Модуль 2 . Оптики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ»

Лабораторные работы
ВСЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ РАСЧИТАНЫ НА 4 ЧАСА
Модуль 2 . Оптики
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ»
Цель работы:
1. Приобретение навыков приготовления растворов из более концентрированного
раствора.
2. Ознакомление с титрованием растворов.
Ход работы:
1. Приготовьте раствор соляной кислоты. Для этого налейте в плоскодонную колбу
объемом 100 мл небольшое количество (20-50 мл) дистиллированной воды. Налейте в
мерительную пробирку нужное количество миллилитров 12% серной кислоты и перелейте
ее в колбу с водой. Закройте колбу притертой пробкой и, встряхивая колбу, перемешайте
раствор. Долейте дистиллированную воду до калибровочной риски колбы (100 мл).
2. В каждую из двух конических колб налейте по 20 мл приготовленного раствора
серной кислоты. Измерение объема выполняйте мерным цилиндром. Добавьте в каждую
колбу 5 - 10 капель раствора фенолфталеина.
3. Бюретку заполните 0,1 Н раствором NaOH немного выше верхней (нулевой)
отметки. Нажимая на стеклянный шарик в резиновой трубочке бюретки, установите
мениск раствора на нулевой отметке.
4. Титрование выполняйте следующим образом: к 20 мл раствора H2SO4 приливайте
0,1Н раствор NaOH, нажимая на стеклянный шарик в резиновом наконечнике бюретки.
Добавляемую в кислоту щелочь непрерывно размешивайте круговыми движениями
конической колбы. После появления первой окраски (исчезающей при перемешивании),
раствор NaOH добавляйте по каплям.
Как только окраска раствора стала бледно-розовой, титрование прекратите.
Возьмите отсчет по шкале бюретки объема раствора NaOH, израсходованного на
титрование. Запишите результат первого титрования Vщ1 = … мл.
Долейте раствор NaOH до нулевой отметки бюретки и оттитруйте раствор H2SO4 во
второй колбе. Запишите результат второго титрования Vщ2 = … мл.
Найдите среднее арифметическое значение результатов двух титрований Vщ (ср). Это
объем NaOH, необходимый для титрования 20 мл приготовленного раствора кислоты.
V щ ( ср )
V щ1
Vщ 2
2
5. Рассчитайте по данным титрования значение нормальной концентрации
приготовленного раствора кислоты. Расчет выполняйте по закону эквивалентов:
C Эоп( H SO )
2
4
C Э ( NaOH ) V щ ( ср )
;
V H 2 SO 4
6. Рассчитайте погрешность опыта:
C Эоп( H SO )
2
4
T
CЭ
( H 2 SO 4 )
T
CЭ
( H 2 SO 4 )
100 %;
7. Вычислите титр приготовленного раствора.
С Эоп( H SO )
2
4
T Hоп SO
2
4
M Э ( H 2 SO 4 )
1000
8. Все результаты сведите в таблицу. Сформулируйте вывод по результатам работы.
Содержание отчѐта
Цель работы:
Рассчитайте, сколько миллилитров серной кислоты (концентрацией 12%, плотностью
1,083 г/мл) потребуется для приготовления 100 мл раствора H 2 SO 4 заданной
нормальности.
T
CЭ
,
( H 2 SO 4 )
моль экв
л
Таблица исходных данных и полученных результатов
V12%, V H SO , Объѐм раствора NaOH
C Эоп( H SO ) ,
2
4
2
4
мл
(щелочи),
мл
израсходованного на
моль экв
титрование
V щ1
Vщ 2
Vщ ср
δ,
%
T Hоп SO ,
2
4
г/мл
л
20
Задача: определить нормальность ( C ЭT ( H
2 SO 4 )
) 100 мл раствора, если для его
приготовления было израсходовано V12%=______мл раствора
H 2 SO 4
(концентрацией 12%,
плотностью 1,083 г/мл).
T
CЭ
( H 2 SO 4 )
- рассчитанная теоретическая нормальность раствора серной кислоты
(результат решения задачи).
V12% - заданный объѐм 12% раствора
H 2 SO 4
, необходимый для приготовления 100 мл
раствора.
V H 2 SO 4 – объѐм порции приготовленного раствора, который берѐтся для титрования (20
мл).
V щ1
Vщ 2
и
- объѐм раствора NaOH концентрацией C Э ( NaOH ) = 0,1Н, который
израсходован на титрование (отсчѐты снимаются по бюретке).
C Эоп( H SO ) - значение нормальности приготовленного раствора, определѐнного опытным
2
4
путѐм (рассчитывается по формуле закона эквивалентов).
δ – погрешность эксперимента (рассчитывается по формуле из описания к работе).
T Hоп SO
2
- титр приготовленного раствора.
4
Вывод:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА»
Опыт 1.
Цель работы: установить зависимость скорости химической реакции от концентрации
реагирующих веществ.
Химические реактивы: сульфит натрия Na2SO3, подкисленный H2SO4; крахмал (внесен в
раствор Na2SO3); иодат калия KIO3; дистиллированная вода.
Химическая посуда и оборудование: секундомер, мерительные цилиндры, химические
стаканы.
Ход работы:
Скорость реакции в зависимости от концентрации исследуется на примере:
2KIO3 + 5Nа2SO3 + H2SO4 = K2SO4 + 5Na2SO4 + I2 + H2O
Приготовьте растворы иодата калия трех различных концентраций. Для этого
отмерьте цилиндром 30 мл KIO3 и перелейте в стакан № 1. Затем отмерьте 20 мл KIO3,
перелейте в стакан № 2 и добавьте туда же 10 мл Н2О. В третий стакан отмерьте 10 мл
KIO3 и добавьте туда 20 мл Н2О. Воду отмерять тем же цилиндром, что и раствор
KIO3 . Затем другим цилиндром отмерьте 30 мл Na2SO3.
Раствор Na2SO3 быстро прилейте в стакан № 1, одновременно с приливанием
включите секундомер. В момент окончания реакции ( резкое изменение цвета
раствора ) – выключите секундомер. Запишите в таблицу время, прошедшее с момента
сливания растворов до появления синего окрашивания. Аналогично измерьте время
реакции для стаканов № 2 и № 3, также быстро прилив туда по 30 мл сульфита
натрия.
Заполните таблицу:
Опыт
Na2SO3
1
2
3
30
30
30
Относительную
Раствор / объем, мл
KIO3
H2O
30
20
10
скорость
0
10
20
Относитель
ная
Время
реакции, с
Относитель
ная
скорость
концентрац
ия
1,00
0,67
0,33
(V) рассчитайте как
Сотн. /
t
(относительная
концентрация ко времени реакции).
Постройте график, откладывая по горизонтальной оси
концентрации, а
по
вертикальной оси - относительную скорость реакции.
Сделайте вывод, основываясь на законе действия масс. Соответствует ли ваш график
этому закону ?
Опыт 2.
Цель работы: установить зависимость скорости химической реакции от температуры.
Химические реактивы: тиосульфат натрия Na2S2O3, серная кислота H2SO4.
Химическая посуда и оборудование: секундомер, мерительные цилиндры, химические
стаканы, пробирки, термометр.
Ход работы:
Скорость реакции в зависимости от концентрации исследуется на примере:
Nа2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SO3 + S
Отмерьте мерительной пробиркой 3 раза по 3 мл H2SO4 и перелейте в три
химические пробирки. Другой мерительной пробиркой также 3 раза по 3 мл отмерьте
раствор Na2S2O3 и перелейте в 3 другие химические пробирки. Сгруппируйте пробирки в
три пары (кислота – тиосульфат натрия).
Опыт 1. Возьмите первую пару пробирок и слейте оба раствора вместе. В момент
сливания включите секундомер. При появлении слабой опалесценции выключите
секундомер. Запишите в таблицу время реакции (“t,c”). Температура растворов равна
комнатной, поэтому в графу “t0 c” запишите эту температуру по вашему термометру.
Опыт 2. Вторую пару пробирок поместите в стакан с теплой водой,
предварительно опустив в одну из пробирок термометр. Как только температура одного из
растворов станет на 10 0С выше температуры первого опыта, уберите термометр и быстро
слейте содержимое пробирок. Время реакции запишите в таблицу.
Опыт 3.
Проводится аналогично, но температуру третьей пары пробирок нужно
установить на 10 0С выше температуры второго опыта.
t 0C
Опыт
t, c
Относительная скорость
Температурный
коэффициент
1
2
3
Относительную скорость рассчитайте по формуле: 1/t. Определите температурный
коэффициент (
).
вывод.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ»
Цель работы:
приобретение навыков уравнивания окислительно-восстановительных
реакций методом электронно-ионного баланса.
Ход работы:
провести следующие три опыта, отметить цвет всех растворов до реакции
и после. Найти коэффициенты в уравнениях ОВР методом электронноионного баланса.
Опыт 1.
В пробирку налить 3 мл 0,5 Н раствора сульфита натрия Na2SO3 или сульфита
калия K2SO3. Долить 1 мл 0,005 M раствора перманганата калия KMnО4 к этому раствору
сульфита и перемешать. Отметить цвет осадка. Уравнять ОВР:
Na2SO3 + КМnO4 + H2O
Опыт 2.
Na2SO4 + MnO2 + КOН
В пробирку налить 3 мл 0,5 Н раствора сульфита натрия Na2SO3 или сульфита
калия K2SO3. Долить 2 мл 20 % раствора серной кислоты H2SO4 и 1 мл 0,005 М раствора
перманганата калия KMnО4. Отметить изменение цвета раствора. Уравнять ОВР:
Na2SO3 + КMnO4 + H2SO4
Опыт 3.
Na2SO4 + MnSO4 + H2O + K2SO4
Поместить в пробирку несколько крупинок оксида свинца (IV) PbO2. Долить 1 мл
0,2 Н раствора азотной кислоты HNO3 и 2 мл 3 % раствора пероксида водорода H2O2.
После того, как реакция закончится, отметить изменения, которые произошли в ходе
реакции. Уравнять ОВР:
PbO2 + HNO3 + H2O2
Pb(NO3)2 + H2O + O2
Вывод:
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ЭЛЕКТРОЛИЗ»
Цель работы:
Опыт 1.
Ознакомление с устройством гальванических элементов и электролизом
растворов электролитов.
Гальванический элемент Якоби-Даниэля.
В один химический стакан налить не менее ½ объема 1 М раствор сульфата меди, в
другой не менее ½ объема 1 М раствор сульфата цинка. Собрать гальванический
элемент и измерить его ЭДС вольтметром. Сделать рисунок гальванического элемента,
написать его электрохимическую схему и реакции, протекающие на электродах (в
ионном виде). Рассчитать ЭДС данного гальванического элемента.
Опыт 2.
Концентрационный гальванический элемент.
Нарисовать электрохимическую схему гальванического элемента и написать уравнения
реакций, протекающих на электродах (в ионном виде). Рассчитать теоретическое
значение ЭДС данного гальванического элемента.
Опыт 3.
Электролиз раствора хлорида меди.
Налейте в U-образную трубку 0,5 М раствор хлорида меди примерно до середины.
Вставьте в оба колена трубки графитовые электроды. Присоедините электроды к
источнику постоянного тока и пропускайте ток около 5 минут. Выключите ток и
рассмотрите катод, убедитесь в том, что на нем выделилась медь. Составьте схему
электролиза и уравнения реакций, протекающих на электродах.
Опыт 4.
Электролиз раствора сульфата натрия.
Налейте в U-образную трубку 0,5 М раствор сульфата натрия. Измерьте с помощью
универсальной индикаторной бумаги реакцию раствора (если цвет бумаги не меняется,
раствор имеет нейтральную реакцию, рН = 7). Погрузите в трубки графитовые
электроды. Включите ток и пропускайте его около 5 минут. Наблюдайте выделение
пузырьков газа на электродах. Выньте один электрод из трубки и прикоснитесь к
нижнему концу электрода полоской индикаторной бумаги. Если она окрашивается в
красноватый цвет – реакция раствора кислая (рН 7), если в зеленоватый – щелочная
(рН 7). Отметьте реакцию раствора у анода и катода. Составьте схему электролиза и
уравнения реакций, протекающих на электродах.
Опыт 5.
Электролиз раствора серной кислоты с медным анодом.
Налейте в U-образную трубку 1 М раствор серной кислоты. Вставьте в оба колена
трубки электроды, один графитовый, другой медный. Графитовый электрод соедините
с катодом, а медный – с анодом источника тока. Включите ток. Во время электролиза
наблюдайте за процессом, протекающим на катоде. Обратите внимание на то, что в
начале опыта на катоде выделяются пузырьки газа, затем по мере окрашивания
раствора в голубой цвет скорость выделения газа уменьшается и одновременно катод
начинает покрываться слоем меди. Дайте объяснение этим явлениям и составьте
уравнения реакций, протекающих на аноде и катоде.
Вывод