Химия - Ухтинский государственный технический университет

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ухтинский государственный технический университет»
(УГТУ)
Промышленно-экономический лесной колледж
Химия
Методические указания
Ухта, УГТУ, 2014
УДК 546(076.5) + 547(076.5)
ББК 24.1 я7 + 24.2 я7
С 76
Степанова, А. К.
С 76
Химия [ Текст ] : метод. указания / А. К. Степанова. – Ухта : УГТУ,
2014. – 40 с.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных
работ (разделы «Общая и неорганическая химия», «Органическая химия») по
ОДБ.06. Химия для студентов специальностей: 190629 «Техническая эксплуатация подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования», 151031 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования», 270802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений», 250407
«Технология лесозаготовок», 250401 «Технология деревообработки», 190631
«Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».
УДК 546(076.5) + 547(076.5)
ББК 24.1 я7 + 24.2 я7
Методические указания рассмотрены и одобрены заседанием предметноцикловой комиссии естественнонаучных дисциплин (протокол №03 от
12.11.2013).
Рецензент: А. В. Денисова, преподаватель химии высшей категории МОУ
«СОШ №10».
Редактор и технический редактор: К. В. Коптяева.
В методических указаниях учтены замечания рецензента.
План 2014 г., позиция 354.
Подписано в печать 30.06.2014. Компьютерный набор.
Объем 40 с. Тираж 60 экз. Заказ №286.
© Ухтинский государственный технический университет, 2014
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
Типография УГТУ.
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13.
Введение
Методические указания к лабораторным работам составлены на основании Рабочей программы, разработанной в соответствии с примерной программой учебной дисциплины Химия для профессий НПО и СПО, авторы:
О. С. Габриелян, профессор, кандидат педагогических наук; И. Г. Остроумов,
профессор, доктор химических наук (утверждена Минобрнауки 16 апреля
2008 года).
В соответствии с Рабочей программой количество часов теоретического
обучения и лабораторных работ следующее:
Раздел химии
Общая и неорганическая
химия
Органическая химия
Теоретическое обучение
Лабораторные работы
34
14
10
18
3
Лабораторная работа №1
Реакции ионного обмена в растворах электролитов
Цель работы:
1. Выяснить сущность реакций ионного обмена.
2. В ходе выполнения эксперимента выявить условия, при которых реакции
ионного обмена идут до конца.
3. Научиться составлять полные и сокращённые ионные уравнения изучаемых
реакций.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами солей BaCl2 , CuSO4 , Na2CO3 и фенолфталеина;
• растворы кислот H2SO4, HCl и щёлочи NaOH в пузырьках;
• штатив;
• чистые пробирки;
• таблица растворимости.
Теория
Электролиты – вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. В водном растворе молекулы электролитов распадаются (диссоциируют) на ионы: положительно заряженные – катионы и отрицательно заряженные – анионы, и реакции в растворах электролитов протекают между ионами. Реакции между ионами называют ионными реакциями, а уравнения таких
реакций – ионными уравнениями.
Правила составления ионных уравнений
1. Простые вещества, оксиды, а также нерастворимые кислоты, основания и соли не диссоциируют.
2. Для реакции берут растворы веществ, поэтому даже малорастворимые вещества находятся в растворах в виде ионов.
3. Если малорастворимое вещество образуется в результате реакции, то при записи ионного уравнения его считают нерастворимым.
4. Сумма электрических зарядов ионов в левой части уравнения должна быть
равна сумме электрических зарядов ионов в правой части.
4
Составление ионных уравнений реакций
Алгоритм составления
ионного уравнения реакции
Пример
1. Записать молекулярное
уравнение реакции.
3NaOH + FeCl3 = Fe(OH)3 + 3NaCl
2. С помощью таблицы
растворимости определить
растворимость каждого
вещества.
3NaOH + FeCl3 = Fe(OH)3↓ + 3NaCl
Раств.
Раств. Осадок
Раств.
3. Составить полное ионное
уравнение.
3Na+ + 3OH- + Fe3+ + 3Cl- = Fe(OH)3↓ + 3Na+ + 3Cl-
4. Составить сокращённое
ионное уравнение (найти
одинаковые ионы и сократить
их в левой и правой части
3Na+ + 3OH- + Fe3+ + 3Cl = Fe(OH)3↓ + 3Na+ + 3Cl3OH- + Fe3+ = Fe(OH)3↓
уравнения).
Выполнение опытов
Опыт 1. Реакции, идущие с образованием осадка.
В пробирку налейте 3-4 мл раствора хлорида бария BaCl2, туда же прилейте
3-4 мл серной кислоты H2SO4.
Что наблюдали? Напишите уравнения реакции в молекулярном, ионном и
сокращённом ионном виде. Сделайте вывод, почему реакция обмена протекает
до конца.
Опыт 2. Реакции, идущие с образованием осадка.
В пробирку налейте 3-4 мл раствора сульфата меди CuSO4, добавьте столько же
раствора щёлочи гидроксид натрия NaOH.
Что наблюдали? Напишите уравнения реакции в молекулярном, ионном и
сокращённом ионном виде. Сделайте вывод, почему реакция обмена протекает
до конца.
Опыт 3. Реакции, идущие с выделением газа.
В пробирку налейте 3-4 мл раствора карбоната натрия Na2CO3, туда же прилейте 3-4 мл соляной кислоты HCl.
5
Что наблюдали? Напишите уравнения реакции в молекулярном, ионном и
сокращённом ионном виде. Сделайте вывод, почему реакция обмена протекает
до конца.
Опыт 4. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующего вещества.
В пробирку налейте 3-4 мл раствора щёлочи гидроксид натрия NaOH и добавьте две-три капли фенолфталеина. Как изменяется окраска раствора? Почему?
Затем прилейте соляную кислоту HCl по каплям. Как изменяется окраска раствора? Почему?
Что наблюдали? Напишите уравнения реакции в молекулярном, ионном и
сокращённом ионном виде. Сделайте вывод, почему реакция обмена протекает
до конца.
Примечание. Лабораторную работу следует оформить в виде таблицы по образцу.
Что делал
Что
наблюдал
Полное
ионное
уравнение
Молекулярное
уравнение
Сокращённое
ионное
уравнение
Вывод
Выполните задания
Вариант 1.
1. Перечисленные названия веществ разделите на два столбика: в один запишите электролиты, в другой – не электролиты:
раствор гидроксида калия, твёрдый гидроксид калия, кристаллы сахара, раствор
сахара, дистиллированная вода, серная кислота, спирт.
2. Напишите уравнения диссоциации следующих веществ:
KNO3, Ba(OH)2, HCl, Na2 SO4.
Вариант 2.
1. Перечисленные названия веществ разделите на два столбика: в один запишите электролиты, в другой – не электролиты:
кристаллы хлорида натрия, раствор хлорида натрия, бензин, концентрированная уксусная кислота, раствор уксусной кислоты.
2. Напишите уравнения диссоциации следующих веществ:
Al(NO3)3, NaOH, H2 SO4, K3 PO4.
6
Лабораторная работа №2
Гидролиз солей
Цель работы:
1. Определять реакцию среды на основании изменения окраски индикатора.
2. Определять реакцию и тип среды раствора электролита на основании состава
соли.
3. Научиться составлять уравнения реакций гидролиза соли в молекулярном и
ионном виде.
4. Рассмотреть четыре случая гидролиза солей.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами солей Al2 (SO4)3, (CH3COO)2Pb, NaCl, Na2CO3, индикаторами фенолфталеин и лакмус;
• растворы кислот H2SO4, HCl и щёлочи NaOH в пузырьках;
• штатив;
• чистые пробирки;
• таблица растворимости.
Теория
Гидролизом называют взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к
образованию слабого электролита. В зависимости от вида соли можно выделить
четыре случая гидролиза.
Виды гидролиза
1. Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой, – гидролиз по
катиону. Примеры: AlCl3, Fe(NO3)3, CuSO4 и т. д.
НОН ↔ Н+ + ОН-
AlCl3→Al3+ + 3Cl–
↓
Ме n+ + Hδ+–OHδ- ↔ MeOH (n-1)+ + H+
↓
Al(OH)3↓ HCl
↓
гидроксокатион
среда кислая
Al3+ + НОН ↔AlОН2+ + Н+
слабый
сильный
электролит
Al3+ + 3Cl- +НОН ↔AlОН2+ + Н+ + 3Cl–
AlCl3 + HOH ↔ AlOHCl2 + HCl
хлорид гидроксоалюминия
7
Гидролиз по катиону приводит к образованию основных солей или гидроксокатионов и ионов водорода (среда кислая).
2. Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, – гидролиз по
аниону. Примеры: Na2СO3, Rb2SiO3, K2SO3 и т. д.
Ann– + H-OH ↔ HAn(n–1)- + OH–
↓
гидроксоанион
Na2CO3 ↔ 2Na+ + CO32↓
среда щелочная
CO32– + НОН ↔ HCO3– + OH–
2Na+ + CO32 + НОН ↔ 2Na+ + HCO3- + OH–
↓
NaOH
H2CO3
сильный
слабый
Na2CO3 + НОН ↔ NaHCO3 + NaOH
гидрокарбонат натрия
электролит
Гидролиз по аниону приводит к образованию кислых солей или гидроанионов и
ионов гидроксильной группы (среда щелочная).
3. Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой:
Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
Гидролиз идёт до конца, т. е. до образования кислоты и основания (среда нейтральная).
4. Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, не подвергается гидролизу, т. к. невозможно образование слабых электролитов.
NaCl↔ Na+ + Cl–
↓
↓
NaCl + HOН ↔
Среда нейтральная
NaOH HCl
сильный сильный
электролит
Алгоритм составления ионного и молекулярного уравнения гидролиза соли.
1. Составляем уравнение электролитической диссоциации соли.
2. Определяем силу основания и кислоты, образующих соль.
8
3.
4.
5.
6.
Выбираем ион слабого электролита.
Составляем уравнение гидролиза выбранного иона.
Определяем характер среды.
По ионному уравнению составляем молекулярное уравнение.
Выполнение опытов
Опыт 1. Изменение окраски индикаторов в растворах кислот и щелочей
1) Налить в три пробирки: в первую – 1-2 мл дистиллированной воды, во вторую – раствор кислоты HCl и в третью – раствор щёлочи NaOH. В каждую пробирку добавить несколько капель раствора лакмуса. Наблюдать изменение окраски лакмуса.
2) Налить в три пробирки: в первую – 1-2 мл дистиллированной воды, во вторую – раствор кислоты HCl и в третью – раствор щёлочи NaOH. В каждую пробирку добавить несколько капель раствора фенолфталеина. Наблюдать изменение окраски фенолфталеина.
Результаты наблюдений занести в таблицу 1.
Таблица 1– Испытание растворов кислот и щелочей индикаторами
Индикатор
Окраска индикатора
раствор щёлочи
дистиллированная
вода
кислота
Лакмус
Фенолфталеин
Опыт 2. Испытание растворов солей индикаторами (четыре случая гидролиза
солей)
Налить в каждую из двух пробирок 1-2 мл раствора соли, прилить несколько
капель лакмуса в одну пробирку и несколько капель фенолфталеина в другую
пробирку, отметить изменение окраски индикаторов. Результаты наблюдений
занести в таблицу 2.
Испытать подобным образом растворы солей индикаторами: Al2(SO4)3,
(CH3COO)2Pb, Na2CO3, NaCl. Заполнить таблицу 2.
Таблица 2 – Гидролиз солей
Формула
соли
кис лая
Реакция среды
нейщелочная
тральная
Какой кислотой и каким
основанием
образована
соль
9
Уравнение
гидролиза
Вывод
Выполнить задания
1. Установите соответствие:
Формула соли
Вид гидролиза
1. Na2SO4
А) по катиону
2. K2SO3
Б) по аниону
3. Cr2S3
В) гидролиз не идет
4. NH4Cl
Г) полный гидролиз
2. Фенолфталеин станет малиновым в растворе соли:
А) NаNO3 Б) Al2(SO4)3 В) K2SO3 Г) FeCl3
3. Сущность гидролиза заключается:
А) в диссоциации молекул соли на ионы;
Б) в образовании малодиссоциирующего вещества.
4. Почему при изжоге больному предлагают выпить раствор пищевой соды, а
не поваренной соли, хотя оба вещества относятся к классу солей?
10
Лабораторная работа №3
Скорость химической реакции
Цель работы: опытным путём выявить влияние различных факторов на скорость химической реакции.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с кусочками цинка, магния, меди, порошком оксида меди, кусочками мела;
• чистые пробирки;
• растворы кислот H2SO4, HCl в пузырьках;
• штатив;
• спиртовка, спички;
• держатель для пробирки;
• таблица растворимости.
Теория
Молярная концентрация, С, – это отношение количества вещества к объёму: C = ν / v. Единицей измерения является моль/л.
Скорость химической реакции, υ, – это изменение концентрации одного
из реагирующих веществ или одного из продуктов реакции в единицу времени:
υ = ± С1 – С2 / t2 – t1 = ± (знак дельта)C / (знак дельта)t,
где С1 и С2 – молярная концентрация реагирующих веществ или продуктов реакции соответственно в момент времени t1 и t2.
Единица изменения скорости химической реакции моль/л·с.
Если С2 больше С1, то перед дробью ставят знак «минус».
Выполнение опытов
Опыт 1. Влияние природы реагирующих веществ
В трёх пробирках кусочки металлов: Zn, Mg и Cu. Налейте в каждую пробирку
2-3 мл раствора соляной кислоты HCl.
Укажите, в какой из пробирок выделение пузырьков газа наиболее интенсивное, в
какой – наименее. Почему? Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод.
Опыт 2. Влияние концентрации реагирующих веществ
В три пробирки налейте раствор HCl: в первую – 3мл, во вторую – 2мл, в третью – 1мл. Во вторую и третью пробирки долейте воды до 3 мл. В каждую пробирку поместите одинаковые гранулы Zn.
11
Укажите, в каком случае выделение пузырьков газа наиболее интенсивное. Почему? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.
Опыт 3. Влияние температуры
В три пробирки поместите небольшое количество чёрного порошка оксида меди CuО(II). В каждую пробирку прилейте по 2 мл раствора серной кислоты
H2SO4. Первую пробирку поставьте в штатив, вторую пробирку поместите в
стакан с кипятком, третью – закрепите в держателе и нагрейте над пламенем
спиртовки.
Что наблюдаете? Почему? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.
Опыт 4. Влияние поверхности соприкосновения реагирующих веществ
В две пробирки с мелом CaCO3: в первой – кусочек мела, во второй – несколько
мелких кусочков мела, прилить 2-3 мл раствора соляной кислоты.
В какой пробирке выделение пузырьков газа происходит более интенсивно?
Почему? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.
Выполните задание
Вариант 1
Если вы согласны с утверждением, то ставите на листочке «+», если нет, то «-».
Утверждения:
1. Катализатор понижает скорость химической реакции.
2. Порошок цинка взаимодействует с серной кислотой медленнее, чем гранулы.
3. Натрий взаимодействует с кислородом быстрее, чем железо.
4. Взаимодействие магния с водой ускоряется при нагревании реакционной
смеси.
5. Железо быстрее взаимодействует с 30%-ым раствором серной кислоты, чем с
10%-ым.
6. Для ускорения разложения пероксида водорода в качестве катализатора
можно использовать оксид марганца (IV) MnO2.
7. Для уменьшения скорости химической реакции необходимо увеличить концентрацию реагирующих веществ.
8. С наибольшей скоростью при одинаковых условиях идёт реакция соляной
кислоты с медью, а не с железом.
9. Оксид меди (II) быстрее взаимодействует с серной кислотой при 60оС, а не
при 20оС.
10. Водород быстрее взаимодействует с фтором, а не с йодом.
12
Вариант 2
1. С наибольшей скоростью при комнатной температуре протекает реакция между:
1) порошком железа и 15% раствором H2SO4;
2) порошком железа и 10% растворомH2SO4;
3) гранулированным железом и 15% раствором H2SO4;
4) гранулированным железом и 10% раствором H2SO4.
2. С наибольшей скоростью при комнатной температуре протекает реакция между:
1) порошком цинка и 5% раствором HCl;
2) порошком цинка и 10% раствором HCl;
3) гранулированным цинком и 5% раствором HCl;
4) гранулированным цинком и 10% раствором HCl.
3. Скорость реакции уменьшается при:
1) увеличении концентрации реагентов;
2) измельчении твёрдого реагента;
3) понижении температуры;
4) введении катализатора.
13
Лабораторная работа №4
Соединения железа
Цель работы:
1. Изучить свойства соединений железа.
2. Научиться производить качественное определение ионов железа в растворах
солей.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами солей FeCl3, FeSO4, K3 Fe(CN)6, KCNS;
• растворы кислот H2SO4, HCl и щёлочи NaOH в пузырьках;
• штатив;
• чистые пробирки;
• таблица растворимости.
Теория
Химический элемент железо находится в 4 периоде периодической системы химических элементов, принадлежит к d-элементам, так как характеризуется заполнением 3-d энергетического уровня. d-элементы и их соединения
имеют характерные свойства: переменные степени окисления, образование окрашенных соединений. Все d-элементы являются металлами с характерным металлическим блеском. По сравнению с s-металлами, их прочность значительно
выше.
Опыт №1. Получение гидроксида железа Fe(OH)2 и взаимодействие его с кислотами
1) Налейте в пробирку 2-3 мл свежеприготовленного раствора сульфата железа
FeSO4 и добавьте немного раствора гидроксида натрия NaOH. Как получают
гидроксид железа Fe(OH)2? Какого цвета полученный осадок?
2) К полученному осадку добавьте немного соляной кислоты. Какие вещества
образуются при взаимодействии полученного осадка с кислотой?
Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде. Сделайте вывод.
Опыт №2. Получение гидроксида железа Fe(OH)3 и взаимодействие его с кислотами
1) Налейте в пробирку 2-3 мл свежеприготовленного раствора хлорида железа
FeCl3 и добавьте немного раствора гидроксида натрия NaOH. Как получают
гидроксид железа Fe(OH)3? Какого цвета полученный осадок?
14
2) К полученному осадку добавьте немного серной кислоты. Какие вещества
образуются при взаимодействии полученного осадка с кислотой?
Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном, ионном и сокращённом ионном виде. Сделайте вывод.
Опыт №3. Качественные реакции на ионы железа (определение ионов железа
Fe2+ и Fe3+)
1) Налейте в пробирку 2-3 мл раствора сульфата железа (II) и прилейте гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль) K3 Fe(CN)6.
Какого цвета полученный раствор? Напишите уравнение реакции. Сделайте
вывод.
2) Налейте в пробирку 2-3 мл раствора сульфата железа (III) и прилейте роданид калия KCNS.
Какого цвета полученный раствор? Напишите уравнение реакции. Сделайте
вывод.
Выполните задание
1. Напишите уравнения реакций в соответствии с предложенной схемой превращений:
Вариант 1. Fe → FeSO4 → Fe(OH)2 → Fe(NO3)2
Вариант 2. FeCl3 → Fe(OH)3 → Fe(NO3)3 → Fe(CNS)3
2. Почему железо называют d-элементом?
15
Лабораторная работа №5
Свойства соединений неметаллов
Цель работы:
1. Закрепить знания о свойствах неметаллов и их соединений.
2. Выполнить качественные реакции на ионы.
Реактивы и оборудование:
• ёмкости с порошками NH4Cl, Ca(OH)2, кусочками мела;
• пробирки с растворами солей Na3PO4, Al2 (SO4)3, BaCl2, NaCl, AgNO3;
• пробирка с раствором фенолфталеина;
• стаканчик с раствором KMnO4;
• чистые пробирки;
• раствор кислоты HCl в пузырьке;
• ёмкость с древесным углём, деревянная лучина;
• ступка, пестик, керамическая ложка, кусочек ваты, пробирки с газоотводной трубкой (2);
• спиртовка, спички;
• штатив;
• таблица растворимости.
Теория
Древесный уголь после нагревания без доступа воздуха сохраняет тонкопористое строение древесины и имеет большую поверхность. Благодаря этому
он обладает особым свойством – адсорбцией.
Поглощение газообразных или растворённых веществ поверхностью
твёрдого вещества называют адсорбцией, а выделение этих поглощённых веществ – десорбцией.
Качественная реакция – химическая реакция, позволяющая определить
состав вещества.
Выполнение опытов
Подгруппа азота и её типичный представитель
Опыт №1. Получение аммиака и опыты с ним
1) Насыпать в ступку 2-3 чайные ложки хлорида аммония NH4Cl и такое же количество гашеной извести Ca(OH)2. С помощью пестика размешать в ступке
хлорид аммония и гашеную известь (можно взять NaOH), обратив внимание на
появившийся запах аммиака. Всыпать полученную смесь в пробирку, закрыть
пробирку пробкой с газоотводной трубкой, на которую надеть опрокинутую
16
вверх дном сухую пробирку, закрыв её отверстие комочком ваты. Осторожно
нагреть пробирку со смесью, почувствовав резкий запах, снять с газоотводной
трубки пробирку. В пробирке собран газ аммиак.
Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод. Почему пробирка для сбора
аммика опрокинута вверх дном? Докажите расчётом.
2) Растворить аммиак, налив в пробирку с газом 3-4 мл воды.
Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.
Опыт №2. Щелочные свойства гидроксида аммония
1) В пробирку с раствором аммиака прилить несколько капель фенолфталеина.
На присутствие каких ионов в растворе указывает изменение окраски индикатора? Напишите уравнение диссоциации гидроксида аммония. Сделайте вывод.
2) К окрашенному раствору гидроксида аммония прилить по каплям раствор
соляной кислоты.
Как изменяется окраска индикатора, почему? Напишите уравнение реакции.
Сделайте вывод.
Подгруппа углерода и её типичный представитель
Опыт №3. Адсорбция углём красящих веществ из раствора
В стаканчик с раствором перманганата калия KMnO4 добавить 2-3 ложки древесного угля. Раствор взболтать и дать отстояться.
Что происходит с окраской раствора через 15-20 минут, почему? Сделайте
вывод.
Опыт №4. Получение углекислого газа
В пробирку с кусочками мела прилить 2-3 мл разбавленной соляной кислоты,
закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой, выделяющийся газ собрать
в сухую пробирку, опущенную дном вниз. В пробирку с газом опустить горящую лучинку, что происходит, почему?
Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод. Почему пробирка для сбора углекислого газа опущена дном вниз? Докажите расчётом.
Характерные реакции на ионы (качественные реакции)
Опыт №5. Определение ионов PO4 3–
В пробирку с раствором фосфата натрия прилить 2-3 мл раствора нитрата серебра.
Как изменилась окраска? Напишите уравнение реакции.
17
Опыт №6. Определение ионов SO42–
В пробирку с раствором сульфата алюминия прилить 2-3 мл раствора хлорида
бария.
Как изменилась окраска? Напишите уравнение реакции.
Опыт №7. Определение ионов Cl–.
В пробирку с раствором хлорида натрия прилить 2-3 мл раствора нитрата серебра.
Как изменилась окраска? Напишите уравнение реакции.
18
Лабораторная работа №6
Углеводороды
Цель работы:
1. Научиться получать газы этилен и ацетилен в лаборатории.
2. Изучить химические свойства непредельных углеводородов на примере этилена и ацетилена.
3. Научиться писать уравнения реакций горения углеводородов.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с раствором KMnO4 (2);
• пробирка со смесью концентрированной H2SO4 и этилового спирта
С2Н5ОН, речным песком;
• пробирка с кусочками карбида кальция CaC2;
• стакан с водой;
• чистые пробирки;
• пробки с газоотводной трубкой (2);
• штатив;
• спиртовка, спички.
Теория
К непредельным углеводородам относятся алкены, алкадиены, алкины.
Алкены – непредельные углеводороды, в молекулах которых имеется одна двойная связь. Общая формула – Cn H2n. В названии алкенов используется суффикс -ен. Алкены обладают большой химической активностью. За счёт разрыва
слабой π-связи алкены вступают в реакции присоединения и полимеризации.
Алкины – непредельные углеводороды, в молекулах которых имеется одна тройная связь. Общая формула – Cn H2n–2 . В названии алкинов используется
суффикс -ин. Алкины обладают большой химической активностью. За счёт разрыва слабой π-связи алкины вступают в реакции присоединения, полимеризации, замещения.
Для непредельных углеводородов качественной реакцией является обесцвечивание раствора перманганата калия и бромной воды.
Выполнение опытов
Опыт №1. Получение этилена и опыты с ним
1. Закройте пробирку со смесью концентрированной H2SO4 и этилового спирта
пробкой с газоотводной трубкой, закрепите её в штативе и осторожно нагрейте.
2. Подожгите выделяющийся газ. Какого цвета пламя горящего этилена?
3. Потушите горящий газ, для этого снимите газоотводную трубку с пробирки.
19
4. Закройте пробирку со смесью концентрированной H2SO4 и этилового спирта
пробкой с газоотводной трубкой и осторожно нагрейте.
5. Пропустите выделяющийся газ через раствор перманганата калия KMnO4.
Задания для самостоятельных выводов
1. Какой газ выделяется при нагревании смеси этилового спирта с серной кислотой? Напишите уравнение реакции.
2. Что происходит при пропускании этого газа через раствор перманганата калия? Напишите уравнение реакции.
3. Напишите уравнение реакции горения этилена. Почему этилен горит более
светящимся пламенем, чем метан? Докажите это с помощью расчётов.
4. Сделайте вывод: чем отличаются свойства этилена от свойств предельных
углеводородов и почему?
Опыт №2. Получение ацетилена и опыты с ним
1. В пробирку с небольшим количеством карбида кальция прилейте 2-3 мл воды, закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, закрепите в штативе.
2. Подожгите выделяющийся газ. Какого цвета пламя горящего ацетилена?
3. Потушите горящий газ, для этого снимите газоотводную трубку с пробирки.
4. Закройте пробирку со смесью карбида кальция и воды пробкой с газоотводной трубкой и осторожно нагрейте.
5. Пропустите выделяющийся газ через раствор перманганата калия KMnO4.
Задания для самостоятельных выводов
1. Какой газ выделяется в реакции карбида кальция с водой? Напишите уравнение реакции.
2. Что происходит при пропускании этого газа через раствор перманганата калия? Напишите уравнение реакции.
3. Напишите уравнение реакции горения ацетилена. Почему ацетилен горит
коптящим пламенем? Объясните это с помощью расчётов.
4. Сделайте вывод: чем отличаются свойства ацетилена от свойств предельных
углеводородов и почему?
Выполните задания
Вариант 1
1. Напишите уравнения реакций в соответствии с предложенной схемой превращений? Назовите полученные вещества:
20
C2H5OH → C2 H4 → CO2.
2. Напишите и назовите формулы трёх изомеров гексена С6Н12.
Вариант 2
1. Напишите уравнения реакций в соответствии с предложенной схемой превращений, назовите полученные вещества:
Ca C2 → C2 H2 → CO2.
2. Напишите и назовите формулы трёх изомеров гептена С6Н12.
21
Лабораторная работа № 7
Нефть и продукты её переработки
Цель работы:
1. Изучить физические свойства нефти.
2. Изучить способы переработки нефти.
Материалы и оборудование:
• коллекция «Нефть и продукты её переработки»;
• пробирка с нефтью в штативе;
• стакан с водой;
• Ерохин, Ю. М. Химия : учеб. для средних проф. учеб. заведений /
Ю. М. Ерохин. – М., 2003.
Ход работы
1. Рассмотреть образец нефти. Определить цвет и запах нефти.
Внести несколько капель нефти в стакан с водой, убедиться в том, что нефть
легче воды. Отметить физические свойства нефти: агрегатное состояние, цвет,
запах, легче или тяжелее воды, растворимость в воде.
2. Отметить состав нефти, используя текст учебника.
3. Рассмотреть коллекцию «Нефть и продукты её переработки». Заполнить таблицу, используя содержимое таблицы и текст учебника
Таблица 1 – Продукты переработки нефти
Наименование
продукта
Агрегатное
состояние
Цвет
Применение
Изучить текст «Переработка нефти», кратко записать основные положения.
Цель переработки нефти – получение бензина и сырья для нефтехимии.
Сырую нефть в промышленности обычно не применяют. Она широко используется как источник химического сырья. Для получения ценных продуктов
на нефтеперерабатывающих заводах нефть подвергают переработке.
22
Первичная переработка нефти – перегонка. Сначала производят первичную переработку – перегонку нефти – разделение нефти на фракции, каждая
из которых представляет собой смесь углеводородов с определёнными интервалами температур кипения. Перегонка нефти – это физический процесс.
Первичная переработка нефти
Схема 1
Очистка
нефти
Сырая
нефть
-------------- →
Стабилизированная нефть
Схема трубчатой установки
для непрерывной перегонки
нефти: трубчатая печь,
ректификационная колонна,
холодильник
Прямая
перегонка
----- --→
Нефтепродукты
Прямой перегонке подвергается вся
добываемая нефть. Основными аппаратами при перегонке нефти являются
трубчатая печь для нагревания нефти и
ректификационная колонна.
Сырая нефть содержит большое
количество растворённых в ней попутных газов и лёгких углеводородов,
которые при хранении нефти могут выделяться (при этом меняется состав нефти).
Чтобы уменьшить потери и предотвратить загрязнение атмосферы, их
предварительно извлекают из нефти до её
переработки. Этот процесс получил
название стабилизации нефти.
После отгонки из нефти светлых
нефтепродуктов остаётся чёрная вязкая
жидкость – мазут. Мазут также является
ценным нефтепродуктом – он представляет собой смесь углеводородов с большим числом атомов углерода. Его
подвергают дополнительной переработке
и
получают
смазочные
масла:
веретенное, машинное, цилиндровое и др.
23
Из мазута некоторых сортов нефти получают вазелин и парафин. Мазут применяют и в качестве жидкого топлива в котельных установках. После отгонки мазута остаётся нелетучая тёмная масса – гудрон, который используют в производстве асфальта.
Вторичная переработка нефти. Химический способ переработки
Вторичная переработка нефти
Схема 2
Каталитический
крекинг
Термический
крекинг
Риформинг
→ Товарные
продукты
Нефтепродукты →Вторичные→
→ Товарные
→процессы →
продукты
→ Товарные
продукты
4. Выписать определения, используя текст учебника: октановое число, крекинг,
риформинг.
5. Назвать виды крекинга, особенности каждого вида крекинга, заполнить таблицу:
Таблица 2 – Виды крекинга
Характерные
особенности
крекинга
Температура
Давление
Выход бензина
Октановое число
Вид крекинга
термический
каталитический
Ответить на вопросы:
1) С какой целью производят вторичную переработку нефти?
2) Какой вид крекинга более выгодный и почему?
3) При каком способе переработки нефти имеют более высокий выход бензина
и более качественный бензин? Доказать цифрами.
24
Лабораторная работа №8
Каменный уголь
Цель работы:
1. Изучить коллекцию «Каменный уголь и продукты его переработки».
2. Изучить виды и состав газов.
Материалы и оборудование:
• коллекция «Каменный уголь и продукты его переработки»;
• Рудзитис, Г. Е. Химия : учеб. для 10 класса общеобразовательных учреждений / Г. Е. Рудзитис. – М. : Просвещение, 2002.
Ход работы
1. Рассмотреть коллекцию «Каменный уголь и продукты его переработки».
2. Назвать физические свойства каменного угля: цвет, твёрдость (хрупкость),
растворимость в воде, способность к горению.
3. Используя содержимое коллекции и текст учебника заполнить таблицу:
Таблица 1 – Продукты переработки каменного угля
Продукт
переработки
каменного
угля
Формула
вещества
(молекулярная,
структурная)
Применение
4. Изучить содержимое текста «Уголь». Выписать из предложенного текста:
• определение термина «уголь»;
• виды угля и их состав;
• как используют уголь.
Уголь
Уголь – твёрдая горючая порода растительного происхождения. По содержанию углерода и теплоте сгорания различают бурые и каменные угли.
Использование угля: как топливо – 80%;
для получения кокса – 10%;
для нужд углехимии – 10%.
25
Таблица 2 – Виды угля и их состав
Вид угля
Бурые угли
Каменные
угли
Антрацит
Углерод
Состав, %
Водород
до 75%
до 98%
до 6%
до 6%
Азот,
кислород
до 30%
до 10%
95%
до 3%
до3%
Теплота сгорания
6100-7700 кКал/кг
7700-8800 кКал/кг
8000-8500 кКал/кг
5. Изучить содержимое текста учебника и
• назвать способ переработки каменного угля;
• описать принцип работы коксовой печи.
6. Изучить содержимое текста «Природный и попутные нефтяные газы» и
• назвать состав и применение природного газа;
• назвать состав и применение попутных нефтяных газов.
Ответить на вопросы:
1. Какие природные источники углеводородов находятся в нашей республике,
где их добывают?
2. Выполнить задания, предложенные преподавателем.
26
Лабораторная работа №9
Свойства спиртов, фенола и альдегидов
Цель работы:
1. Изучить химические свойства одноатомных и многоатомных спиртов, фенола.
2. Изучить химические свойства альдегидов.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами: этиловый спирт C2H5OH, лакмус, фенолфталеин,
CuSO4, FeCl3, глицерин, фенол C6H5OH, аммиачный раствор оксида серебра Ag2О, альдегид;
• ёмкость с кусочком металлического натрия;
• чистые пробирки;
• раствор NaOH в пузырьке;
• кусочек медной проволоки, щипцы, наждачная бумага;
• штатив;
• спиртовка, спички.
Теория
Спирты – это производные углеводородов, у которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильные группы. Функциональная
группа спиртов – ОН. Общая формула одноатомных предельных спиртов: R –
OH, где R – углеводородный радикал предельных углеводородов. К многоатомным спиртам относятся спирты, в молекулах которых содержатся две или
более гидроксильные группы, это трёхатомный спирт глицерин, двухатомный
спирт этиленгликоль и другие.
Фенол – это производное ароматического углеводорода, в молекуле которого гидроксильная группа непосредственно связана с атомом углерода бензольного кольца – C6H5OH.
Альдегиды – это производные углеводородов, в молекулах которых альдегидная группа атомов связана с углеводородным радикалом или атомом водорода. Общая формула альдегидов: R – COH, где R – углеводородный радикал
предельных углеводородов, – COH – альдегидная функциональная группа.
Характерные химические свойства соединений обусловлены наличием
той или иной функциональной группы.
27
Выполнение опытов
Одноатомные предельные cпирты
Опыт 1. Нейтральный характер спиртов
В две пробирки налейте по 2 мл этилового спирта. В одну из них прилейте несколько капель лакмуса, в другую – фенолфталеина.
Изменяется ли окраска индикаторов? Какой можно сделать вывод?
Опыт 2. Получение этилата натрия
В сухую пробирку к кусочку металлического натрия величиной с пшеничное
зерно влейте пять капель этилового спирта (этанола).
Что наблюдаете? Напишите уравнение химической реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Опыт 3. Проведение качественной реакции на одноатомные спирты
Поверхность медной проволоки очистите с помощью наждачной бумаги, сверните проволоку в спираль. Прокалите спираль в пламени, при этом на поверхности меди образуется чёрный налёт оксида меди (II). Быстро внесите спираль
в пробирку с 3 мл этилового спирта. Повторите операцию несколько раз. Содержимое пробирки приобретает новый запах.
Что происходит с медной проволокой? Какому веществу принадлежит новый
запах? Напишите уравнение химической реакции, назовите образовавшиеся
вещества. Сделайте вывод.
Многоатомные предельные спирты
Опыт 4. Проведение качественной реакции на многоатомные спирты
Налейте в пробирку 1 мл 10%-го раствора сульфата меди (II) и добавьте немного 10%-го раствора гидроксида натрия до образования голубого осадка гидроксида меди (II).К полученному осадку добавьте по каплям раствор глицерина.
Встряхните содержимое пробирки.
Какие изменения происходят? Напишите уравнения происходящих химических
реакций, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Фенол
Опыт 5. Проведение качественной реакции на фенол.
В пробирку с раствором фенола прилейте несколько капель раствора хлорида
железа.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
28
Альдегиды
Опыт 6. Проведение реакции «серебряного зеркала»
В тщательно вымытую пробирку, содержащую 1 мл раствора формальдегида в
воде, прибавьте несколько капель аммиачного раствора оксида серебра (I). Осторожно круговыми движениями вокруг пламени спиртовки нагревайте содержимое пробирки.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Опыт 7. Изучение взаимодействия альдегидов с гидроксидом меди (II).
В пробирку с 2-3 каплями раствора сульфата меди (II) прилейте 2-3 мл раствора
щёлочи. К полученному осадку прилейте 1-2 мл альдегида. Смесь нагрейте.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Ответьте на вопросы:
1. Назовите функциональные группы спиртов, альдегидов, фенола.
2. Какого класса вещества получают: при окислении спиртов, при окислении
альдегидов?
29
Лабораторная работа №10
Свойства карбоновых кислот
Цель работы:
1. Изучить свойства органических кислот на примере уксусной кислоты.
2. Сравнить свойства органических кислот со свойствами неорганических кислот.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами: карбонат натрия N2CO3, уксусная кислота
CH3COOH, индикаторы лакмус и фенолфталеин;
• раствор щёлочи NaOH в пузырьке;
• ёмкости с веществами: цинк, оксид кальция;
• чистые пробирки;
• штатив.
Теория
Карбоновые кислоты – это органические вещества, молекулы которых
содержат одну или несколько карбоксильных групп, соединённых с углеводородным радикалом. Общая формула одноосновных предельных карбоновых кислот – R – COOH, где R – радикал предельных углеводородов, – COOH – карбоксильная функциональная группа. Химические свойства карбоновых кислот
обусловлены во многом наличием карбоксильной функциональной группы.
Выполнение опытов
Опыт 1. Физические свойства уксусной кислоты
Рассмотрите выданный вам раствор уксусной кислоты, ознакомьтесь с запахом.
Какой вывод можно сделать о физических свойствах низших карбоновых кислот?
Опыт 2. Действие индикатора на уксусную кислоту
Налить в пробирку 2-3 мл уксусной кислоты, прилить несколько капель лакмуса.
Что наблюдаете? Почему изменяется окраска индикатора?
Опыт 3. Взаимодействие уксусной кислоты с металлами
Налить в пробирку с кусочками цинка 2-3 мл раствора уксусной кислоты.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
30
Опыт 4. Взаимодействие уксусной кислоты с оксидами металлов
В пробирку с кусочками оксида кальция прилейте раствор уксусной кислоты.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Опыт 5. Взаимодействие уксусной кислоты с основаниями
Налейте в пробирку 2-3 мл раствора гидроксида натрия, добавьте 1-2 капли фенолфталеина. К полученному раствору приливайте уксусную кислоту до изменения окраски раствора.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Опыт 6. Взаимодействие уксусной кислоты с солями более слабых кислот
Налейте в пробирку 2-3 мл раствора карбоната натрия и прилейте к нему 2-3 мл
раствора уксусной кислоты.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Ответьте на вопросы:
1. Назовите функциональную группу карбоновых кислот. Какие функциональные группы вы ещё знаете, в каких соединениях они присутствуют?
2. Окислением каких кислородсодержащих органических веществ можно получить карбоновые кислоты?
31
Лабораторная работа №11
Свойства углеводов
Цель работы:
1. Изучить свойства моносахаридов на примере глюкозы.
2. Изучить свойства полисахаридов на примере крахмала.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами: CuSO4, Ag2O, йодная вода I2;
• пробирка с крахмальным клейстером (C6H10O5)n;
• стаканчик с кусочками картофеля и белого хлеба;
• растворы кислоты H2SO4, щёлочи NaOH в пузырьке;
• спиртовка, спички чистые;
• пробирки;
• держатель для пробирки;
• штатив.
Теория
Углеводами называют природные органические соединения, имеющие,
как правило, общую формулу CmH2nOn (Cm(H2O)n, где m и n ≥ 3. В зависимости
от способности к гидролизу все углеводы делят на:
1) моносахариды – углеводы, которые не подвергаются гидролизу (глюкоза,
фруктоза и др.);
2) олигосахариды – углеводы, из молекул которых при гидролизе образуется от
2 до 10 одинаковых или различных моносахаридов (дисахарида, трисахариды и
т. д., например сахароза);
3) полисахариды – углеводы, из молекул которых при гидролизе образуется от
десятков до тысяч и выше одинаковых или различных моносахаридов (крахмал,
целлюлоза и другие). Полисахариды являются природными полимерами.
Выполнение опытов
Опыт 1. Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II)
а) Налейте в пробирку 2-3 мл раствора глюкозы и столько же разбавленного
раствора гидроксида натрия (гидроксид натрия должен быть в избытке). Затем
добавьте несколько капель сульфата меди (II). Что наблюдаете? Напишите
уравнение реакции. Сделайте вывод.
б) К полученному раствору аккуратно добавьте 1 мл воды и нагрейте на пламени спиртовки пробирку, укрепив её наклонно так, чтобы нагревалась только
верхняя часть раствора. Прекратите нагревание, как только начнётся изменение
окраски. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции. Сделайте вывод.
32
Опыт 2. Взаимодействие глюкозы с оксидом серебра (I)
Налейте в хорошо вымытую пробирку 1-2 мл раствора глюкозы в воде, прилейте 1-2 мл аммиачного раствора оксида серебра и нагрейте пробирку на кипящей
водяной бане. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Опыт 3. Йодная проба на крахмал
Прилейте 2-3 мл йодной воды в пробирку с крахмальным клейстером, в стаканчик с кусочком картофеля и с кусочком белого хлеба.
Что наблюдаете? Сделайте вывод.
Опыт 4. Гидролиз крахмала
Налейте в пробирку 2-3 мл крахмального клейстера, добавьте 6 мл воды и осторожно прилейте 0,5-1 мл раствора серной кислоты. Кипятите смесь в течение
2-3 мин., дайте ей остыть. Прилейте йодную воду.
Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества. Сделайте вывод.
Ответьте на вопросы:
1. Какие функциональные группы присутствуют в молекуле глюкозы? Назовите их.
2. Как можно обнаружить крахмал в продуктах?
3. Что такое гидролиз крахмала? Какие вещества образуются при гидролизе
крахмала?
33
Лабораторная работа №12
Свойства белков
Цель работы:
Изучить химические свойства белков.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами: белка, CuSO4;
• растворы концентрированной кислоты HNO3, щёлочи NaOH и NH3 в пузырьке;
• спиртовка, спички;
• держатель для пробирки;
• чистые пробирки;
• штатив.
Теория
Белки – это природные полимеры, образованные остатками аминокислот,
связанными пептидными связями. Имеют высокое значение молекулярной массы: от 10000 до десятков миллионов. Они входят в состав всех живых организмов и выполняют разнообразные биологические функции.
Выполнение опытов
Опыт 1. Свёртывание белков (денатурация)
Налейте в пробирку 2-3 мл водного раствора белка и нагрейте в пламени спиртовки до кипения.
Что наблюдаете? Сделайте вывод.
Опыт 2. Биуретовая реакция
Налейте в пробирку 2-3 мл свежеприготовленного раствора белка, несколько
капель щёлочи и 2 капли раствора сульфата меди.
Что наблюдаете? Сделайте вывод.
Опыт 3. Ксантопротеиновая реакция
Налейте в пробирку 2-3 мл раствора белка и добавьте 0,5-1 мл концентрированной азотной кислоты. Нагрейте содержимое пробирки. Охладите смесь и осторожно добавьте несколько капель концентрированного раствора аммиака.
Что наблюдаете? Сделайте вывод.
Ответьте на вопросы:
1. Почему белки называют биополимерами?
2. Почему белки называют полипептидами?
3. Из чего состоит молекула белка?
34
Лабораторная работа №13
Волокна. Пластмассы
Цель работы:
1. Обобщить знания о классификации полимеров.
2. Ознакомиться с коллекцией пластмасс и изучить свойства термопластичных
пластмасс.
3. Ознакомиться с коллекцией волокон и научиться распознавать волокна.
Реактивы и оборудование:
• коллекция «Пластмассы»;
• коллекция «Волокна»;
• пробирка с раствором KMnO4;
• растворы кислот H2SO4, HNO3 и щёлочи NaOH в пузырьке;
• лабораторный штатив;
• асбестовая сетка;
• тигельные щипцы;
• спиртовка, спички;
• пробирки, химические стаканы, стеклянная палочка.
Теория
Полимеры. Общая характеристика
Полимеры – это соединения с большой молекулярной массой, молекулы
которых состоят из большого числа повторяющихся структурных звеньев. Общую формулу полимеров можно записать так: (─ Х ─)n – это структурное звено, n – степень полимеризации, для разных полимеров может изменяться в широком диапазоне – от сотен до десятков тысяч. Полимеры классифицируют по
происхождению: природные полимеры (каучук, полисахариды, белки, нуклеиновые кислоты) и синтетические высокомолекулярные соединения СВС (пластмассы, волокна, синтетический каучук). Полимеры классифицируют по
строению углеродной цепи: линейные (натуральный каучук, целлюлоза, полиэтилен низкого давления, капрон и др.), разветвлённые (крахмал, полипропилен, полиэтилен высокого давления и др.), сетчатые (фенолформальдегидная
смола и др.). Способы получения СВС: реакции полимеризации и поликонденсации.
Пластмассы – это материалы на основе полимеров, способные изменять
форму при нагревании и сохранять новую форму после охлаждения. Благодаря
этому свойству пластмассы легко поддаются механической обработке и используются для получения изделий с заданной формой.
35
Термопластичные пластмассы могут многократно изменять свою форму
при нагревании и последующем охлаждении. К ним относятся полимеры с линейными цепями – отсутствуют прочные связи между различными цепями.
Термореактивные пластмассы при нагревании изменяют свою форму, но
при этом теряют пластичность, становятся твёрдыми и последующей обработке
не поддаются – различные полимерные цепи при нагревании прочно связываются между собой.
Помимо пластмасс, полимеры используют для изготовления волокон.
Волокнами называют полимеры линейного строения, которые пригодны
для изготовления нитей, жгутов, тканей и других текстильных материалов. Волокна, для производства которых используют химические методы, составляют
группу химических волокон. Они делятся на искусственные и синтетические.
Искусственные волокна получают химической модификацией природных материалов (хлопка, шерсти), тогда как для производства синтетических волокон
используются только синтетические материалы – полимеры.
Таблица – Классификация волокон
Волокна
натуральные
Раститель- Животного
искусственные
ного пропроисхождеисхождения ния на основе На основе На
целлюло- оснона основе
белка
зы
ве
целлюлозы
белка
химические
синтетические
Полиамидные
Полиэфирные
Полиуретановые
Полиакрилнитрильные
Ход работы
1. Изучить содержимое коллекции «Пластмассы», выписать термореактивные и
термопластичные пластмассы.
2. Изучить свойства термопластичных пластмасс на примере полиэтилена
(─ CH2 ─ CH2 ─)n
Опыт 1. Взаимодействие полиэтилена с водой
Поместите кусочек полиэтилена в стакан и налейте немного воды. Что наблюдаете? Какой вывод можно сделать? Запишите наблюдения.
36
Опыт 2. Нагревание полиэтилена
Положите на асбестовую сетку кусочек полиэтиленовой трубки или другого
изделия (но не плёнки) и осторожно нагрейте. При помощи стеклянной палочки
измените форму изделия. Дайте кусочку полиэтилена остыть и ещё раз попытайтесь изменить его форму. Что наблюдаете? Какой вывод можно сделать? Запишите наблюдения.
Опыт 3. Горение полиэтилена
Внесите в пламя кусочек полиэтилена при помощи тигельных щипцов и подожгите его.
Что наблюдаете? Какой вывод можно сделать? Запишите наблюдения.
Опыт 4. Взаимодействие полиэтилена с раствором перманганата калия
Поместите мелкие кусочки полиэтилена в пробирку с раствором перманганата
калия KMnO4, подогрейте содержимое. Что наблюдаете? Какой вывод можно
сделать? Запишите наблюдения.
Опыт 5. Взаимодействие полиэтилена с кислотами и щелочами
Поместите кусочки полиэтилена в пробирки с веществами: концентрированная
H2SO4, концентрированная HNO3, разбавленный раствор NaOH. Нагрейте осторожно каждую пробирку. Что наблюдаете? Какой вывод можно сделать? Запишите наблюдения.
3. Изучить содержимое коллекции «Волокна»
Перечертить схему «Классификация волокон» из предложенного текста, поместить в эту схему волокна из коллекции.
Опыт 6. Распознавание волокон при помощи сжигания.
Рассмотрите внимательно волокна: шерстяное, льняное и капроновое. Поочерёдно тигельными щипцами внесите в пламя спиртовки по кусочку каждого из
них. Обратите внимание на запах, который сопровождает горение, на поведение
волокон в пламени. Запишите наблюдения.
Ответьте на вопросы:
1. Что называют волокнами?
2. Какие волокна называют химическими, искусственными, синтетическими?
37
Лабораторная работа №14
Качественные реакции на органические вещества
Цель работы: Совершенствовать умения решать качественные химические задачи, применяя знания органической химии.
Реактивы и оборудование:
• пробирки с растворами: CuSO4, Ag2O, FeCl3; йодная вода I2, глицерин;
• стаканчик с кусочками картофеля, белого хлеба;
• растворы кислот H2SO4 , HNO3, раствор щёлочи NaOH в пузырьках;
• пробирки;
• спиртовка, спички;
• держатель для пробирки;
• штатив.
Теория
Качественные реакции органической химии. В качественном анализе используют легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых
наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. Реакции должны быть как можно более селективны и высокочувствительны. «Селективность» означает, что желательно,
чтобы такая реакция на данный класс веществ или на данное вещество была
уникальна.
Таблица для качественного определения органических веществ
Соединение
Фенол
Реактив
Раствор FeCI3
Наблюдаемая реакция
Фиолетовое окрашивание
Многоатомные
спирты
Альдегиды
Свежеприготовленный
гидроксид меди Сu(ОН)2
1) Аммиачный раствор Ag20
Синее окрашивание
Белки
Концентрированная HNO3,
водный раствор NH3
Углеводы
Раствор йодной воды
Реакция «серебряного зеркала»
Жёлтое окрашивание, при добавлении щелочного раствора –
оранжевое
Синее окрашивание
Задача 1. В двух пробирках даны вещества: 1) коллоидный раствор белка;
2) глицерин. Проделайте опыты, подтверждающие их характерные свойства.
Напишите уравнения соответствующих реакций. Сделайте вывод.
Задача 2. В одной пробирке дан раствор фенола, а в другой – раствор метаналя.
Проделайте опыты, которые подтверждают их химические свойства.
Напишите уравнения соответствующих реакций. Сделайте вывод.
38
Задача 3. Выданы пробирки с растворами: 1) глицерина, 2) альдегида, 3) глюкозы. При помощи одних и тех же реактивов определите каждое вещество.
Напишите уравнения соответствующих реакций. Сделайте вывод.
Задача 4. Докажите опытным путём, что: 1) картофель и белый хлеб содержат
крахмал.
Сделайте вывод.
Выполните предложенные задания.
39
Библиографический список
1. Габриелян, О. С. Химия для профессий и специальностей технического
профиля : учеб. для начального и среднего проф. образования / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов. – М. : Издательский центр «Академия», 2010. – 254 с.
2. Рудзитис, Г. Е. Химия: Органическая химия : учеб. для 10 кл. общеобр.
учреждений / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М. : Просвещение, 2002.
3. Рудзитис, Г. Е. Химия: Органическая химия : учеб. для 11 кл. общеобраз. учреждений / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. – М. : «Просвещение», 2002.
4. Ерохин, Ю. М. Химия : учеб. для средних проф. учеб. заведений. – М. :
Мастерство, 2003. – 378 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................. 3
Лабораторная работа №1. РЕАКЦИИ ИОННОГО ОБМЕНА ............................... 4
Лабораторная работа №2. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ РАЗЛИЧНОГО ТИПА .............. 7
Лабораторная работа №3. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ................. 11
Лабораторная работа №4. СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА .......................................... 14
Лабораторная работа №5. СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ НЕМЕТАЛЛОВ........ 16
Лабораторная работа №6. УГЛЕВОДОРОДЫ ...................................................... 19
Лабораторная работа №7. НЕФТЬ И ПРОДУКТЫ ЕЁ ПЕРЕРАБОТКИ ........... 22
Лабораторная работа №8. КАМЕННЫЙ УГОЛЬ ................................................. 25
Лабораторная работа №9. СВОЙСТВА СПИРТОВ, ФЕНОЛА
И АЛЬДЕГИДОВ...................................................................................................... 27
Лабораторная работа №10. СВОЙСТВА КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ................. 30
Лабораторная работа №11. СВОЙСТВА УГЛЕВОДОВ...................................... 32
Лабораторная работа №12. СВОЙСТВА БЕЛКОВ .............................................. 34
Лабораторная работа №13. ВОЛОКНА. ПЛАСТМАССЫ .................................. 35
Лабораторная работа №14. КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ
НА ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА ...................................................................... 38
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..................................................................... 40
40