Материал: Руководство к выполнению лабораторных работ по химии для студентов заочного обучения всех специальностей. Сергуткина О.Р., Кукина О.Б

УДК 54.00 ББК 24.00

Составители О. Р. Сергуткина, О. Б. Кукина, О. Б. Рудаков

Руководство к выполнению лабораторных работ по химии для студентов заочного обучения всех специальностей [Текст]: метод. указания /

Воронеж. гос. арх. — строит. ун-т; сост: О. Р. Сергуткина, О. Б. Кукина, О. Б. Рудаков − 2-е изд., доп. − Воронеж, 2010. − 35 с.

Составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом по дисциплине «Химия» для подготовки бакалавров и предназначено как для аудиторных занятий во время экзаменационной сессии студентов первого курса заочного обучения всех специальностей, так и для самостоятельной работы в межсессионный период.

Все работы снабжены кратким теоретическим введением, подробным описанием порядка выполнения и оценки эксперимента и контрольными упражнениями.

Ил. 3. Табл. 14. Библиогр.: 3 назв.

УДК 54.00 ББК 24.00

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент: заведующий кафедрой общей и неорганической химии ВГУ, профессор, доктор химических наук Е. Г. Гончаров

2

ВВЕДЕНИЕ

Химия как наука во многом основана на экспериментальных исследованиях, а поэтому одним из условий ее успешного усвоения является выполнение лабораторных работ. Особенности обучения по заочной форме заключаются в том, что большую часть материала студенты должны освоить самостоятельно и во время экзаменационной сессии под руководством преподавателя привести свои знания в систему. Выполнение лабораторных работ подтверждает практическую значимость основных теоретических положений химии.

При составлении «Руководства к лабораторным работам» авторы опирались на многолетний опыт кафедры химии ВГАСУ по совершенствованию как тематики, так и содержания лабораторных работ для студентов заочной формы обучения. Перечень лабораторных работ соответствует рабочей программе, составленной в соответствии с государственным образовательным стандартом.

«Руководство к лабораторным работам» составлено таким образом, что оно будет полезно студентам при самостоятельном изучении химии и выполнении ими контрольных работ. Проанализировав теоретическое введение к работам и описание выполнения опытов, студент сможет найти ответы на вопросы, поставленные в контрольных заданиях.

Контрольные упражнения могут быть использованы для проверки усвоения материала всей группой, отдельными студентами, а также для самоконтроля студентами в межсессионный период.

При подготовке настоящего издания методические указания к выполнению работ дополнены примерами с выполненным решением, расширены теоретические введения, изменена структура работы 4.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ И ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Лабораторные работы выполняются за рабочим столом, на котором следует соблюдать чистоту и порядок. На рабочих местах студентов до начала занятий выставляются все необходимые реактивы, оборудование, химическая посуда. Склянки с реактивами общего пользования находятся в определенном месте и не переносятся на рабочий стол.

Для оформления опытов используется рабочая тетрадь. При выполнении каждой лабораторной работы записывается тема, цель занятия и изучается пункт «Подготов-

ка к работе». Химические опыты выполняются в соответствии с рабочим заданием после внимательного ознакомления с ним.

Во время проведения опыта на рабочем столе не должно быть ничего лишнего. Следует пользоваться чистыми реактивами и посудой. Если реактив взят в избытке, категорически запрещается выливать его обратно в склянку. Всё пролитое или рассыпанное на столе или на полу следует тотчас же убрать и нейтрализовать.

Все опыты с вредными и летучими веществами должны проводиться в вытяжном шкафу. При нагревании жидкости пробирку в держателе следует располагать отверстием от себя и людей, находящихся рядом. Наливая раствор, необходимо держать пробирку и склянку на некотором отдалении от себя, над поверхностью стола во избежание попадания жидкости на одежду.

По окончании выполнения эксперимента моется химическая посуда и рабочее место приводится в порядок.

Формулируются и записываются в тетради выводы, выполняются контрольные упражнения. Тетрадь предъявляется для проверки преподавателю.

3

Работа 1. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Цель работы

1.Усвоить классификацию неорганических соединений.

2.Познакомиться с методами получения и химическими свойствами оксидов и гидроксидов.

3.Научиться составлять уравнения реакций получения солей.

Теоретические сведения

Оксиды – сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых – кислород. Общая формула оксидов: ЭХОУ, где х – число атомов элемента, у – число атомов кислорода.

Оксиды бывают несолеобразующие (SiO, CO, N2O, NO) и солеобразующие. Последние в свою очередь делятся на оснóвные, кислотные и амфотерные. Химический характер оксидов, образуемых различными элементами, можно определить в соответствии с табл. 1.

Таблица 1

Зависимость свойств оксидов от химической природы элементов и степени окисления металла или неметалла

К гидроксидам относятся основания (основные гидроксиды), кислоты (кислотные гидроксиды) и амфотерные гидроксиды.

Основания – сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов металлов и одной или нескольких гидроксильных групп OН . Например:

NaOH, Ca (OH)2, Fe (OH)2.

Кислоты – сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода и кислотного остатка. Например: НCl, H2SO4, H2CO3.

Соли – сложные вещества, состоящие из кислотного и основного ос-

татков. Например: NaCl, CaSO4, FeCO3. Кислотный остаток – группа атомов, которая получается, если от кислоты мысленно отнять один или несколько атомов водорода. Оснóвный остаток – часть молекулы основания, которая остаётся при мысленном отрыве от неё одной или нескольких гидроксильных групп.

4

Рабочее задание

Опыт 1. Свойства оснóвных оксидов

Характерные реакции

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием щелочей (растворимых в воде оснований). Остальные оксиды металлов (І, ІІ) в воде не растворяются.

Основные оксиды взаимодействуют с кислотами, с кислотными и амфотерными оксидами, а также с амфотерными гидроксидами. В результате таких реакций образуются соли.

Установим окраску универсального индикатора в различных средах. В три пробирки налейте по 3–4 мл воды (нейтральная среда) и добавьте по капле универсального индикатора, а затем в одну пробирку добавьте каплю кислоты, а в другую – каплю щелочи. В рабочей тетради начертите табл. 2 и запишите в неё наблюдаемую окраску.

В две пробирки налейте 1–2 мл воды и добавьте 2–3 капли универсального индикатора. В одну пробирку на кончике шпателя внесите оксид кальция CaO, а в другую – оксид меди (II) CuO. Пробирки встряхните и отметьте изменение окраски индикатора только в одной из пробирок. (Появление синей окраски свидетельствует об образовании в растворе щёлочи). Напишите уравнение реакции взаимодействия оксида кальция с водой и назовите полученное соединение.

Оксид меди с водой не взаимодействует, поэтому испытаем его отношение к кислоте и щёлочи. В две пробирки внесите на кончике шпателя небольшое количество оксида меди CuO. Прилейте в первую пробирку 1–2 мл серной кислоты H2SO4, во вторую столько же щёлочи NaOH и нагрейте содержимое пробирок. Наблюдайте появление голубой окраски в первой пробирке вследствие образования соли меди. Почему CuO не взаимодействует со щёлочью?

Напишите уравнение реакции взаимодействия оксида меди с серной кислотой, назовите полученную соль.

Объясните на основании выполненных опытов, почему оксиды CaO и CuO являются оснóвными.

Опыт 2. Свойства кислотных оксидов

Характерные реакции

Газообразные кислотные оксиды взаимодействуют с водой с образованием кислот. Кислотные оксиды взаимодействуют со щелочами, с основными и

5