анодных процессов.
ТЕМА: КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Опыт 1. Получение и свойства некоторых аммиакатов
Разбавить раствор приблизительно равным объёмом спирта и отцентрифуговать образовавшиеся при этом кристаллы [Сu(NH3)4]SO4 ·H2O – комплексного… Написать уравнения всех реакций, проведённых в этом опыте.Опыт 2. Исследование тетрааминкупро(׀׀) сульфата
В четыре пронумерованные пробирки внести пипеткой по 10 капель исследуемого раствора комплексной соли. а) Проба на ион Cu2+ действием щёлочи. В пробирку №1 добавить несколько капель… б) Проба на ион Cu2+ действием сульфида натрия. В пробирку №2 добавить несколько капель раствора Na2S. Наблюдается ли…ТЕМА: ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
ГАЛОГЕНЫ
Опыт 1. Получение хлора
Выполнение работы. В три пробирки положить по 3-4 кристаллика различных окислителей: в первую диоксида марганца MnO2 или диоксида свинца PbO2, во… а) получение хлора, учитывая, что окислительные числа марганца меняются с +4 в… б) взаимодействия хлора с тиосульфатом натрия с участием воды; реакция протекает с образованием свободной серы,…Опыт 2. Получение хлорной воды и исследование её свойств
А) Получение хлорной воды
Написать уравнение реакции получения хлора окислением соляной кислоты перманганатом калия, учитывая, что окислительное число марганца изменяется от…Б) Исследование состава и свойств хлорной воды
Cl2 + H2O ↔HClO + HCl. (1) При этом равновесие сильно смещено влево. Поэтому хлорной водой можно… HClO = HCl + O (2)Опыт 3. Получение брома
Выполнение работы. В сухую цилиндрическую пробирку поместить 2-3 кристаллика бромида калия или натрия и столько же диоксида марганца. Осторожно встряхнуть пробирку и прибавить к смеси 2-3 капли концентрированной серной кислоты (пл. 1,84 г/см 3). Что представляют собой выделяющиеся бурые пары? Написать уравнение реакции получения брома.
Опыт 4. Получение иода
Опыт 5. Окислительные свойства свободных галогенов (окислительное число равно…А) Сравнение окислительной активности свободных галогенов.
По окраске бензольного кольца определить, какой галоген выделяется в свободном состоянии в каждом случае. Написать уравнения реакций взаимного…Б) Окисление бромом магния или цинка.
Внести впробирку 3 – 5 капель бромной воды и немного порошка магния или цинка. Перемешать стеклянной палочкой. Отметить обесцвечивание растворов бромной водой и указать причину этого явления. Написать соответствующее уравнение реакции.
Опыт 6. Получение водородных соединений галогенов (галогеноводородов).
Галогеноводороды могут быть получены действием нелетучих и не являющихся окислителями кислот на галиды металлов.
Б) Действие плавиковой кислоты на стекло.
В) Получение хлороводорода и его растворение в воде.
Наполнив пробирку сероводородом, плотно закрыть ее пробкой. Отсоединить капилляр от трубки, быстро закрыть его указательным пальцем и, перевернув…Г) Получение бромоводорода и иодоводорода.
Положить в одну пробирку 2-3 микрошпателя бромида кадия или натрия, в другую – столько же какого-либо иодида. В обе пробирки добавить по 5-10 капель концентрированного раствора фосфорной ортокислоты. Подогреть растворы на маленьком пламени горелки. Наблюдать выделение бромоводорода и иодоводорода в виде белого дыма. Выделяется ли при этом свободный бром и иод? Сделать вывод, окисляет ли фосфорная кислота бромоводород и иодоводород? Написать уравнения реакций.
Опыт 7. Восстановительные свойства галогеноводородов и галид- ионов.
А) Восстановление серной кислоты.
Отметить во второй пробирке выделение бурых паров брома и диоксида серы SO2, в третьей – фиолетовых паров иода, серы и сероводорода, образующихся… Написать уравнение реакции взаимодействия хлорида, бромида и иодида калия или…Б) Восстановление трихлорида железа.
Могут ли отрицательные ионы галогенов являться окислителями? Ответ обосновать. Опыт 8. Взаимодействие брома с алюминием. В демонстрационную пробирку, закрепленную в штативе над поддоном с песком, налить бром. Опустить в него алюминиевый…Опыт 1. Получение аммиака и исследование его свойств
Опыт 2. Получение оксидов азота и азотной кислоты
а) получения оксида азота (II) взаимодействием разбавленной азотной кислоты с медью; б) окисления оксида азота (II) до оксида азота (IV) и полимеризации оксида… в) взаимодействия диоксида азота с водой, протекающего с образованием азотной и азотистой кислот;Опыт 3. Получение азотистой кислоты и ее распад
а) взаимодействие нитрита калия с серной кислотой; б) разложения азотистой кислоты; в) распад азотистого ангидрида.Опыт 4. Окислительно-восстановительные свойства нитритов
1.Внести в пробирку 2-4 капли раствора иодида калия и столько же 2н серной кислоты. Добавить 2-4 капли раствора нитрита калия или натрия. Чем… 2. Взаимодействие нитрита калия с перманганатом. В пробирку внести 2-3 капли…Опыт 5. Окислительные свойства азотной кислоты
Взаимодействие разбавленной азотной кислоты с медью и оловом
2. Взаимодействие концентрированной азотной кислотой с медью и оловом. В 2 пробирки поместить по маленькому кусочку меди и олова. Прибавить к ним по…Опыт 6 . Соли азотной кислоты
2-3 микрошпателя сухого нитрата калия поместить в цилиндрическую пробирку. Укрепив её наклонно в штативе, нагреть до расплавления соли. Внести…Опыт 1. Аллотропия фосфора
P+CuSO4+H2O H3PO4+H2SO4+CuОпыт 2. Соли фосфорной ортокислоты
Найти константы диссоциации фосфорной ортокислоты и определить, подвергаются ли гидролизу ортофосфаты щелочных металлов. Проверить свои…СЕРА И ЕЕ СВОЙСТВА
Опыт1. Аллотропия серы
1. Получение пластической серы. В пробирку на 10 мл. насыпать на ¼ объема мелких кусочков черенковой серы. Укрепить пробирку в держателе и…Опыт 2. Получение диоксида серы и сернистой кислоты
Микро колбу наполнить на 1/3 ее объема кристаллами сульфата натрия, добавить 6-8 капель 4 и раствора серной кислоты и быстро закрыть пробкой о… Опыт 3. Окислительные и восстановительные свойства серы(IV)Опыт 5. Дегидратирующие свойства серной кислоты
Опыт 6 Теосерная кислота и теосульфаты
1. Исследование тиосерной кислоты. Внести в пробирку 5-6 капель раствора тиосульфата натрия Na2S2O3 и 3-4 капли раствора серной кислоты. Отметить… 2. Взаимодействие тиосульфата натрия с хлором и бромом. В две пробирки с… 3. Взаимодействие тиосульфата натрия с йодом. В пробирку с йодной водой (5-6 капель) прибавить по каплям раствор…ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1 - Константы нестойкости некоторых комплексных ионов
| Комплексный ион | К нест |
| - | 1 ∙ 10 -21 |
| + | 7 ∙ 10 -8 |
| 3- | 1 ∙ 10 -13 |
| 2- | 9 ∙ 10 -3 |
| 2- | 8 ∙ 10 -7 |
| 2- | 1 ∙ 10 -17 |
| 2+ | 8 ∙ 10 -8 |
| 2+ | 8 ∙ 10 -6 |
| 3+ | 6 ∙ 10 -36 |
| 2+ | 2 ∙ 10 -13 |
| 3- | 5 ∙ 10 -28 |
| 4- | 1 ∙ 10 -37 |
| 3- | 1 ∙ 10 -44 |
| 2+ | 1 ∙ 10 -3 |
| 2- | 1 ∙ 10 -21 |
| 2- | 8 ∙ 10 -16 |
| 2- | 1 ∙ 10 -30 |
| 2- | 1 ∙ 10 -22 |
| 2- | 3 ∙ 10 -16 |
| 2+ | 2 ∙ 10 -9 |
| 2- | 2 ∙ 10 -17 |
| ] 2+ | 4 ∙ 10 -10 |
Таблица 2 - Плотность растворов некоторых кислот, щелочей и аммиака при 20 0 С (в г/см 3 , г/мл).
1. Влияние концентрации на скорость реакции тиосульфата натрия с серной кислотой . В три пробирки налейте 0,1 н. раствор тиосульфата натрия: в первую – 5 мл, во вторую – 10 мл и третью – 15 мл. После этого в первую пробирку добавьте 10 мл, а во вторую – 5 мл дистиллированной воды. Затем в три другие пробирки налейте по 5 мл 0,1 н. раствора серной кислоты. Слейте попарно приготовленные растворы, в результате чего произойдет реакция
Na 2 S 2 O 3 +H 2 SO 4 =Na 2 SO 4 +SO 2 +H 2 O+S
С помощью секундомера отметьте, через какое время появляется сера в каждой пробирке. Результаты запишите в следующую таблицу:
Таблица 9.1
Какой вывод можно сделать из полученных данных?
2. Зависимость скорости реакции от температуры . Влияние температуры на скорость реакции взаимодействия тиосульфата натрия с серной кислотой. Приготовьте шесть одинаковых стаканов. В три стакана налейте по 15 мл 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, а в другие три стакана – по 15 мл 0,1 н. раствора серной кислоты. Нагрейте на водяной бане одну пару стаканов с растворами тиосульфата натрия и серной кислоты до температуры на 10°С выше, а другую пару стаканов на 20°С выше комнатной в течение 15–20 мин, контролируя температуру воды термометром. Пока растворы нагреваются, слейте оставшиеся растворы тиосульфата натрия и серной кислоты при комнатной температуре. Отметьте время появления серы в стаканах. То же проделайте и с подогретыми растворами. Полученные данные запишите в таблицу:
Таблица 9.2
Какие выводы можно сделать относительно влияния температуры на скорость реакции из полученных результатов?
3. Изучение скорости реакции разложения перекиси водорода . Перекись водорода самопроизвольно медленно разлагается в соответствии с уравнением: Н 2 О 2 =Н 2 О+1/2О 2 . Скорость этого процесса можно увеличить введением катализатора и оценивать количеством выделенного кислорода за определенный промежуток времени. Опыт проводится в приборе, изображенном на рис. 2. Налейте через воронку в бюретку воды приблизительно до нулевого деления, плотно закройте отверстие бюретки пробкой со стеклянной трубкой. В одно колено сосуда Ландольта налейте с помощью воронки 1 мл раствора хлорида железа III – катализатор. В другое колено с помощью воронки налейте перекись водорода заданной преподавателем концентрации. Затем соедините сосуд Ландольта с бюреткой при помощи пробки с газоотводной трубкой. Проверьте герметичность прибора. Поместите сосуд Ландольта в термостат с заданной температурой и выдержите 10–15 мин. Установите одинаковый уровень воды в уравнительной воронке и бюретке, запишите величину уровня. Наклоняя сосуд Ландольта, приведите перекись водорода в контакт с катализатором. Через каждые 1–2 мин в течении 30 мин измеряйте объем выделенного кислорода V τ . Результаты измерений запишите в табл. 9.3.
Таблица 9.3
После полного разложения перекиси водорода сосуд Ландольта охладите до начальной температуры термостата, и вновь измерьте объем полностью выделенного кислорода V ∞ . По данным табл. 9.3 и по формуле
произведите расчет константы скорости реакции. Построить график зависимости:
Определите по тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс константу скорости реакции и сравните со среднеарифметическим значением (9.17). Целесообразно проводить опыты при двух температурах: 15–25°С и 30–40°С.
По значениям константы скорости реакции для двух температур по формуле:
где R=8,314 Дж/моль∙К, рассчитайте энергию активации реакции разложения перекиси водорода.
4. Влияние концентрации реагентов на химическое равновесие . При взаимодействии раствора хлорида железа (III) с роданидом калия образуются растворимые вещества и изменяется окраска растворов. Реакция обратимая:
FeCl 3 +3KCNS Fe(CNS) 3 +3KCl
Записать в таблице цвета растворов всех веществ системы:
Таблица 9.4.
Смешать в пробирке по 5 мл растворов хлорида железа (III) и роданида калия. Отметить окраску полученного раствора. Указать вещество, сообщившее окраску системе. Разлить полученный раствор в четыре пробирки по возможности равными частями. В первую пробирку добавить немного концентрированного раствора хлорного железа, во вторую – раствора роданида калия, в третью – немного кристаллического хлорида калия. Четвертую пробирку оставить для сравнения. Сравнить окраску растворов в пробирках и укажите, в каком направлении сместилось равновесие при добавлении FeCl 3 , KSCN и KCl. Составить уравнение для константы равновесия изученной реакции.
5. Влияние изменения температуры на химическое равновесие . При действии иода на крахмал образуется непрочное соединение сложного состава, окрашенное в синий цвет. Равновесие системы можно условно изобразить следующим уравнением:
Крахмал + иод иодокрахмальный комплекс
Налить в пробирку 2-3 мл раствора крахмала и добавить несколько капель иодной воды до появления синей окраски раствора. Нагреть пробирку до посветления раствора, а затем охладить до возвращения синей окраски. Определить какая реакция (прямая или обратная) является экзотермической, какая эндотермической. Объяснить изменение цвета при нагревании и охлаждении.
