Вправи: 512

512. Перелічіть основні групи продуктів хімічної галузі. На яких підприємствах або в яких регіонах їх виробляють?

Добування мінеральних добрив: — азотні (амоніачна селітра, карбамід, амоній сульфат тощо), а також нітратна кислота й супутні продукти, які використовують для виробництва пластмас, синтетичних волокон, різноманітних барвників та ін.: Донбас й Придніпров’я (Кам’янське, Кривій Ріг тощо), Черкаси, Рівне та у припортових районах Одеси.

- калійні добрива: Прикарпаття й Калуш (Івано-Франківська обл.) та Стебник (Львівська обл.), а також титано­магнієвий комбінат в Запоріжжі. Сульфатна кислота: Суми, Костянтинівна, Вінниця й Одеса. Крім того, сульфатну кислоту виготовляють у Кам’янському («ДніпроАзот»), коксохімічних заводах Донбасу і Придніпров’я.

Домашній експеримент № 1

Тема: Виготовлення колоїдних розчинів (желе, кисіль тощо)

1. Промінь лазера добре помітний у склянці з колоїдним розчином желатину і непомітний у склянці з чистою водою.

2. Промінь лазера також добре помітний у желе.

3. Промінь лазера помітний і в крохмальному клейстері.

4. Були приготовані: колоїдний розчин желатину, гель з желатину, крохмальний клейстер. Усі вони належать до ко­лоїдних розчинів за такими ознаками: частинки, що містяться у колоїді, розсіюють світло (промінь лазерної указки стає помітним при проходженні крізь вміст склянок).

Домашній експеримент № 2

Тема: порівняння мийної дії мила та прального порошку

1. Найбільше піни буде у склянці з дистильованою водою. Вона опадатиме найбільший час. Найменше - у склянці з розчином калій хлориду чи магнію сульфату. В цій склянці можливе утворення каламуті унаслідок випадання осаду у вигляді світло-сірих пластівців - нерозчинних солей кальцію або магнію.

2. Пральний порошок утворює стійку піну в усіх трьох склянках, не утворює осаду у розчині солей кальцію чи магнію. Мийна дія не втрачається.

3. Результати дослідження:

Вміст пробірки	Мийні засоби
	Мило	Пральний порошок
Дистильована вода	Найбільше піни, піна стійка	Стійка піна, осад відсутній
Водопровідна вода	Середня кількість піни, опадає помірно, можливе помутніння вмісту	Стійка піна, осад відсутній
Тверда вода	Найменше піни, швидко опадає, утворюється осад у вигляді сірих пластівців	Стійка піна, осад відсутній

Висновок:

Мило недоцільно використовувати у твердій воді, оскільки в ній аніони вищих жирних кислот утворюють нерозчинні солі з йонами Са²⁺ та Mg²⁺, які, осідаючи на волокнах тканини, погіршують її властивості. Але перевагою використання мила є те, що його залишки легко розкладаються. Синтетичні мийні засоби (пральний порошок) не втрачають своїх властивостей у твердій воді. Недоліком використання СМЗ є те, що вони забруднюють стічні води, оскільки набагато гірше, ніж мило, розкладаються мікроорганізмами.

Домашній експеримент номер 3

Тема: Виявлення крохмалю в харчових продуктах

Номер досліду	Назва продукту	Чи виявлено крохмаль?	Чи має міститися крохмаль у продукті?
1	Картопляний крохмаль	Так	Так
2	Борошно	Так	Так
3	Хліб	Так	Так
4	Тістечка	Так	Так
5	Чіпси	Так	Так
6	Томатний сік	Сліди	В незначній кількості (менше 1%)
7	Макарони	Так	Так
8	Відвар рису	Так	Так
9	Сосиски	Так	Ні

Лабораторні досліди № 1–3

Тема: Виявлення йонів Гідрогену та гідроксид-іонів у розчинах.

Установлення приблизного значення рН води, лудних і кислотних розчинів.

Вміст пробірки	Колір універсального індикатора	Значення рН	Реакція середовища
Вода	Жовто-зелений	7	Нейтральна
Розчин хлоридної кислоти	Червоний	1	Дуже кисла
Розчин натрій хлориду	Жовто-зелений	7	Нейтральна
Розчин натрій гідроксиду	Темно-синій	14	Дуже лужна
Столовий оцет	Червоно-оранжевий	3	Кисла

Рівняння дисоціації: NaCl → Na⁺ + Cl^-

H₂O $\leftrightarrow$ H⁺ + OH^- NaOH → Na⁺ + OH^-

HCl → H⁺ + Cl^- CH₃COOH $\leftrightarrow$ CH₃COO^- + H⁺

Дослідження рН харчової та косметичної продукції

Вміст пробірки	Колір універсального індикатора	Значення рН	Реакція середовища
Лимон	Червоний	2	Кисла
Апельсиновий сік	Червоно-оранжевий	3	Кисла
Томатний сік	Оранжевий	4	Слабокисла
Кока-кола	Червоно-оранжевий	3	Кисла
Шампунь	Жовтий	6	Слабокисла
Мило	Блакитний	10	Лужна
Зубна паста	Жовто-зелений	7	Нейтральна
Пральний порошок	Синій	11	Лужна
Відбілювач	Темно-синій	13	Дуже лужна

Наявність у розчині гідроксид-іонів ОН^- зумовлює лужну реакцію середовища. Універсальний індикатор папір забарвлюється при цьому у синій або зелений колір ( залежно від концентрації гідроксид-іонів). Показник рН > 7; n(H⁺) < 1 × 10^-7 моль/л; n(H⁺) < n(OH^-).

Наявність у розчині катіонів Гідрогену Н⁺ зумовлює кислу реакцію середовища. Універсальний індикаторний папір забарвлюється при цьому у червоний або оранжевий колір ( залежно від концентрації Гідроген-іонів. Показник рН < 7; n(H⁺) > 1 × 10^-7 моль/л; n(H⁺) > n(OH^-).

Якщо концентрація йонів Гідрогену та гідроксид-іонів є рівною, то середовище є нейтральним. Показник рН = 7; n(H⁺) = 1 × 10^-7 моль/л; n(H⁺) = n(OH^-). В нейтральному середовищі універсальний індикаторний папір забарвлюється у жовто-зелений колір.

Висновок:

1. За зміною забарвлення універсального кисло-лужного індикатору можна встановити значення рН середовища. Кислому середовищі відповідає оранжеве та червоне забарвлення, лужному - зелене та синє. Жовто-зелене забарвлення – нейтральному.

2. Надлишок йонів Гідрогену Н⁺ зумовлює кисле середовище, рН < 7, надлишок гідроксид-іонів ОН^- - лужне, рН > 7. Нейтральному середовищу відповідає рН = 7.

Лабораторні досліди № 4–6

Тема: Реакції обміну між електролітами у водних розчинах, що супроводжуються випаданням осаду.

1. В обох пробірках утворюється білий осад кальцій карбонату.

Рівняння реакцій:

CaCl₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaCl

Ca²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2Cl^-

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NaNO₃

Ca²⁺ + 2NO₃^- + 2Na⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓ + 2Na⁺ + 2NO₃^-

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

Виходячи зі скороченого йонного рівняння можна стверджувати, що в обох випадках відбувається та сама реакція.

2. Зміни не відбуваються. Реакція є неможливою, оскільки серед її продуктів немає газуватих речовин, осадів або малодисоційованої сполуки – води.

Рівняння реакції:

NaCl + KNO₃ = NaNO₃ + KCl

Na⁺ + Cl^- + K⁺ + NO₃^- = Na⁺ + NO₃^- + K⁺ + Cl^-

В розчині одночасно існують чотири види йонів Na⁺, Cl^-, K⁺ та NO₃.

Реакції обміну між електролітами у водних розчинах, що супроводжується виділенням газів.

В обох пробірках відбувається утворення бульбашок газу ( внаслідок розкладу з одного продуктів реакції - вугільної кислоти). А другій пробірці - також поступове розчинення кальцій карбонату.

Рівняння реакцій:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑

2Na⁺ + CO3^2- + 2H⁺ + 2Cl^- → 2Na⁺ + 2Cl^- + H₂O + CO₂↑

CO₃^2- + 2H⁺ → H₂O + CO₂

CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

Na₂CO₃ + 2HCl $\to$ 2NaCl + H₂O + CO₂$\uparrow$

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- $\to$ 2Na⁺ + 2Cl^- + H₂O + CO₂$\uparrow$

CO₃^2- + 2H⁺ $\to$ H₂O + CO₂$\uparrow$

CaCO₃ + 2HCl $\to$ CaCl₂ + H₂O + CO₂$\uparrow$

СаСО₃ є малорозчинною речовиною, дисоціює лише незначна її частина. Отже, йонно-молекулярне рівняння реакції матиме вигляд:

СаСО₃ + 2H⁺ + 2Cl^- $\to$ Ca²⁺ + 2Cl^- + H₂O + CO₂$\uparrow$

CaCO₃ + 2H⁺ $\to$ Ca²⁺ + H₂O + CO₂$\uparrow$

За наведеними рівняннями реакцій можна стверджувати, що у двох випадках відбуваються різні реакції.

Реакції обміну між електролітами у водних розчинах, що супроводжуються утворенням води.

За додаванням фенолфталеїну до пробірки з розчином натрій гідроксидом, вміст пробірки забарвлюється у малиновий колір. За додаванням хлоридної кислоти відбувається реакція нейтралізації з утворенням солі - натрій хлориду - та води. Після того, як весь натрій гідроксид прореагує з кислотою, розчин знебарвиться (оскільки в кислому та нейтральному середовищі кислотно-лужний індикатор фенолфталеїн є безбарвним).

Рівняння реакції:

NaOH + HCl $\to$ NaCl + H₂O

Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- $\to$ Na⁺ + Cl^- + H₂O

OH^- + H⁺ $\to$ H₂O

Висновок: з погляду теорії електролітичної дисоціації, реакції обміну між електролітами відбуваються до кінця у випадках, коли в результаті реакції утворюється:

- газувата речовина;

- осад;

- вода.

Лабораторні досліди № 7 -9

Тема: Виявлення хлорид-іонів у розчині

В першій пробірці утворюється білий сирнистий осад арґентум (І) хлориду.

Рівняння реакції:

NaCl + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgCl$\downarrow$

Na⁺ + Cl^- + Ag+ + NO₃^- $\to$ Na⁺ + NO₃^- + AgCl$\downarrow$

Cl^- + Ag⁺ $\to$ AgCl$\downarrow$

В другій пробірці змін не відбувається, реакція не проходить.

Реакцію х арґентум (І) нітратом можна застосовувати для якісного виявлення хлорид-іонів (за появою білого сирнистого осаду).

Виявлення сульфат-іонів у розчині

В першій пробірці змін не відбуватиметься, реакція не проходить. В другій пробірці випадає білий кристалічний осад барій сульфату. Рівняння реакції:

NaSO₄ + BaCl₂ $\to$ 2NaCl + BaSO₄$\downarrow$

2Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- $\to$ 2Na⁺ + 2Cl^- + BaSO₄$\downarrow$

SO₄^2- + Ba²⁺ $\to$ BaSO₄$\downarrow$

Реакцію з розчинними солями барію можна застосувати для якісного виявлення сульфат-іонів (за появою білого кристалічного осаду).

Виявлення карбонат-іонів у розчині

1. В першій пробірці змін не відбувається, реакція не проходить.

В другій - випадає білий осад кальцій карбонату. Рівняння реакції:

Na₂CO₃ + CaCl $\to$ 2NaCl + CaCO₃$\downarrow$

2Na⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2Cl^- $\to$ 2Na⁺ + 2Cl^- + CaCO₃$\downarrow$

CO₃^2- + Ca²⁺ + $\to$ CaCO₃$\downarrow$

2. В першій пробірці змін не відбувається, реакція не проходить.

В другій з’являються бульбашки безбарвного газу - карбон (IV) оксиду. Рівняння реакції:

Na₂CO₃ + 2HCl $\to$ 2NaCl + H₂O + CO₂$\uparrow$

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- $\to$ 2Na⁺ + 2Cl^- + H₂O + CO₂$\uparrow$

CO₃^2- + 2H⁺ $\to$ H₂O + CO₂$\uparrow$

Для якісного виявлення карбонат- та гідрокарбонат- іонів можна застосовувати реакцію цих солей з сильними кислотами (ознака - поява бульбашок карбон (IV) оксиду) та розчинними солями кальуію (за появою білого осаду кальцій карбонату).

Лабораторний дослід № 10

Тема: Вплив концентрації і температури на швидкість реакції цинку з хлоридною кислотою

Звіт роботи:

2. На поверхні гранули цинку починають утворюватися бульбашки прозорого газу - водню. Цинк поступово розчиняється у хлоридній кислоті. Рівняння реакції:

Zn + 2H₂Cl $\to$ ZnCl₂ + 2H₂$\uparrow$

Швидкість реакції більша у пробірці з 15% розчином хлоридної кислоти. Пояснення: збільшення концентрації реагенту означає зростання кількості його частинок (атомів, молекул, іонів) у реакційній суміші. Кількість зіткнень частинок цієї речовини із частинками іншого реагенту збільшується, і швидкість реакції зростає.

3. За нагрівання швидкість реакції збільшується - водень в пробірці починає виділятися більш інтенсивно. Пояснення: при нагріванні рідини збільшується швидкість руху молекул, а твердої речовини - інтенсивність коливань частинок у ній. Унаслідок цього кількість зіткнень частинок реагентів зростає, а це призводить до збільшення швидкості реакції.

Висновок: швидкість хімічної реакції зростає зі збільшенням концентрації реагентів і температури.

Лабораторний дослід № 11

Тема: Взаємодія гліцеролу з купрум (ІІ) гідроксидом

Звіт роботи:

1. Під час змішування розчину купрум (ІІ) сульфату з розчином лугу в пробірці утворюється осад у вигляді кристалів блакитного кольору - купрум (ІІ) гідроксид.

Рівняння реакції:

CuSO₄ + 2NaOH $\to$ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂$\downarrow$

Cu²⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^- $\to$ 2Na⁺ + SO₄^2- + Cu(OH)₂$\downarrow$

Cu²⁺ + 2OH^- $\to$ Cu(OH)₂$\downarrow$

2. При додаванні до пробірки із свіжеприготованим купрум (ІІ) гідроксидом розчину гліцерину відбувається розчинення блакитного осаду і поява інтенсивно-синього забарвлення розчину, зумовленого утворенням купрум (ІІ) гліцерату:

H₂C$-$OH

│

2HC$-$OH + Cu(OH)₂$\to$

│

H₂C$-$OH

H HO$-$CH₂

│ │

H₂C$-$O O$-$CH

│ Cu │

$\to$2HC$-$O O$-$CH₂ + 2H₂O

│ │

H₂C$-$OH H

3. За нагрівання колір розчину не змінюється.

Висновок: якісною реакцією на багатоатомні спирти є взаємодія з купрум (ІІ) гідроксидом; ознакою реакції є утворення синього забарвлення розчину, що не змінює свій колір при нагріванні.

Лабораторний дослід № 12

Тема: Взаємодія глюкози з купрум (ІІ) гідроксидом

Звіт роботи:

Після змішування розчину лугу та розчину купрум (ІІ) сульфату в пробірці утворюється осад у вигляді кристалів блакитного кольору - купрум (ІІ) гідроксид.

Рівняння реакції:

CuSO₄ + 2NaOH $\to$ Na₂SO₄ + Cu(OH)₂$\downarrow$

Cu²⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^- $\to$ 2Na⁺ + SO₄^2- + Cu(OH)₂$\downarrow$

Cu²⁺ + 2OH^- $\to$ Cu(OH)₂$\downarrow$

Після додавання до вмісту пробірки розчину глюкози та перемішування, розчин у пробірці забарвлюється в яскраво-синій колір (утворюється купрум (ІІ) цукрат)

Рівняння реакції:

Глюкоза розчиняє купрум (ІІ) гідроксид і поводить себе як багатоатомний спирт, оскільки містить в кожній молекулі одну альдегідну та п’ять гідроксильних груп.

У досліді з розчинами сахарози та гліцеролу, при змішуванні їх із свіжим купрум (ІІ) гідроксидом, так само утворюються розчини синього кольору.

Різницю можна побачити за нагрівання розчинів: у пробірці, що містила суміш глюкози з купрум (ІІ) гідроксидом, колір розчину зміниться - спочатку утвориться жовтий осад купрум (І) гідроксиду CuOH, який згодом перетвориться на великі кристали купрум (ІІ) оксиду Cu₂О червоного кольору. Глюкоза при цьому окисниться до глюконової кислоти. Рівняння реакцій:

2CuОН $\to$ Cu₂О$\downarrow$ + Н₂О

При нагріванні пробірок, що містили розчини сахарози та гліцеролу у суміші з купрум (ІІ) гідроксидом, видимих змін не відбудеться, оскільки - на відміну від глюкози - вони не відновлюють купрум (І) гідроксид до купрум (ІІ) оксиду.

Лабораторні досліди №13-14

Тема: Відношення крохмалю до води

Вміст пробірки з сумішшю крохмалю і холодної води є каламутним. Крохмаль не розчиняється у холодній воді. Під дією сил тяжіння частинки крохмалю поступово осідають на дно пробірки.

У гарячій воді крохмаль набухає (розчиняється). Вміст пробірки виглядає однорідним, напівпрозорим. Такий розчин називають крохмальним клейстером. Він належить до колоїдних розчинів.

Взаємодія крохмалю з йодом

При додаванні розчину йоду до крохмалю з’являється синє забарвлення. Цю реакцію можна використовувати як якісну для визначення крохмалю у числовому вигляді, у сумішах, продуктах харчування та рослинних об’єктах

Практична робота №1

Тема: Реакції йонного обміну між електролітами у водних розчинах

Звіт з роботи:

Дослід 1. В першій пробірці утворюються бульбашки безбарвного газу - карбон (IV) оксиду. Рівняння реакції:

Na₂CO₃ + 2HCl $\to$ 2NaCl + H₂O + CO₂$\uparrow$

2Na⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- $\to$ 2Na⁺ + 2Cl^- + H₂O + CO₂$\uparrow$

CO₃^2- + 2H⁴ $\to$ H₂O + CO₂$\uparrow$

Реакція є незворотною, оскільки серед продуктів реакції - газ і вода. Якщо замість натрій карбонату використати нерозчинну сіль магній карбонат, то реакція все одно відбуватиметься, оскільки хлоридна кислота є сильною кислотою. В другій пробірці утворюється осад білого кольору - кальцій карбонат. Рівняння реакції:

Na₂CO₃ + CaCl $\to$ 2NaCl + CaCO₃$\downarrow$

2Na⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2Cl^- $\to$ 2Na⁺ + 2Cl^- + CaCO₃$\downarrow$

CO₃^2- + Ca2⁺ + $\to$ CaCO₃$\downarrow$

Реакція є незворотною, оскільки серед продуктів реакції - осад. Якщо замість натрій карбонату використати нерозчинну сіль магній карбонат, то реакція відбуватися не буде, оскільки карбонат-йони СО₃^2- не будуть вивільнятися у розчин (реакційне середовище).

Дослід 3. В пробірці з калій хлоридом утворюється осад білого кольору. Рівняння реакції:

KCl + AgNO₃ $\to$ KNO₃ + AgCl$\downarrow$

K⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- $\to$ K⁺ + NO₃^- + AgCl$\downarrow$

Cl^- + Ag⁺ + $\to$ AgCl$\downarrow$

В пробірці з калій хлоридом утворюється осад світло-жовтого кольору. Рівняння реакції:

KBr + AgNO₃ $\to$ KNO₃ + AgBr$\downarrow$

K⁺ + Br^- + Ag⁺ + NO₃^- $\to$ K⁺ + NO₃^- + AgBr$\downarrow$

Br^- + Ag⁺ + $\to$ AgBr$\downarrow$

В пробірці з калій хлоридом утворюється осад жовтуватого кольору. Рівняння реакції:

KI + AgNO₃ $\to$ KNO₃ + AgI$\downarrow$

K⁺ + I^- + Ag⁺ + NO₃^- $\to$ K⁺ + NO₃^- + AgI$\downarrow$

I^- + Ag⁺ + $\to$ AgI$\downarrow$

В пробірці з калій фосфатом утворюється осад яскраво-жовтого кольору. Рівняння реакції:

K₃PO₄ + 3AgNO₃ $\to$ 3KNO₃ + Ag₂PO₄$\downarrow$

3K⁺ + PO₄^3- + 3Ag⁺ + 3NO₃^- $\to$ 3K⁺ + 3NO₃^- + Ag₂PO₄$\downarrow$

PO₄^3- + 3Ag⁺ $\to$ Ag₂PO₄$\downarrow$

Осади в пробірках різняться за кольором.

Дослід 2. У першій пробірці випадатиме білий кристалічний осад - нерозчинний барій сульфат. Рівняння реакції:

BaCl₂ + K₂SO₄ $\to$ BaSO₄$\downarrow$ + 2KCl

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2K⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO₄$\downarrow$ + 2K⁺ + 2Cl^-

Ba²⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO₄$\downarrow$

У другій пробірці випадатиме білий сирнистий осад арґентум (І) хлориду.

Рівняння реакції:

BaCl₂ + 2AgNO₃ $\to$ Ba(NO₃)₂ + 2AgCl$\downarrow$

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2Ag⁺ + NO₃^- $\to$ Ba²⁺ + 2NO₃^- + 2AgCl$\downarrow$

Cl^- + Ag⁺ $\to$ AgCl$\downarrow$

Осади розрізняються за зовнішнім виглядом: барій сульфат - кристалічний, арґентум (І) хлорид - сирнистий за консистенцією.

Дослід 4. В першій пробірці лакмус змінює свій колір з червоного на фіолетовий, а метиловий оранжевий - з червоного на оранжевий. Це свідчить про зміну середовища з кислого на нейтральне. Рівняння реакції:

H₂SO₄ + 2NaOH $\to$ Na₂SO₄ + 2H₂O

2H⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^- $\to$ 2Na⁺ + SO₄^2- + 2H₂O

H⁺ + OH^- $\to$ H₂O

За відсутності кислотно-лужного індикатора зміни в пробірці будуть непомітними. Однак реакція все одно відбуватиметься.

В другій пробірці утворюється білий осад барій сульфату. Рівняння реакції:

H₂SO₄ + BaCl₂ $\to$ 2HCl + BaSO₄$\downarrow$

2H⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺ + 2Cl^- $\to$ 2H⁺ + 2Cl^- + BaSO₄$\downarrow$

SO₄^2- + Ba²⁺ $\to$ BaSO₄$\downarrow$

Лакмус та метиловий оранжевий не змінюють кольору - залишаються червоними, адже з продуктів реакції є хлоридна кислота. Кислотність середовища не змінюється.

В третій пробірці утворюється газоподібний сульфур (IV) оксид. Рівняння реакції:

H₂SO₄ + Na₂SO₃ $\to$ Na₂SO₄ + SO₂$\uparrow$ + H₂O

2H⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + SO₃^2- $\to$ 2Na⁺ + SO₄^2- + SO₂$\uparrow$ + H₂O

2H⁺ + SO₃^2- $\to$ SO₂$\uparrow$ + H₂O

Лакмус змінює свій колір з червоного на фіолетовий, а метиловий оранжевий - з червоного на оранжевий. З кислого середовище стає нейтральним.

H₂SO₄ + MgCl₂ $\leftrightarrow$ 2HCl + MgSO₄

Видимих змін в четвертій пробірці не відбувається. Реакція є оборотною і в розчині одночасно існують чотири йони: H⁺, Cl^-, Mg²⁺ та SO₄^2-.

Висновок:

1. Реакції обміну між електролітами відбуваються до кінця у випадках, коли в результаті реакції утворюється:

- газувата речовина;

- осад;

- вода.

2. Ознаки протікання реакцій:

- в досліді 1 - утворення газу та осаду;

- в досліді 2 - утворення осадів;

- в досліді 3 - утворення осадів;

- в досліді 4 - зміна кольору індикатору, утворення осаду, виділення газу.

Практична робота №2

Тема: Розв’язування експериментальних задач

Звіт з роботи:

Завдання 1. а) Реакція нейтралізації (взаємодії кислоти з сіллю з утворенням солі і води):

NaOH + HCl $\to$ NaCl + H₂O

Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^- $\to$ Na⁺ + Cl^- + H₂O

OH^- + H⁺ $\to$ H₂O

Протікання реакції можна помітити за зміною кольору кислотно-лужного індикатору: в кислому середовищі лакмус і метилоранж - червоні; в лужному лакмус - синій, метилоранж - жовтий; після протікання реакції нейтралізації лакмус набуває фіолетового забарвлення, а метилоранж - оранжевого.

б) Утворення нерозчинного ферум (ІІ) гідроксиду:

FeSO₄ + 2NaOH $\to$ Fe(OH)₂$\downarrow$ + Na₂SO₄

Fe2⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^- $\to$ Fe(OH)₂$\downarrow$ + 2Na⁺ + SO₄^2-

Fe²⁺ + 2OH^- $\to$ Fe(OH)₂$\downarrow$

Під час реакції утворюється осад білувато-зеленого кольору.

в) Витіснення нестійкої карбонатної кислоти з її солі з наступним розкладанням:

CaCO₃ + 2HCl $\to$ CaCl₂ + H₂O + CO₂$\uparrow$

Ca²⁺ + CO₃^2- + 2H⁺ + 2Cl^- $\to$ Ca2⁺ + 2Cl^- + H₂O + CO₂$\uparrow$

CO₃^2- + 2H⁺ $\to$ H₂O + CO₂$\uparrow$

Під час реакції в пробірці з’являються безбарвні бульбашки вуглекислого газу, порошок кальцій карбонату поступово зникає.

г) Витіснення нестійкої сульфітної кислоти з її солі з наступним розкладанням:

2HCl + Na₂SO₃ $\to$ 2NaCl + SO₂$\uparrow$ + H₂O

2H⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + SO₃^2- $\to$ 2Na⁺ + 2Cl^- + SO₂$\uparrow$ + H₂O

2H⁺ + SO₃^2- $\to$ SO₂$\uparrow$ + H₂O

Під час реакції в пробірці з’являються бульбашки сірчистого газу SO₂ з характерним різким задушливим запахом сірника, що спалахує.

д) Утворення нерозчинного кальцій силікату:

Na₂SiO₃ + Ca(OH)₂ $\to$ CaSiO₃$\downarrow$ + 2NaOH

2Na⁺ + SiO₃^2- + Ca²⁺ + 2OH^- $\to$ CaSiO₃$\downarrow$ + 2Na⁺ + 2OH^-

SiO₃^2- + Ca²⁺ $\to$ CaSiO₃$\downarrow$

Під час реакцї утворюється осад у вигляді безбарвних кристалів.

Висновок:

1. Двом і більше молекулярним реакцій може відповідати одне скорочене йонно-молекулярне рівняння.

2. Якісні реакції - це хімічні реакції, за допомогою яких можна виявити наявність певних хімічних речовин. Ці реакції супроводжуються візуальними змінами: зміною забарвлення розчину, утворенням осаду певного кольору або виділенням газу, який також може мати або не мати забарвлення чи запах. За цими ознаками можна виявити ті чи інші певні речовини або йони.

Завдання 2. а) Для визначення йонів Барію слід використати реакцію з ферум (ІІ) сульфатом або з сульфатною кислотою:

BaCl₂ + FeSO₄ $\to$ BaSO₄$\downarrow$ + FeCl₂

Ba²⁺ + 2Cl^- + Fe²⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO₄$\downarrow$ + Fe²⁺ + 2Cl^-

Ba²⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO₄$\downarrow$

Характерною ознакою реакції є утворення білого кристалічного осаду барій сульфату.

Для визначення хлорид-іонів слід скористатися реакцією з арґентум (І) нітратом:

BaCl₂ + 2AgNO₃ $\to$ Ba(NO₃)₂ + 2AgCl$\downarrow$

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2Ag⁺ + NO₃^- $\to$ Ba²⁺ + 2NO₃^- + 2AgCl$\downarrow$

Cl^- + Ag⁺ $\to$ AgCl$\downarrow$

Характерною ознакою реакції є утворення білого сирнистого осаду, що не розчиняється у нітратній кислоті.

б) Для визначення Гідроксид-іонів можна скористатися кислотно-лужними індикаторами: в кислому середовищі лакмус та метилоранж набувають червоного забарвлення.

Для визначення сульфат-іону слід провести реакцію з барій хлоридом:

BaCl₂ + H₂SO₄ $\to$ BaSO₄$\downarrow$ + 2HCl

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2H⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO₄$\downarrow$ + 2H⁺ + 2Cl^-

Ba²⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO₄$\downarrow$

Характерною ознакою реакції є утворення білого кристалічного осаду барій сульфату.

Завдання 3. Схема аналізу:

1 етап - вміст пробірок слід випробувати кислотно-лужним індикатором. В пробірці з хлоридною кислотою лакмус та метилоранж набудуть червоного забарвлення, в пробірці з натрій гідроксидом лакмус стане синім, а метилоранж - жовтим. В інших пробірках індикатори не змінять свій колір (мелиторанж залишиться оранжевим, а лакмус - фіолетовим).

2 етап - випробувати вміст трьох пробірок, що залишилися, арґентум(І) нітратом. В пробірці, що містить натрій хлорид, утвориться білий сирнистий осад.

Рівняння реакції:

NaCl + AgNO₃ $\to$ NaNO₃ + AgCl$\downarrow$

Na⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- $\to$ Na⁺ + NO₃^- + AgCl$\downarrow$

Cl^- + Ag⁺ $\to$ AgCl$\downarrow$

3 етап - випробувати вміст двох пробірок, що залишилися, барій хлоридом. В пробірці з натрій сульфатом утвориться білий кристалічний осад. Рівняння реакції:

BaCl₂ + Na₂SO₄ $\to$ BaSO₄$\downarrow$ + 2NaCl

Ba²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO4$\downarrow$ + 2Na⁺ + 2Cl^-

Ba²⁺ + SO₄^2- $\to$ BaSO₄$\downarrow$

В пробірці, що залишилася, міститься магній нітрат.

Практична робота №3

Тема: Вплив різних чинників на швидкість хімічних реакцій

Реактиви: хлоридна кислота HCl (5%), цинк Zn гранульований та порошкоподібний, зразки заліза Fe та міді Cu, розчин гідроген пероксиду H₂O₂ (5%), манган оксид MnO_2, скіпка для проведення наявності кисню.

Звіт з роботи:

1. У пробірці з порошком цинку (пробірка №2) реакція відбувається більш інтенсивно, ніж у пробірці з гранулою цинку (пробірка №1). Рівняння реакції:

Zn + 2HCl $\to$ ZnCl₂ + H₂$\uparrow$

Zn⁰ + 2H⁺ $\to$ Zn²⁺ + H₂⁰$\uparrow$

Пояснення: у реакції беруть участь атоми Цинку і катіони Гідрогену. Взаємодіяти з іонами Н⁺ можуть лише ті атоми Цинку, що перебувають на поверхні металу. Загальна площа поверхні усіх часток цинкового порошку значно перевищує плошу поверхні гранули металу. Тому порошок цинку швидше взаємодіє з кислотою.

2. У пробірці із зразком заліза (пробірка №3) бульбашки водню виділятимуться, а у пробірці із зразком міді (пробірка №4) - ні. Пояснення: мідь є малоактивним металом, міститься в ряду активності металів праворуч від водню і не витісняє водень з кислот.

Рівняння реакції:

Fe + 2HCl $\to$ ZnCl₂ + H₂$\uparrow$

3. Реакція розкладання гідроген пероксиду на кисень та воду відбувається постійно, але дуже повільно. За кімнотної температури виділення газу непомітне. За нагрівання - в пробірці утворюються бульбашки кисню, оскільки реакція відбувається швидше. Рівняння реакції:

2H₂O $\to$ 2H₂O + O₂$\uparrow$

Пояснення: при нагріванні рідини збільшується швидкість руху молекул (а за нагрівання твердої речовини - інтенсивність коливань частинок у ній). Унаслідок цього швидкість реакції збільшується.

4. За додавання манган (IV) оксиду в пробірку № 6 розкладання гідроген пероксид на кисень та воду відбувається дуже швидко - швидше навіть за реакцію з нагріванням в пробірці № 5. Рівняння реакції - таке саме як у попередньому досліді.

Пояснення: манган (IV) оксид виконує роль каталізатора в ції реакції.

Висновок:

1. Швидкість реакції зростає:

- зі збільшенням концентрації реагентів;

- за збільшенням площі поверхні контакту реагентів;

- за збільшенням температури;

- у присутності каталізаторів.

Також швидкість реакції залежить від природи реагентів: більш активні метали реагують з кислотою інтенсивніше, ніж метали з низькою активністю.

2. При нагріванні рідини збільшується швидкість руху молекул, а твердої речовини - інтенсивність коливань частинок у ній. Унаслідок цього кількість зіткнень частинок реагентів зростає, а це призводить до збільшення швидкості реакції.

Чим краще подрібнені речовини, тим більша швидкість реакції між ними: зі збільшенням площі поверхні стикання, частинки реагентів частіше зіштовхуються одна з одною, а отже швидкість зростає.

3. За збільшення концентрації реагенту відбувається зростання кількості його частинок (атомів, молекул, іонів) у реакційній сумуші. Кількість зіткнень частинок цієї речовини із частинками іншого реагенту збільшується, і швидкість реакції зростає.

Механізми збільшення швидкості реакції за збільшення концентрації та за подрібнення реагентів є схожими.

Практична робота №4

Тема: Властивості етанової кислоти

Звіт з роботи:

Дослід 1. В першій пробірці з розчином етанової кислоти лакмус набуває червоного забарвлення, оскільки етанова кислота у розчині дисоціює з утворенням йонів Гідрогену:

СН₃СООН $\leftrightarrow$ СН₃СОО^- + Н⁺

При додаванні розчину лугу в результаті реакції нейтралізації, середовище змінюється з кислого на нейтральне. Лакмус стає фіолетовим. Рівняння реакції нейтралізації:

2NaOH + 2CH₃ $\to$ 2CH₃COONa + 2H₂O

2Na⁺ + 2OH^- + 2CH₃COO^- + 2H⁺ $\to$ 2CH₃COO^- + 2Na²⁺ + 2H₂O

OH^- + H⁺ $\to$ H₂O

В другій пробірці на поверхні магнію почнуть утворюватися бульбашки безбарвного газу. Відбувається реакція заміщення: йони Магнію витісняють атоми Гідрогену з молекул етанової кислоти. Утворюється розчинна сіль - магній етаноат - та газуватий водень.

Рівняння реакції:

Mg + 2CH₃COOH $\to$ (CH₃COO)₂Mg + H₂$\uparrow$

Mg + 2CH₃COO^- + 2H⁺ $\to$ Mg²⁺ + 2CH₃COO^- + H₂$\uparrow$

Mg + 2H⁺ $\to$ Mg²⁺ + H₂$\uparrow$

Висновок:

1. Етанову кислоту можна виявити за характерним запахом, за здатністю утворювати у розчинах кисле середовище і змінювати забарвлення кислотно-лужного індикатора, за здатністю витісняти більш слабкі кислоти з їхнії солей.

Дослід 2. У першій пробірці відбувається реакція обміну між кислотою та основним оксидом з утворенням солі та води. Рівняння реакції:

MgO + 2CH₃COOH $\to$ Mg(CH₃COO)₂ + H₂O

MgO + 2CH₃COO^- + 2H⁺ $\to$ Mg²⁺ + 2CH₃COO^- + H₂O

MgO + 2H⁺ $\to$ Mg²⁺ + H₂O

У пробірку слід додати розчин лакмусу. За зміною його кольору з червоного (кисле середовище) на фіолетовий (нейтральне середовище) можна визначити зникнення кислоти та утворення нейтрального середовища після протікання реакції.

У другій пробірці з’являються бульбашки газу. Рівняння реакції:

Na₂CO₃ + 2CH₃COOH $\to$ 2CH₃COONa + H₂O + CO₂$\uparrow$

2Na⁺ + CO₃^2- + 2CH₃COO^- + 2H⁺ $\to$ 2CH₃COO^- + 2Na⁺ + H₂O + CO₂$\uparrow$

CO₃^2- + 2H⁺ $\to$ H₂O + CO₂$\uparrow$

Під час реакції етанова кислота витісняє вугільну (чк більш слабку) з її солі з натрієм. Вугільна кислота є нестійкою і одразу ж розкладається на карбон (IV) оксид та воду.

2. Етанова кислота виявляє властивості, спільні з властивостями неорганічних кислот:

- змінює забарвлення кислотно-основних індикаторів;

- взаємодіє з активними металами з вивільненням газуватого водню;

- вступає з лугами в реакцію нейтралізації з утворення солі та води;

- реагує з основними оксидами;

- витісняє більш слабкі кислоти з їхніх солей.

Практична робота № 5

Тема: Виявлення органічних сполук у харчових продуктах

Реактиви: зразки харчових продуктів (орієнтовно): виноград, яблука, свіже молоко, кефір, м’який сир (домашній сир), виноградний, апельсиновий і томатний соки; розчин йоду, купрум (ІІ) сульфату CuSO₄, лугу NaOH, універсального індикатору (або індекаторний папір).

Дослід 2. Значення рН: виноград, виноградний сік - 4, яьлуко - 3, апельсиновий сік - 3, томатний мік - 4, свіже молоко - 7, кефір - 4, м’який сир (домашній сир) - 5. В свіжому молоці виявлене нейтральне середовище, в усіх інших - кисле.

Звіт з роботи:

Дослід 1. Кефір і домашній сир не містять і не мають містити крохмалю - адже це продукти тваринного походження, а крохмаль утворюється в рослинах. Зразки досліджених продуктів при обробці їх спиртовим розчином йоду не набувають синього забарвлення.

Томатний сік може містити до 1% крохмалю. Можливе забарвлення соку під дією розчину йоду у слабкий синій колір. Але за невеликого вмісту крохмалю якісна реакція може і не відбутися.

Дослід 3. Глюкоза виявлена у винограді.

Дослід	Продукт	рН зразка, можливі кислоти у складі	Наявність крохмалю	Наявність глюкози
1	Виноград	рН = 4; кисле середовище; винна та яблучна кислоти	-	Є
2	Яблука	рН = 3; кисле середовище; яблучна, винна та лимонна кислоти	-	Відсутня
3	Свіже молоко	рН - 7; Нейтральне середовище	-	-
4	Кефір	рН = 3; кисле середовище; молочна кислота	Відсутній	-
5	М’який сир	рН = 5; кисле середовище; молочна кислота	Відсутній	-
6	Виноградний сік	рН = 4; кисле середовище; винна та яблучна кислоти	-	Відсутня
7	Апельсиновий сік	рН = 3; кисле середовище; лимонна кислота	-	Відсутня
8	Томатний сік	рН = 4; кисле середовище; яблучна, винна, лимонна та щавлева кислоти	В незначній кількості	-

Висновок:

1. Якісні реакції - це хімічні реакції, за допомогою яких можна виявити наявність певних хімічних речовин. Ознаками якісних реакцій можуть бути: зміна забарвлення розчину, утворення осаду певного кольору або виділення газу (який може мати або не мати забарвлення чи запах).

2. Гліцерол можна виявити за реакцією з купрум (ІІ) гідроксидом. Ознакою є утворення розчину синього кольору. Глюкозу можна виявити також за реакцією з купрум (ІІ) гідроксидом. Ознакою присутності глюкози є утворення розчину синього кольору, в якуму за нагрівання випадають осади спочатку жовтого, а потім моркв’яно-червоного кольору.

Крохмаль можна виявити за появою синього забарвлення у присутності розчину йоду.

3. В молекулах гліцеролу й глюкози є наявність кількох гідроксильних груп -ОН: трьох в гліцеролі та п’яти в глюкозі.

4. За результатами досліджень харчові продукти, обрані для вивчення, є якісними.