Bu ders hem fiziksel hem de kimyasal süreçleri temsil eden çeşitli deneylerin yapıldığı uygulamalı bir derstir. Gerçekleştirilen kimyasal reaksiyonlara, reaksiyonların başlaması ve ortaya çıkması için koşulların yanı sıra bunların özelliklerini gösteren özellikler verilmiştir.
Konu: İlk kimyasal fikirler
Ders: Pratik ders 3. Kimyasal reaksiyonlar
DENEYİM 1.
Metal bir plaka üzerine bir parça parafin yerleştirin ve ısıtın. Sonuç olarak, parafinin toplanma durumunda bir değişiklik gözlemliyoruz (geçiş sıvı hal). Erimiş parafinin renksiz hale gelmesine (renk değiştirmesine) rağmen, bu fenomen fiziksel olarak kabul edilir çünkü maddenin bileşimi aynı kaldı, yalnızca toplanma durumu değişti.
Pirinç. 1. Parafinin erimesi
DENEYİM 2.
Bir mum yakalım ve biraz yanmasına izin verelim. Mum yandıkça fitil ve parafin yanar ve parafinin bir kısmı yanma işlemi sırasında oluşan ısıdan ısınarak erir. Fitil ve parafinin yanması kimyasal bir süreçtir, çünkü... Başlangıç maddeleri yeni reaksiyon ürünlerine dönüştürülür. Bu ürünler gaz halindedir, çünkü mumun boyutu azalır. Yanmaya ısı ve ışık salınımı eşlik eder.
Yukarıda bahsedildiği gibi eriyen parafin şunları ifade eder: fiziksel olaylar. Bir mum yakma sürecini karakterize edelim. Reaksiyonun başlaması için koşullar tutuşma ve fitilin hava ile temasıdır. Reaksiyon koşulu – akış temiz hava(eğer durdurursanız mum sönecektir). Bir reaksiyonun belirtileri ısı ve ışığın açığa çıkmasıdır.
2. “Kimya ve Yaşam” () dergisinin elektronik versiyonu.
Ev ödevi
İle .14-15 №№ 9, 10 itibaren Çalışma kitabı kimyada: 8. sınıf: P.A. ders kitabına. Orzhekovsky ve diğerleri. “Kimya. 8. sınıf” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovski; altında. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
Kimyada Birleşik Devlet Sınavında C2 görevinin koşulu, deneysel eylemlerin sırasını açıklayan bir metindir. Bu metnin reaksiyon denklemlerine dönüştürülmesi gerekiyor.
Böyle bir görevin zorluğu, okul çocuklarının deneysel, kağıt dışı kimya hakkında çok az fikrinin olmasıdır. Herkes kullanılan terimleri ve ilgili süreçleri anlamayabilir. Hadi anlamaya çalışalım.
Çoğu zaman, bir kimyager için tamamen açık görünen kavramlar, başvuru sahipleri tarafından yanlış algılanmaktadır. Burada kısa sözlük bu tür kavramlar.
Doymamış bir çözelti, bir maddenin konsantrasyonunun mümkün olan maksimum olmadığı bir çözeltidir; böyle bir çözeltide, bu maddenin bir miktar daha fazlasını doygun hale gelinceye kadar çözebilirsiniz;
Seyreltilmiş Ve "çok" seyreltilmişçözüm çok koşullu bir kavramdır, nicelikten çok nitelikseldir. Maddenin konsantrasyonunun düşük olduğu varsayılmaktadır.
Asitler ve alkaliler için bu terim aynı zamanda kullanılır. "konsantre"çözüm. Bu aynı zamanda koşullu bir özelliktir. Örneğin konsantre hidroklorik asitin yalnızca %40'ı konsantredir. Konsantre sülfürik asit ise susuz, %100 bir asittir.
Bu tür sorunları çözmek için çoğu metalin, metal olmayanın ve bunların bileşiklerinin özelliklerini açıkça bilmeniz gerekir: oksitler, hidroksitler, tuzlar. Nitrik ve sülfürik asitlerin, potasyum permanganatın ve dikromatın, redoks özelliklerinin özelliklerini tekrarlamak gerekir. çeşitli bağlantılar, çözeltilerin ve eriyiklerin elektrolizi çeşitli maddeler, farklı sınıflardaki bileşiklerin ayrışma reaksiyonları, amfoterisite, tuzların ve diğer bileşiklerin hidrolizi, iki tuzun karşılıklı hidrolizi.
Ek olarak, incelenen maddelerin çoğunun (metaller, metal olmayanlar, oksitler, tuzlar) rengi ve toplanma durumu hakkında bir fikre sahip olmak gerekir.
Bu tür ödevleri genel ve inorganik kimya çalışmalarının en sonunda analiz etmemizin nedeni budur.
Bu tür görevlerin birkaç örneğine bakalım.
Örnek 1: Lityumun nitrojenle reaksiyonunun ürünü su ile işlendi. Ortaya çıkan gaz, kimyasal reaksiyonlar durana kadar bir sülfürik asit çözeltisinden geçirildi. Nihai çözelti, baryum klorür ile işlendi. Çözelti süzüldü ve süzüntü, sodyum nitrit çözeltisiyle karıştırıldı ve ısıtıldı.
Çözüm:
Örnek 2:Tartılmış alüminyum seyreltik olarak çözüldü Nitrik asit ve gaz halindeki basit bir madde açığa çıktı. Ortaya çıkan çözeltiye, gaz oluşumu tamamen durana kadar sodyum karbonat ilave edildi. Bırakıldım çökelti filtrelendi Ve kalsine edilmiş, filtrele buharlaştırılmış, elde edilen katı geri kalanı eritildi amonyum klorür ile. Açığa çıkan gaz amonyakla karıştırıldı ve elde edilen karışım ısıtıldı.
Çözüm:
Örnek 3: Alüminyum oksit, sodyum karbonatla kaynaştırıldı ve elde edilen katı, su içinde çözüldü. Reaksiyon tamamen duruncaya kadar elde edilen çözeltiden kükürt dioksit geçirildi. Oluşan çökelti süzüldü ve süzülmüş çözeltiye bromlu su ilave edildi. Nihai çözelti, sodyum hidroksit ile nötrleştirildi.
Çözüm:
Örnek 4:Çinko sülfür bir çözelti ile işlendi hidroklorik asit, elde edilen gaz fazla miktarda sodyum hidroksit çözeltisinden geçirildi, ardından bir demir (II) klorür çözeltisi ilave edildi. Ortaya çıkan çökelti ateşlendi. Ortaya çıkan gaz oksijenle karıştırıldı ve katalizörün üzerinden geçirildi.
Çözüm:
Örnek 5: Silikon oksit, büyük miktarda magnezyum ile kalsine edildi. Ortaya çıkan madde karışımı su ile işlendi. Bu, oksijende yanan bir gazı serbest bıraktı. Yanma katı ürünü içinde çözüldü konsantre çözelti sezyum hidroksit. Nihai çözeltiye hidroklorik asit ilave edildi.
Çözüm:
Koyu kırmızı sıcaklığın başlangıcı.................................. | ~525°С |
Koyu kırmızı ısı.................................................. ....... ...... | -7000C |
Açık kırmızı ısı.................................................. ... ..... | -900 - 10000C |
Açık turuncu parıltı.................................................. ........ | ~1200°C |
Beyaz ısı.................................................. ................... | -13000C |
Göz kamaştırıcı beyaz sıcaklık.................................................. ........ | -1400 - 15000C |
Kalsinasyon için tasarlanan pota, pota maşası ile kenarından alınarak kül fırınına yerleştirilir. 25-30 dakika kalsinasyondan sonra fırından çıkarılır, asbest levha üzerinde (veya granit karo üzerinde) soğumaya bırakılır ve kurutucuya aktarılır. İkincisi hemen bir kapakla kapatılmaz, ancak 1-2 dakika sonra kapatılır; aksi takdirde soğutma sırasında desikatörde vakum oluşturulacak ve kapağın açılması zorlaşacaktır. Daha sonra desikatör tartım odasına alınır ve krozenin terazi sıcaklığına ulaşması için 15-20 dakika bekletilir.
Kroze analitik terazide tartıldıktan sonra tekrar 15-20 dakika ısıtılır, desikatörde soğutulur ve tartım tekrarlanır. Son tartımın sonucu öncekinden ±0,0002 g'dan fazla farklılık göstermiyorsa, krozenin sabit bir kütleye getirildiği, yani tortunun kalsinasyonu için hazırlandığı kabul edilir. Aksi takdirde kroze ısıtılır, soğutulur ve tekrar tartılır. Tüm tartımların sonuçları laboratuvar günlüğüne kaydedilmelidir.
Tortunun kalsinasyonu. Kurutulmuş tortunun bile içerebileceği kristalleşme veya yapısal su, kalsinasyon yoluyla tamamen uzaklaştırılmalıdır. Ek olarak, kalsinasyon sırasında maddenin kimyasal ayrışması sıklıkla meydana gelir. Örneğin, Ca2+ iyonlarının amonyum oksalat ile çökeltilmesiyle elde edilen kalsiyum oksalat CaC2O4.H2O, kurutulduğunda kristalizasyon suyunu kaybeder:
CaC2O4. H2O → CaC2O4 + H2O
Hafifçe ısıtıldığında karbon monoksit açığa çıkarır ve kalsiyum karbonata dönüşür:
CaC2O4 → CO2 + CaCO3
Son olarak, güçlü bir şekilde ısıtıldığında kalsiyum karbonat, karbondioksit ve kalsiyum oksit oluşturmak üzere ayrışır:
CaCO3 → CaO + CO2
Kalsiyum oksit kütlesine dayanarak tespitin sonucu hesaplanır. Tortuların kalsinasyon sıcaklığı ve süresi değişebilir.
Kalsinasyon tekniğinde iki durum ayırt edilir.
1. Filtreyi ayırmadan tortunun kalsinasyonu. Bu yöntem, kalsine çökelti kömürleşmiş filtrenin karbonu ile etkileşime girmediğinde kullanılır. Böylece filtreyi çıkarmadan Al2O3, CaO ve diğer bazı oksitlerin çökeltileri kalsine edilir.
Sabit bir kütleye getirilen porselen pota, parlak (tercihen siyah) kağıt üzerine yerleştirilir. Tortu içeren kurutulmuş filtreyi huniden dikkatlice çıkarın ve potanın üzerinde tutarak yuvarlayın. Bundan sonra dikkatlice potaya yerleştirin. Dikkatli bir inceleme sonrasında huni üzerinde tortu izleri bulunursa, aynı potaya yerleştirilen külsüz bir filtre parçasıyla iç yüzeyini dikkatlice silin. Son olarak filtreyi yuvarlarken kağıdın üzerine dökülen tortu taneleri de silkelenerek krozeye alınır. Daha sonra potayı elektrikli sobanın üzerine yerleştirin ve filtreyi dikkatlice külleyin (yakın). Bazen bunun yerine pota, bir tripod halkası üzerindeki porselen üçgenin içine yerleştirilir ve küçük bir ocak alevinde ısıtılır. Yanma en küçük tortu parçacıklarının kaybına yol açtığından, filtrenin alev almadan yavaş yavaş kömürleşmesi ve çürümesi arzu edilir. Alev alırsa, hiçbir durumda alevi söndürmezler, yalnızca ısıtmayı bırakıp yanmanın durmasını beklerler.
Filtrenin küllenmesi tamamlandıktan sonra krozeyi kül fırınına aktarın ve 25-30 dakika kalsine edin. Pota bir desikatörde soğutulur, tartılır ve kütlesi bir laboratuvar defterine kaydedilir. Tortu ile potanın sabit bir kütlesi elde edilene kadar kalsinasyonu (15-20 dakika), soğutmayı ve tartmayı tekrarlayın.
2. Tortunun filtre ayrımıyla kalsinasyonu. Bu yöntem, filtreyi kömürleştirirken tortunun karbonla kimyasal olarak etkileşime girebildiği (geri kazanıldığı) durumlarda kullanılır. Örneğin, gümüş klorür AgCl çökeltisi karbonla serbest gümüşe indirgenir; Filtreyle birlikte kalsine edemezsiniz.
İyi kurutulmuş tortu, filtreden olabildiğince tamamen parlak kağıt üzerine dökülür ve kaybı önlemek için bir kap (veya ters çevrilmiş huni) ile kapatılır. Üzerinde kalan tortu parçacıklarının bulunduğu filtre bir krozeye konulur (sabit bir kütleye getirilir), yakılır ve kalsine edilir. Daha önce ayrılan çökelti aynı krozede kalsine edilmiş kalıntıya eklenir. Bundan sonra, her zamanki gibi, potanın içeriği sabit ağırlığa kadar kalsine edilir.
Çökelti bir cam pota kullanılarak filtrelenirse, kalsinasyon yerine sabit bir kütleye kadar kurutma kullanılır. Elbette filtre potasının öncelikle aynı sıcaklıkta sabit bir kütleye getirilmesi gerekir.
Analiz sırasında onarılamaz bir hata yapılırsa (örneğin, çökeltinin bir kısmı kaybolur, çözeltinin bir kısmı çökelti ile dökülür vb.), o zaman kasıtlı olarak yanlış bir sonuç elde etmek için zaman kaybetmeden tespite yeniden başlanmalıdır.
Tartım
Tartım, analitik terazilerde 10-6 g hassasiyetle (VLR 200) yapılır.
Filtrelenen ve yıkanan çökelti hala nem içermektedir; genellikle kurutulur ve kalsine edilir. Bu işlemler, kesin olarak tanımlanmış bir kimyasal bileşime sahip bir maddenin elde edilmesini mümkün kılar.
Tortunun kurutulması.Çökelti filtreyle birlikte kurutulur. Huniyi bir parça nemli filtre kağıdıyla çökeltiyle örtün. Kenarları huninin dış yüzeyine sıkıca bastırılır ve fazla kağıt çıkarılır. Sonuç, huniye sıkıca oturan ve tortuyu tozdan koruyan bir kağıt kapaktır.
Bundan sonra çökeltili huni, yuvarlak delikli rafları olan bir kurutma dolabına 20-30 dakika süreyle yerleştirilmelidir. Bunlardan birine bir huni yerleştirilir. Kabindeki sıcaklık 90-105 ° C'den yüksek tutulmaz - daha güçlü ısıtmayla filtre kömürleşir ve parçalanır.
Çökeltiler çeşitli boyutlardaki porselen krozelerde kalsine edilir. Kalsinasyona başlamadan önce boş potanın kütlesini bilmeniz gerekir. Bunu yapmak için, pota ilk önce sabit bir kütleye, yani kütlesinin değişmesi durana kadar kalsine edilir. Potalar bir elektrikli kül fırınında, bir pota fırınında veya bir gaz yakıcısında kalsine edilir, ancak her zaman çökeltinin kalsine edilmesi gereken aynı sıcaklık koşulları altında. Kalsinasyon sıcaklığı yaklaşık olarak mufla (pota) fırınının sıcaklığının rengine göre değerlendirilir:
Kalsinasyon için tasarlanan pota, pota maşası ile kenarından alınarak kül fırınına yerleştirilir. 25-30 dakika kalsinasyondan sonra fırından çıkarılır, asbest levha üzerinde (veya granit karo üzerinde) soğumaya bırakılır ve kurutucuya aktarılır. İkincisi hemen bir kapakla kapatılmaz, ancak 1-2 dakika sonra kapatılır; aksi takdirde soğutma sırasında desikatörde vakum oluşturulacak ve kapağın açılması zorlaşacaktır. Daha sonra desikatör tartım odasına alınır ve krozenin terazi sıcaklığına ulaşması için 15-20 dakika bekletilir.
Kroze analitik terazide tartıldıktan sonra tekrar 15-20 dakika ısıtılır, desikatörde soğutulur ve tartım tekrarlanır. Son tartımın sonucu öncekinden ±0,0002 g'dan fazla farklılık göstermiyorsa, krozenin sabit bir kütleye getirildiği, yani tortunun kalsinasyonu için hazırlandığı kabul edilir. Aksi takdirde kroze ısıtılır, soğutulur ve tekrar tartılır. Tüm tartımların sonuçları laboratuvar günlüğüne kaydedilmelidir.
Tortunun kalsinasyonu.Kurumuş tortunun bile içerebileceği kristalleşme veya yapısal su, kalsinasyon yoluyla tamamen uzaklaştırılmalıdır. Ek olarak, kalsinasyon sırasında maddenin kimyasal ayrışması sıklıkla meydana gelir. Örneğin, Ca2+ iyonlarının amonyum oksalat ile çökeltilmesiyle elde edilen kalsiyum oksalat CaC204H20, kurutulduğunda kristalizasyon suyunu kaybeder:
CaC 2 O 4 H 2 O → CaC 2 O 4 + H 2 O
Hafifçe ısıtıldığında karbon monoksit açığa çıkarır ve kalsiyum karbonata dönüşür:
CaC204 → C02 + CaCO3
Son olarak, güçlü bir şekilde ısıtıldığında kalsiyum karbonat, karbondioksit ve kalsiyum oksit oluşturmak üzere ayrışır:
CaCO3 → CaO + CO2
Kalsiyum oksit kütlesine dayanarak tespitin sonucu hesaplanır. Tortuların kalsinasyon sıcaklığı ve süresi değişebilir.
Kalsinasyon tekniğinde iki durum ayırt edilir.
1. Filtreyi ayırmadan tortunun kalsinasyonu. Bu yöntem, kalsine çökelti kömürleşmiş filtrenin karbonu ile etkileşime girmediğinde kullanılır. Böylece, filtreyi çıkarmadan, Al203, CaO ve diğer bazı oksitlerin çökeltileri kalsine edilir.
Sabit bir kütleye getirilen porselen pota, parlak (tercihen siyah) kağıt üzerine yerleştirilir. Tortu içeren kurutulmuş filtreyi huniden dikkatlice çıkarın ve potanın üzerinde tutarak yuvarlayın. Bundan sonra dikkatlice potaya yerleştirin. Dikkatli bir inceleme sonrasında huni üzerinde tortu izleri bulunursa, aynı potaya yerleştirilen külsüz bir filtre parçasıyla iç yüzeyini dikkatlice silin. Son olarak filtreyi yuvarlarken kağıdın üzerine dökülen tortu taneleri de silkelenerek krozeye alınır. Daha sonra potayı elektrikli sobanın üzerine yerleştirin ve filtreyi dikkatlice külleyin (yakın). Bazen bunun yerine pota, bir tripod halkası üzerindeki porselen üçgenin içine yerleştirilir ve küçük bir ocak alevinde ısıtılır. Yanma en küçük tortu parçacıklarının kaybına yol açtığından, filtrenin alev almadan yavaş yavaş kömürleşmesi ve çürümesi arzu edilir. Alev alırsa, hiçbir durumda alevi söndürmezler, yalnızca ısıtmayı bırakıp yanmanın durmasını beklerler.
Filtrenin küllenmesi tamamlandıktan sonra krozeyi kül fırınına aktarın ve 25-30 dakika kalsine edin. Pota bir desikatörde soğutulur, tartılır ve kütlesi bir laboratuvar defterine kaydedilir. Tortu ile potanın sabit bir kütlesi elde edilene kadar kalsinasyonu (15-20 dakika), soğutmayı ve tartmayı tekrarlayın.
2. Tortunun filtre ayrımıyla kalsinasyonu. Bu yöntem, filtreyi kömürleştirirken tortunun karbonla kimyasal olarak etkileşime girebildiği (geri kazanıldığı) durumlarda kullanılır. Örneğin, gümüş klorür AgCl çökeltisi karbonla serbest gümüşe indirgenir; Filtreyle birlikte kalsine edemezsiniz.
İyi kurutulmuş tortu, filtreden olabildiğince tamamen parlak kağıt üzerine dökülür ve kaybı önlemek için bir kap (veya ters çevrilmiş huni) ile kapatılır. Üzerinde kalan çökelti parçacıklarının bulunduğu filtre bir krozeye konulur (sabit bir kütleye getirilir), yakılır ve kalsine edilir. Daha önce ayrılan çökelti aynı krozede kalsine edilmiş kalıntıya eklenir. Bundan sonra, her zamanki gibi, potanın içeriği sabit ağırlığa kadar kalsine edilir.
Çökelti bir cam pota kullanılarak filtrelenirse, kalsinasyon yerine sabit bir kütleye kadar kurutma kullanılır. Elbette filtre potasının öncelikle aynı sıcaklıkta sabit bir kütleye getirilmesi gerekir.
Analiz sırasında onarılamaz bir hata yapılırsa (örneğin, çökeltinin bir kısmı kaybolur, çözeltinin bir kısmı çökelti ile dökülür vb.), o zaman kasıtlı olarak yanlış bir sonuç elde etmek için zaman kaybetmeden tespite yeniden başlanmalıdır.