МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ. 3.1. Матеріали і обладнання

3.1. Матеріали і обладнання

Металічний натрій і кальцій, розчини фенолфталеіну і метілоранжу, магнієва стружка, ошурки алюмінію, заліза, міді, олова, цинку і магнію, твердий карбонат кальцію, оксид магнію, оксид фосфору, розчин сульфату міді, розчин силікату натрію, міцній розчин лугу, розбавлена сірчана кислота, розчини: хлориду магнію, хлориду алюмінію, хлориду барію, хлориду індію, силікату натрію, борної кислоти; прилад для добування вуглекислого газу, хімічний стакан, газоотводна трубка, покривне скло.

3.2. Взаємодія металів з водою, кислотами і лугами

3.2.1. Маленький шматочок металічного натрію, що зберігався під гасом, промокніть фільтрувальним папером і обережно помістіть у великий хімічний стакан, наповнений на третину водою, до якої добавлено 2–3 краплі розчину фенолфталеїну. Стакан прикрийте склом для того, щоб краплини лугу не попали на обличчя та одяг. Спостерігайте бурхливе розчинення натрію у воді. Те ж саме повторіть зі шматочком металічного кальцію. Дайте пояснення відмінностям у поведінці металічних натрію та кальцію та напишіть відповідні рівняння реакцій.

Шматочок магнієвої стружки помістіть в пробірку з 3–4 мл води, до якої добавлено 2–3 краплі розчину фенолфталеїну. Реакція при кімнатній температурі відбувається дуже повільно. Нагрійте цю пробірку на вогні майже до кипіння. Спостерігайте появу забарвлення при нагріванні. Те ж саме повторіть з ошурками алюмінію. Запишіть свої спостереження та відповідні рівняння реакцій.

Порівняйте свої спостереження щодо взаємодії натрію, кальцію, магнію і алюмінію з водою та зробіть висновок про зміну активності цих металів по відношенню до води. Чим пояснюється така різниця у відношенні цих металів до води.

3.2.2. У чотири пробірки з ошурками міді, алюмінію, цинку і магнію обережно додайте по 3–4 мл розбавленої сірчаної кислоти. В яких випадках реакція відбувається, а в яких — ні. Чому? Запишіть свої спостереження і відповідні реакції.

3.2.3. У чотири пробірки з ошурками міді, алюмінію, цинку і магнію додайте по 3–4 мл міцного розчину лугу. Якщо реакція не відбувається, спробуйте нагріти пробірки. Запишіть свої спостереження, рівняння реакцій і поясніть причини перебігу або відсутності перебігу хімічної реакції.

Зробіть загальний висновок про активність розглянутих металів по відношенню до розчинів кислот і лугів.

3.3. Витіснення менш активних металів і неметалів, слабких

кислот і основ більш активними і сильними

3.3.1. У чотири пробірки з цинком, магнієм, залізом та оловом додайте 3–4 мл розчину сульфату міді. Спостерігайте виділення у пробірках міді. В якому випадку реакція перебігає швидше, а в якому повільніше? Наведіть приклад металу, який би в цьому досліді не витісняв би мідь з розчину її солі. Запишіть свої спостереження і відповідні рівняння реакцій. Зробіть загальний висновок про напрям перебігу реакцій витіснення одних металів іншими з розчинів їх солей.

3.3.2. У дві пробірки налийте по 2–3 мл розчину сірчаної кислоти. У першу з них додайте декілька крапель розчину силікату натрію, а в другу — кілька кристалів карбонату кальцію. Що відбувається в кожному випадку? Напишіть відповідні рівняння реакцій. Як цим способом порівняти силу оцтової і вугільної кислот? Запишіть рівняння реакції.

3.3.3. У три пробірки налийте по 2–3 мл розчинів сульфату міді, хлориду заліза (ІІІ) і хлориду нікелю. До кожного розчину додайте по декілька крапель лугу. Що відбувається в кожному випадку? Запишіть колір утворених осадів і напишіть відповідні рівняння реакцій. Як цим способом порівняти основну силу гідроксиду магнію і гідроксиду літію? Запишіть рівняння реакції.

3.4. Дослідження металічних властивостей елементів із збільшенням їх порядкового номера у періоді

3.4.1. У три пробірки налийте по 1 мл розчину гідроксиду натрію. У першу додайте кілька крапель розчину метилоранжу, у другу — 2–3 краплі розчину фенолфталеїну, а в третю — 1 мл розчину хлориду магнію. Запишіть свої спостереження і необхідні рівняння реакцій. Чим зумовлений саме такий колір кожного з індикаторів? Яка основа є сильнішою — гідроксид натрію чи гідроксид магнію? Дайте пояснення.

3.4.2. У три пробірки помістіть по 0,1–0,2 г твердого оксиду магнію і змочіть його 1 мл води. У першу додайте кілька крапель розчину фенолфталеїну, у другу — 2–3 мл розчину гідроксиду натрію, а в третю — 2–3 мл розчину сірчаної кислоти. Запишіть свої спостереження і необхідні рівняння реакцій. Зробіть висновок щодо хімічних властивостей оксиду магнію.

3.4.3. У дві пробірки внесіть по 2–3 краплини розчину хлориду алюмінію та обережно, по краплинах, додайте розчин гідроксиду натрію до утворення осаду. Потім у першу пробірку додайте надлишок концентрованого розчину гідроксиду натрію, а в другу — розчин сірчаної кислоти. Запишіть свої спостереження і відповідні рівняння реакцій. Зробіть висновок щодо хімічних властивостей гідроксиду алюмінію.

3.4.4. У хімічному стакані залийте 0,1–0,2 г оксиду фосфору (V) 20–50 мл води. Розмішайте для кращого розчинення. До одержаного розчину додайте кілька крапель метилоранжу. Запишіть свої спостереження і відповідні рівняння реакцій. Чим зумовлений саме такий колір індикатора? Зробіть висновок щодо хімічних властивостей оксиду фосфору (V).

Враховуючи, що сполуки у дослідах 3.4.1.–3.4.4. утворені елементами одного періоду, узагальніть результати цих дослідів і зробіть висновок щодо посилення чи послаблення металічних властивостей елементів із збільшенням їх порядкового номера у періоді.

3.5. Дослідження металічних властивостей елементів із збільшенням їх порядкового номера у групі

3.5.1. У трьох пробірках одержіть гідроксиди магнію, кальцію і барію шляхом додавання до розчинів солей відповідних металів концентрованого розчину гідроксиду натрію до тих пір, поки не утвориться осад. Дайте осадам відстоятися і прозорі розчини перенесіть у інші пробірки. У розчини, що містять гідроксиди магнію, кальцію і барію пропустіть вуглекислий газ із приладу для добування газу. Що ви спостерігаєте? В якому випадку реакція проходить швидше і утворюеться більше осаду? Яка основа з утворених трьох сильніша і чому?

3.5.2. У двох пробірках одержіть гідроксиди алюмінію та індію шляхом додавання до розчинів солей відповідних металів концентрованого розчину гідроксиду натрію до утворення осаду. Кожен з осадів розділіть на дві частини і спробуйте їх розчинити у розчині сірчаної кислоти та в надлишку розчину міцного лугу. У третю пробірку налийте 1–2 мл розчину борної кислоти і декілька краплин метилоранжу. Запишіть свої спостереження і відповідні рівняння реакцій. До яких класів неорганічних сполук належать гідроксиди бору, алюмінію та індію?

Враховуючи, що сполуки у кожному з дослідів 3.5.1 і 3.5.2 утворені елементами однієї групи, узагальніть результати цих дослідів і зробіть висновок щодо посилення чи послаблення металічних властивостей елементів із збільшенням їх порядкового номера у групі.

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний авіаційний університет