close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Texty lab i prak rab

код для вставкиСкачать
Практическая работа №1.
"Составление уравнений реакций в молекулярной и ионной формах. Расчетные задачи на вычисление массовой доли вещества в растворе".
Цель: отработка умений по составлению ионных уравнений реакций и решению расчетных задач на вычисление массовой доли вещества в растворе.
Теория
Согласно теории электролитической диссоциации при растворении в воде электролиты диссоциируют (распадаются) на положительные и отрицательные ионы. А если в растворе одновременно присутствуют несколько веществ - электролитов, то образуется несколько катионов и анионов и тогда между противоположно заряженными ионами возможно взаимодействие с образованием новых веществ.
Реакции между ионами называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций - ионными уравнениями.
В соответствии с правилом Бертолле реакции обмена протекают до конца только тогда, когда образуются твердое малорастворимое соединение (осадок), легколетучее вещество (газ) или малодиссоциирующее соединение (очень слабый электролит, в том числе и вода).
Реакцию обмена в растворе принято изображать 3 уравнениями:
- молекулярным уравнением
- полным ионным уравнением
- сокращенным ионным уравнением
При написании ионных уравнений следует обязательно руководствоваться таблицей растворимости кислот, оснований и солей в воде, т.е. обязательно проверять растворимость реагентов и продуктов, отмечая это в уравнениях.
В ионных уравнениях формулы веществ записывают в виде ионов или в виде молекул.
В виде ионов записывают формулы: сильных кислот; сильных оснований; растворимых в воде солей.
В виде молекул записывают формулы: воды; слабых кислот; слабых оснований; малорастворимых солей; амфотерных гидроксидов; оксидов; газообразных веществ.
В уравнениях реакций ставят знак , если среди продуктов реакции есть осадок - нерастворимые или малорастворимые вещества. Знакпоказывает газообразные или летучие соединения.
Реакции обмена в водных растворах электролитов могут быть:
1)практически необратимыми, т.е. протекать до конца;
2)обратимыми, т.е. протекать одновременно в двух противоположных
направлениях.
Рассмотрим примеры реакций ионного обмена, протекающих до конца. 1. Реакции с образованием малорастворимых веществ, выпадающих в осадок.
Составим молекулярное и ионные уравнения реакции между нитратом серебра (I) и хлоридом натрия:
AgN03 + NaCl = AgCl + NaN03
Ag+ + NO3- + Na+ + CI- = AgCl+ Na+ + N03
Ag+ + CI- = AgCl Эта реакция обмена необратима, потому что один из продуктов уходит из раствора в виде нерастворимого вещества (осадка).
2. Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующих веществ (слабых электролитов).
Составим молекулярное и ионные уравнения реакции нейтрализации между растворами гидроксида калия и азотной кислоты:
NaOH + HNO3 = NaNО3 + Н20
Na+ + ОН- + Н+ + NО3- = Na+ + NО3- + Н2О
ОН- + Н+ = Н2О
В результате реакции нейтрализации ионы водорода и гидроксид-ионы образуют малодиссоциирующие молекулы воды. Процесс нейтрализации идет до конца, т.е. эта реакция необратима.
3. Реакции, протекающие с образованием газообразных веществ.
Запомни! Угольная, сернистая кислоты и гидроксид аммония неустойчивые соединения и распадаются:
H2CO3  CO2  + H2O
H2SO3  SO2  + H2O
NH4OH  NH3  + Н2O
Составим молекулярное и ионные уравнения реакции между растворами гидроксида натрия и хлоридом аммония:
NaOH + NH4Cl = NaCl + NH3  + Н2O
Na+ + ОН- + NH4+ + Cl- = Na+ + Cl- + NH3 + H2O
NH4+ + OH- = NH3+ H2O
Эта реакция обмена необратима, потому что образуется газ аммиак и малодиссоциирующее вещество - вода.
Реакции обмена, если среди исходных веществ имеются слабые электролиты или малорастворимые вещества, являются обратимыми, т.е. до конца не протекают. Сu(ОН)2  + 2НС1  СuС12+ 2Н2О Сu(ОН)2  + 2Н+ + 2С1-  Cu2+ + 2Cl- + 2Н2О Сu(ОН)2  + 2Н+  Сu2+ + 2Н2О
Если исходными веществами реакций обмена являются сильные электролиты, которые при взаимодействии не образуют малорастворимых или малодиссоциирующих веществ, то такие реакции не протекают. При смешивании их растворов образуется смесь ионов, которые не соединяются друг с другом. Примером данной реакции может служить реакция между хлоридом натрия и нитратом кальция. Уравнения таких реакций обмена не записывают.
Таким образом, реакции ионного обмена идут в направлении связывания ионов.
@Задание. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций между веществами: сульфидом калия и соляной кислотой, гидроксидом меди (II) и азотной кислотой, нитратом свинца (II) и сульфатом калия, карбонатом магния и соляной кислотой, хлоридом железа (III) и нитратом серебра, гидроксидом бария и серной кислотой, гидроксидом натрия и нитратом аммония.
1) __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2) _____________________________________________________________________________________________________________________________________________
3) __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4) __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5) __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6) __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задача 1. (образец) В 100 г воды растворили 20 г соли. Рассчитайте массовую долю соли в %.
Дано:
mрастворителя = 100 г
mр.в. = 20 гРешение:
wр.в. = mр.в-ва / mраствора mраствора = mр.в-ва + mрастворителя = 100 + 20 = 120 г
wр.в.= 20 / 120 = 0,1667 = =16,67%
wр.в. - ? %Ответ: массовая доля соли 16,67%.
@Задание. Используя образец решения задачи 1., реши следующую задачу:
Задача 2. В 200 г спирта растворили 50 г йода. Рассчитайте массовую долю йода в %.
Задача 3. (образец) Сколько граммов воды и нитрата натрия нужно взять, чтобы приготовить 80г 5%-го раствора?
Дано:
mраствора = 80 г
wр.в. = 5% = 0,05Решение:
wр.в. = mр.в-ва / mраствора mр.в-ва = wр.в.× mраствора mрастворителя = mраствора - mр.в. mр.в-ва = 0,05 × 80 = 4 г
mрастворителя = 80 - 4 = 76 гm растворителя - ? г mр.в.- ? гОтвет: нужно взять 76 граммов воды и 4 г нитрата натрия.
@Задание. Используя образец решения задачи 3., реши следующую задачу:
Задача 4. Сколько граммов йода и спирта нужно взять для приготовления 30г 5%-го раствора йодной настойки?
Лабораторное занятие №1
"Реакции ионного обмена"
Цель: экспериментальное подтверждение знаний об условиях протекания реакций ионного обмена до конца, выработка умений по составлению ионных уравнений реакций.
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы:
штатив с пробирками, растворы сульфата меди (II), сульфата алюминия, гидроксида натрия, нитрата бария, сульфида натрия, карбоната натрия, серной кислоты, хлорида железа (III), фенолфталеина.
Реакции, идущие с образованием осадка Опыт №1
Налейте в пробирку 1-2 мл раствора сульфата меди (II) и добавьте немного раствора гидроксида натрия.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт №2.
Налейте в пробирку 1-2 мл раствора сульфата алюминия и добавьте немного раствора нитрата бария.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Реакции, идущие с выделением газа
Опыт №3
Налейте в пробирку 1-2 мл раствора сульфида натрия и добавьте столько же раствора серной кислоты.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт № 4
Налейте в пробирку 1-2мл раствора карбоната натрия и добавьте столько же раствора серной кислоты.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Реакции, идущие с образованием малодиссоциирующего
вещества. Опыт №5
Налейте в пробирку 1-2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте две-три капли фенолфталеина. Затем прилейте раствор серной кислоты.
Запишите наблюдения: Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Экспериментальные задания. Растворить образовавшийся в опыте № 1 осадок, и записать при этом происходящие реакции в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде:
Запишите наблюдения: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Контрольные вопросы
1. Какие реакции называются ионными?
2. В каких случаях реакции ионного обмена протекают до конца?
3. В каком направлении протекают реакции ионного обмена?
4. Объясните, почему в опытах №1 и №2 образовались осадки?
5. Объясните, почему в опытах №3 и №4 выделились газообразные вещества?
6. Какими еще кислотами можно было подействовать на растворы сульфита натрия и карбоната натрия (в опытах №3 и №4), чтобы получить аналогичные результаты?
7. Объясните, почему в опыте №5 произошло обесцвечивание? Как называется реакция между щелочью и сильной кислотой?
8. В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов являются необратимыми?
9.В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов являются обратимыми?
10.В каких случаях реакции ионного обмена в растворах электролитов не протекают?
12.Формулы каких веществ в ионных уравнениях записывают в виде ионов?
13.Формулы каких веществ в ионных уравнениях записывают в виде молекул?
Литература
Ерохин Ю.М. "Химия" Москва: Академа, 2005г. Гл 6, стр. 74 - 80.
Лабораторное занятие №2
"Испытание растворов солей индикаторами.
Гидролиз солей"
Цель: отработка практических навыков определения среды раствора соли, составления уравнений реакций гидролиза солей по первой стадии.
Теория Вода по отношению к веществам может быть растворителем, реагентом. В том случае, когда вода выступает средой реакции и реагентом, говорят о процессе гидролиза.
Гидролиз солей - реакция обменного взаимодействия соли с водой, в результате которой образуется слабый электролит.
При гидролизе, как правило, степени окисления элементов сохраняются, на основании чего и составляются уравнения гидролиза:
МAn + HOH = MOH + HАn
Соль основание кислота
Гидролизу не подвергаются:
1) соли, нерастворимые в воде;
2) растворимые соли, образованные сильной кислотой и сильным основанием. Сильные кислотыH2SO4 , HNO3, HClO3, HClO4, HCl, HBr, HI Сильные основаниящелочи(Например, NaCl, K2SО4, LiNО3, BaBr2, CaI2 и т. д.).
Гидролизу подвергаются:
1) растворимые соли, в состав которых входит хотя бы один слабый ион (Na2C03, CuS04, NH4F и т. д.). Слабые кислотыH2CO3, H2SO3 , H2SiO3 , H2S , HNO2 , HF, HCN, почти все органические кислотыСлабые основанияНерастворимые в воде основания, NH4OHЭто обратимый гидролиз.
2) Соли, напротив которых в таблице растворимости стоит прочерк, необратимо гидролизируются:
Al2S3+ 6Н2О  2Al(OH)3+ 3H2S
При составлении уравнений обратимого гидролиза по первой стадии следует придерживаться следующего алгоритма:
Образец №1. Соль образована слабой кислотой и сильным основанием
1. Записать уравнение диссоциации соли. Na2CО3  2Na+ + CО32-
слабый анион
2. Выбрать слабый ион: катион или анион.
3. Записать его взаимодействие с водой. CО32- + Н+ОН-  НСО3 - +ОН-
4. Определить среду раствора: ОН- - щелочная среда, Н+ - кислая среда, отсутствие Н+ и ОН- нейтральная.
Это случай гидролиза по аниону.
Образец №2. Соль образована сильной кислотой и слабым основанием 1. Записать уравнение диссоциации соли. FeCl3  Fe3+ +3Cl -
слабый катион
2. Выбрать слабый ион: катион или анион. 3. Записать его взаимодействие с водой. Fe3+ + Н+ОН-  Fe ОН2++Н+
4. Определить среду раствора кислая Это случай гидролиза по катиону.
Если соль образована слабой кислотой и слабым основанием (например, NH4NO2), то проходит гидролиз и по катиону и по аниону.
Гидролиз солей, образованных многоосновными кислотами и многокислотными основаниями идет ступенчато. Каждая последующая стадия идет в меньшей степени, чем предыдущая.
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы:
штатив с пробирками; универсальная индикаторная бумажка, растворы солей
сульфата натрия, нитрата меди (II), сульфида натрия.
Задание №1 Испытание растворов солей индикатором. Налейте в пробирку немного раствора каждой соли, а затем испытайте действие растворов этих солей на универсальной индикаторной бумажке. Занесите данные в таблицу, укажите среду раствора знаком "+".
Формула солиСреда раствораУкажите, каким основанием и кислотой (сильными или слабыми) образована соль.Нейтральная КислаяЩелочная Сделайте вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
Задание №2. Напишите уравнения реакций гидролиза соли, раствор которой имел кислую среду.
1 стадия:
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание №3. Напишите уравнения реакций гидролиза соли, раствор которой имел щелочную среду.
1 стадия:
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Контрольные вопросы
1. Что называется гидролизом соли?
2. В чем сущность гидролиза солей?
3. Какие соли подвергаются гидролизу?
4. Какие соли гидролизуются по аниону? Почему? Приведите примеры таких солей.
5. Какие соли гидролизуются по катиону? Почему? Приведите примеры таких солей.
6. Какие соли гидролизуются и по катиону и по аниону? Приведите примеры таких солей.
7. Для каких солей гидролиз протекает необратимо? Приведите примеры таких солей.
8. Какие соли не гидролизуются? Почему?
9. Какие соли гидролизуются ступенчато? Приведите примеры таких солей.
Литература Ерохин Ю.М. "Химия" Москва: Академа, 2003г. Гл 6, стр. 82 - 85.
Практическое занятие №2
"Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса".
Цель: систематизация и углубление знания об окислительно-восстановительных реакциях, отработка практического навыка в составлении уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса.
Теория.
Окислительно-восстановительными называются реакции, в ходе которых хотя бы один элемент изменил свою степень окисления.
ПРАВИЛА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНЕЙ ОКИСЛЕНИЯ
(с примерами)
1.У свободных атомов и у простых веществ с. о. равна 0.
Н2, Ва, N2, S, Al, Сu, F2.
2.Металлы во всех соединениях имеют положительную с. о.
(ее максимальное значение равно номеру группы - для элементов главных подгрупп):
а) у металлов главной подгруппы I группы +1;
б)у металлов главной подгруппы II группы +2;
в) у алюминия +3.
K2+О, Ca+2CО3, Al+3Cl3, Li3+N, Ba+2SO4, Mg+2(NO3)2.
3.В соединениях кислород имеет с. о. -2 (исключения: OF2 - +2, и пероксиды: Н2O2, К2O2 - -1).
Н2СO3-2, К2О-2 4.В соединениях с неметаллами у водорода с. о. +1,
а с металлами-1:
H+Cl, КН -1, NH3+.
5. В соединениях сумма с. о. всех атомов равна 0.
Образец. Н2+С х O3-2
+1 2 +х + (-2) 3=0
х=+4 (С+4)
Теория окислительно-восстановительных реакций
Атомы, молекулы и ионы, отдающие электроны; называются восстановителями. Во время реакции они окисляются. Например: Al - Зе- →Аl 0; Н20 - 2е → 2Н+; 2Сl- - 2е-  С12°
При окислении степень окисления повышается.
Из простых веществ важнейшими восстановителями являются металлы, водород, уголь и др., среди сложных - восстановительными свойствами будут обладать те, в которых имеются атомы элементов с низшей степенью окисления:
HI-, HCl-, N-3H3,,H2S -2 и др.
Чем ниже степень окисления элемента, чем меньше его электроотрицательность, тем сильнее восстановительные свойства.
Атомы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются окислителями. В ходе реакции они восстанавливаются. Например:
S0 + 2ё → S -2; С12 + 2ё → 2Сl-; Fe +3 + ё → Fe+2
При восстановлении степень окисления понижается.
Из простых веществ важнейшими окислителями являются галогены и кислород, среди сложных веществ окислительными свойствами будут обладать те, в состав которых входят атомы с высшей степенью окисления:
КМп+7О4; К2Сr2 +6O7; Си+2О; Fe+3Cl3 и др.
Чем выше степень окисления элемента и больше его электроотрицательность, тем сильнее окислительные свойства.
Метод электронного баланса.
При расстановки коэффициентов методом электронного баланса придерживаются следующего алгоритма:
1. Расставить степени окисления всех элементов.
2. Выбрать элементы, изменившие степень окисления.
3. Выписать эти элементы и показать схематично переход электронов (составить электронный баланс).
4. Число перешедших электронов снести крест накрест и, если нужно, сократить. Эти числа будут коэффициентами в уравнении.
5. Расставить коэффициенты из электронного баланса.
6. Сравнением числа атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения реакции определить и проставить недостающие коэффициенты.
Примечание: Индекс в молекулах простых веществ переносится в электронный баланс, индексы из формул сложных веществ в баланс не переносятся.
Пример:
2KMn+7О4 + 16HCl- 2Mn+2Cl2+2KCl+5Cl20+ 8H2O
Мn+7 +5ё  Мn+22 - окислитель
2Сl- - 2ё  Сl205 - восстановитель
Коэффициенты, взятые из электронного баланса, подчеркнуты одной чертой.
@Задание. Расставьте коэффициенты в схемах реакций методом электронного баланса. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.
a) Na + Н2  NaH б) Са + N2  Ca3N2
_----------------------------------------------------- --------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------_____________________
в) А1+ O2  А12O3 г) Р + O2  Р2O5
------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------ ---------------------------------------------------------------------- д) NH3+ O2  NO+ Н2O ----------------------------------------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------------------------------------- е) Al+H2SO4=Al2(SO4)3+H2
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ж) СO2+ Mg MgO+ С
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------з) HNO3+ P H3PO4 + NO2 + Н2O
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------к)Al+ HNO3=Al(NO3)3+ NO+ H2O
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
л) Сu+ Н2SO4(конц) CuSO4+ SO2+ H2O
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Контрольные вопросы
1.Какие реакции называются окислительно-восстановительными?
2.Какова с.о. простых веществ?
3.У каких элементов с.о. постоянная?
4.Кто такие восстановители? Какой процесс с ними при этом происходит? Приведите примеры.
5.Кто такие окислители? Какой процесс с ними при этом происходит? Приведите примеры.
6.На конкретном примере покажите алгоритм проставления коэффициентов методом электронного баланса.
Лабораторное занятие №3
"Свойства алюминия и его соединений"
Цель: закрепление знаний о свойствах алюминия и его соединений; проведение опытов, подтверждающих химические свойства алюминия по отношению к различным кислотам, получение гидроксида алюминия косвенным способом, экспериментальное подтверждение амфотерных свойств гидроксида алюминия. Теория:
Алюминий - металл. На внешнем электронном слое у атома алюминия расположены три электрона в состоянии ...3s23p1. В реакциях алюминий отдает электроны и превращается в положительно заряженный ион А13+. Алюминий, образует оксид и гидроксид с амфотерными свойствами. Алюминий самый распространенный металл в природе. Общее содержание его в земной коре составляет 8,8%. В свободном состоянии алюминия в природе нет. Важнейшие природные соединения: алюмосиликаты, боксиды, корунд, криолит.
Алюминий является восстановителем и реагирует со многими простыми и сложными веществами.
Алюминий - металл III группы главной подгруппы, имеет 3 электрона на внешнем уровне. Поэтому, проявляет более слабые металлические свойства, чем металлы I и II групп, которым соответственно легче отдавать 1 и 2 электрона с внешнего уровня, чем алюминию - 3.
Химические свойства алюминия
1. Алюминий легко соединяется с кислородом при комнатной температуре, при этом на поверхности алюминия образуется оксидная пленка (А12O3). Эта пленка очень тонкая, но прочная. Она защищает алюминий от дальнейшего окисления.
2. При взаимодействии с галогенами образует галогениды - А1С13, А1Вr3.
3. При взаимодействии с серой образует сульфид алюминия - A12S3.
4. С азотом реагирует при высокой температуре с образованием нитрида - A1N.
5. При очень высокой температуре алюминий взаимодействует с углеродом и образует карбид алюминия - А14С3.
6. Если с поверхности алюминия удалить оксидную пленку, то он активно взаимодействует с водой. При этом образуется гидроксид алюминия и выделяется газ - водород.
7. С разбавленными серной и соляной кислотами реагирует с образованием соли и выделением газа - водорода.
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2
8. С концентрированной серной кислотой при нагревании образует соль, сероводород и воду. На холоде алюминий не взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируется ею.
С концентрированной азотной кислотой алюминий не реагирует. Она пассивирует алюминий. Поэтому концентрированную азотную кислоту хранят в алюминиевых емкостях. 10.С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием
соли, воды и оксида азота (II).
Al+4HNO3=Al(NO3)3+ NO+2H2O
11.Алюминий, как и другие металлы, образующие амфотерные оксиды и
гидроксиды, взаимодействует с растворами щелочей. Как уже было отмечено,
алюминий покрыт защитной пленкой оксида А12Оз. При погружении алюминия в раствор щелочи эта пленка растворяется. Освобожденный от защитной пленки алюминий, будучи активным металлом, взаимодействует с водой подобно щелочным и щелочно-земельным металлам с выделением водорода.
Химические свойства гидроксида алюминия
Так как гидроксид алюминия - нерастворимое основание, то его получают косвенным путем: AlCl3 +3NaOH = Al(OH)3 +3NaCl. Гидроксид алюминия - амфотерное основание, поэтому
1.Взаимодействует с кислотами, проявляя слабые свойства оснований. При этом образуется соль и вода. Al(OH)3 +3HNO3=Al(NO3)3+3H2O
2. Реагирует со щелочами, проявляя слабые свойства кислоты. Al(OH)3 +NaOH= Na[Al(OH)4]
Физические свойства и применение алюминия.
Мировое производство алюминия постоянно увеличивается. Алюминий почти втрое легче стали и устойчив к коррозии, поэтому выгоднее стали в тех областях применения, где требуются эти свойства, напимер в самолето- и кораблестроении. Плюс высочайшая пластичность - машиностроение, фольга в различных отраслях. Фольга и посуда изготовленная из алюминия также до сиг пор незаменимы в пищевой промышленности, т.к. поверхность алюмия покрыта прочной оксидной пленкой - нетоксичен, а еще и телопроводен. Высокая электропроводность дала еще возможность использовать алюминий в проводах элетролиний. А как красив фейерверк, полученны на основе гоения алюминия ослепительным пламенем!
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, спиртовка, алюминиевые стружки, лучинка; растворы серной, соляной и азотной кислоту, растворы сульфата или хлорида алюминия, азотная кислота (плотность 1,4 г/см3), 30 %-ный раствор гидроксида натрия.
Опыт №1. Отношение алюминия к действию разбавленных кислот и концентрированной азотной.
В три пробирки поместите по 5-6 капель растворов кислот: соляной, серной, азотной. В четвертую пробирку поместите 5-6 капель азотной кислоты (плотностью 1,4 г/см3). Опустите в каждую пробирку по 1-2 стружки алюминия. В пробирках, где наблюдается энергичное выделение газа, попробуйте поджечь его горящей лучинкой.
Запишите наблюдения:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Напишите уравнения реакций происходящих между алюминием, соляной, серной и азотной кислотами. Расставьте коэффициенты методом электронного баланса:
1)______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод (для формулирования вывода ответь на вопрос: "Как ведет себя алюминий по отношению к разбавленным серной, соляной, азотной и концентрированной азотной кислотам?") : ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №2 Получение гидроксида алюминия.
Поместите в пробирку 1мл сульфата алюминия и прибавьте несколько капель щёлочи - гидроксида натрия или гидроксида калия.
Запишите наблюдения:
Напишите в молекулярной ионной и сокращенной ионной формах уравнения реакции:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №3. Испытание амфотерных свойств гидроксида алюминия.
Полученный в опыте №2 раствор вместе с осадком разделите по двум пробиркам. В одну пробирку прилейте несколько капель щелочи до растворения осадка. А в другую прилейте несколько капель соляной кислоты до растворения осадка.
Запишите наблюдения:___________________________________________________________________________________________________________________________________________
Напишите в молекулярной ионной и сокращенной ионной формах уравнения реакций: 1) взаимодействие гидроксида натрия с гидроксидом алюминия с образованием соли состава Na[Al(OH)4]: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3) взаимодействия соляной кислоты с гидроксидом алюминия: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Почему металлические свойства элементов главной подгруппы III группы выражены слабее, чем у элементов главных подгрупп I и II групп?
2. Почему алюминий не подвергается коррозии?
3. Охарактеризуйте физические свойства алюминия.
4. Где применяется алюминий?
5. Как алюминий относится к воде?
6. Каков характер соединений алюминия?
Литература Ю.М. Ерохин "Химия" М. 2003 Глава 16 стр. 214 - 223. Лабораторное занятие №4
"Свойства соединений железа"
Цель: закрепление знаний о свойствах железа и его соединений; получение гидроксида железа (II) и (III) косвенным способом, проведение опытов, подтверждающих химические свойства гидроксида железа (II) - свойства оснований и восстановительные свойства соединений железа (II), экспериментальное подтверждение амфотерных (основных) свойств гидроксида железа(III). Теория.
В периодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы. Порядковый номер - 26, электронная формула ls22s22p63s23p63d64s2.
Валентные электроны у атома железа находятся на последнем электронном слое (4s2) и предпоследнем (3d6). В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степени окисления +2, +3 . С этими степенями окисления железо образует оксиды: FeO и Fe2Оз, которым соответствуют гидроксиды: Fe(OH)2 и Fe(OH)3.
Химические свойства железа. В реакциях железо является восстановителем. Однако при обычной температуре оно не взаимодействует даже с самыми активными окислителями (галогенами, кислородом, серой), но при нагревании становится активным и реагирует с ними.
1. При нагревании с хлором образует хлорид железа (III)
2. При нагревании с кислородом образует Fe304
3. С серой - сульфид железа (II). Природное соединение - FeS2 -пирит, железный, или серный, колчедан.
4. С углеродом - цементит (Fe3C)
5. С фосфором - фосфид железа (II)
6. Во влажном воздухе (Н2О и О2 быстро окисляется - корродирует, с образованием гидроксида железа (III)
7.Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных,
щелочноземельных металлов и алюминия. Поэтому с водой реагирует при высокой температуре раскаленное железо с образованием Fe304 и выделением газообразного водорода.
8.Реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами, вытесняя из них
водород и образуя двухвалентные соли. При обычной температуре железо не реагирует с концентрированной серной кислотой, т.к. пассивируется ею. Но при нагревании концентрированная серная кислота реагирует с железом с образованием сульфата железа (III), оксида серы (IV) и воды.
9. Концентрированная азотная кислота пассивирует железо, а разбавленная окисляет его до нитрата железа (III), оксида азота (II) и воды.
10. Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений.
Химические свойства соединений железа
1. Оксид железа (II) - основной оксид, легко реагирует с кислотами с образованием солей железа (II).
2. Гидроксид железа (II) проявляет свойства основания, легко реагирует с
кислотами.
3. При нагревании гидроксид железа (II) разлагается на оксид железа (II) и воду.
4. Свежеполученный осадок гидроксида железа (II) (FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2 +2NaCl) на воздухе очень быстро изменяет окраску - буреет. Изменение окраски объясняется окислением гидроксида железа (II) в гидроксид железа (III) кислородом воздуха:
4Fe (OH)2 + О2 + 2Н2О 4Fe (OH)3
5.Соли двухвалентного железа, особенно при действии окислителей в кислой
среде, проявляют восстановительные свойства. Например, сульфат железа (II) восстанавливает перманганат калия в сернокислой среде до сульфата марганца (II):
10FeSО4 + 2KMnО4 + 8H2SО4  5Fe 2(SО4)3 + 2MnSО4 + K2SО4 + 8Н2О
6. Оксид железа (III) проявляет амфотерные свойства. Он реагирует и с кислотами: Fe2О3+ 3H2S04 → Fe2(SО4)3 + 3H2О, и с твердыми щелочами (при этом образуются феррит натрия или калия NaFeО2 или KFeО2).
7. Гидроксид железа (III) получают косвенным образом (FeCl3 +3NaOH = Fe(OH)3 +3NaCl). Гидроксид железа (III) проявляет амфотерные свойства - при реакции с разбавленными кислотами образует соответствующую соль и воду: 2Fe(OH)3 +3H2 SO4=Al2(SO4)3+6H2O .
С концентрированными растворами щелочей (при длительном нагревании) образует устойчивые гидрокомплексы Na[Fe(OH)4] или Na3[Fe(OH)6]. Порядок выполнения работы.
Оборудование и реактивы:
штатив с пробирками; растворы сульфата железа (II), хлорида железа (III), гидроксида натрия или калия, серной и соляной кислот, перманганата калия.
Опыт№1. Получение гидроксида железа (II) и превращение его в гидроксид железа (Ш).
В пробирку налейте 1 - 2 мл раствора сульфата железа (II) и добавьте столько же раствора гидроксида натрия. В результате реакции образуется осадок зеленого цвета.
Разделите полученный осадок вместе с раствором по двум пробиркам. Одну из них оставьте до следующего опыта, а другую энергично встряхните.
Запишите наблюдения:
1) Напишите в молекулярном ионном и сокращенной ионной виде уравнение реакции взаимодействия сульфата железа (II) с гидроксидом натрия ____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________
2) Напишите уравнение реакции окисления влажного гидроксида железа (II) на
воздухе и расставьте коэффициенты методом электронного баланса: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №2. Изучение основных свойств гидроксида железа (II)
К полученному в предыдущем опыте гидроксиду железа (II) прилейте несколько капель соляной кислоты.
Запишите наблюдения:
Напишите уравнение реакции взаимодействия гидроксида железа (II) с соляной кислотой в молекулярной ионной и ионно-сокращенной формах:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________Опыт №3.Получение гидроксида железа (III) В пробирку к 1мл раствора хлорида железа (III) прилейте немного раствора гидроксида натрия.
Запишите наблюдения:
Напишите уравнения реакций взаимодействия хлорида железа (III) с гидроксидом натрия в молекулярной ионной и ионно-сокращенной формах:
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №4.Изучение основных свойств амфотерного гидроксида железа (III)
К полученному в предыдущем опыте гидроксиду железа (III), прилейте несколько капель серной кислоты.
Запишите наблюдения:
Напишите в молекулярной ионной и ионно-сокращенной формах уравнение реакции взаимодействия гидроксида железа (III) с серной кислотой:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Гидроксид железа (III) c концентрированными растворами щелочей (при длительном нагревании) образует устойчивые гидрокомплексы Na[Fe(OH)4] или Na3[Fe(OH)6]. Вывод:___________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №5 Окисление сульфата железа (II) перманганатом калия
В пробирку налейте 4-5 капель раствора перманганата калия, подкислите 1-2 каплями серной кислоты и добавьте 2-3 капли раствора сульфата железа (II).
Запишите наблюдения: Напишите уравнение реакции окисления сульфата железа (II) перманганатом калия в кислой среде и расставьте коэффициенты методом электронного баланса: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте положение железа в периодической системе.
2. Какие степени окисления проявляет железо?
3. Какие оксиды и гидроксиды образует железо?
4. С какими простыми веществами реагирует железо?
5. С какими сложными веществами реагирует железо?
6. Какими свойствами обладает оксид и гидроксид железа (II)?
7. Какими свойствами обладает оксид и гидроксид железа (III)? Литература
Ю.М. Ерохин "Химия" М. 2003 Глава 22 стр. 257-271
Лабораторное занятие № 5
"Качественные реакции на хлорид -,сульфат -, фосфат - и карбонат - анионы. Решение экспериментальных задач".
Цель: закрепить и проверить знания и умения по теме: "Неметаллы"; проверить практические умения и навыки при решении качественных и экспериментальных задач, составлении молекулярных и ионных уравнений реакций. Теория
Качественный анализ позволяет определить из каких элементарных веществ состоит данное сложное вещество или смесь.
При качественном анализе испытуемое вещество переводят в другое новое вещество, обладающее каким - либо характерным свойством: малой растворимостью, определенной окраской, специфическим запахом и т.п. Вещества, которые дают характерную реакцию с испытуемым веществом, называют реактивами.
Чаще всего качественный анализ проводят в растворах, так как большинство неорганических соединений являются электролитами, распадающимися в водном растворе на ионы. Таким образом, реакции между испытуемым веществом и реактивом в растворе - это реакции между ионами.
Таблица распознавания анионов
Определяемый ионРеактивУсловия проведения реакцииПризнаки химической реакцииPO43-Ионы Ag+Нейтральная средаВыпадение светло-желтого осадкаCO32-Ионы Н+обычныеВыделение газа без запаха CO2 , вызывающего помутнение известковой водыSO42-Ионы Ba2+обычныеВыпадение белого мелкокристаллического осадка, нерастворимого в азотной и др. кислотахSO32-Ионы H+обычныеПоявление характерного запаха SO2
Cl-Ионы Ag+обычныеПоявление белого творожистого осадка, который не растворяется в азотной кислотеBr -Ионы Ag+обычныеПоявление светло-жёлтого осадка, который не растворяется в азотной кислотеI-Ионы Ag+обычныеПоявление жёлтого осадка, который не растворяется в азотной кислотеПорядок выполнения работы
Оборудование и реактивы: растворы карбоната натрия, хлорида бария, хлорида натрия, бромида натрия, иодида калия, фосфата натрия, нитрата серебра, соляной кислоты, серной кислоты, известковая вода, универсальная индикаторная бумага, пробирки, пробиркодержатель.
Опыт №1. Качественные реакции на хлорид-ион
В пробирку налейте 0,5 мл раствора хлорида натрия и прилейте столько же раствора нитрата серебра.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт №2. Качественные реакции на карбонат-ион
1) В пробирку налейте 1 мл раствора карбоната натрия и прилейте столько же раствора соляной кислоты.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2) К выделяющемуся газу прибавьте около 1 мл известковой воды Са(ОН)2.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном виде: _____________________________________________________________________
Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №3. Качественные реакции на сульфат-ион
В пробирку налейте 1 мл раствора сульфата натрия и прилейте столько же раствора хлорида бария.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт №4. Качественные реакции на фосфат-ион
В пробирку налейте 1 мл раствора фосфата натрия и прилейте столько же раствора нитрата серебра.
Запишите наблюдения:
Составьте уравнение реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Вывод:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Экспериментальные задания:
Задание №1 Даны три пронумерованные пробирки с растворами: хлорида натрия, бромида натрия и иодида калия. Определите при помощи характерных реакций каждое из указанных веществ.
Составьте уравнения реакций в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде: 1)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:_________________________________________________________________________________________________________________________________ 2)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________ 3)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание №2 Даны три пронумерованные пробирки с растворами: хлорида натрия, сульфата натрия и карбоната натрия. Определите при помощи характерных реакций каждое из указанных веществ.
Составьте уравнения реакций в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном виде:
1)___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________2)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________________3)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод:______________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание №3. Проделайте реакции, подтверждающие качественный состав хлорида бария.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание №4. Проделайте реакции, подтверждающие, что в состав серной кислоты входят катионы водорода и сульфат анионы.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Какие реакции называются качественными?
2. Что можно определить с помощью качественного анализа?
3. Какие вещества являются реактивом для обнаружения сульфат-иона?
4. С помощью какого вещества можно определить ион хлора в соли?
5. Какие вещества служат реактивом для обнаружения карбонат-иона?
6. С помощью какого вещества можно определить ион брома в соли?
7. С помощью какого вещества можно определить ион брома в соли?
8. С помощью какого вещества можно определить фосфат-ион?
Литература
Ю.М. Ерохин "Химия" М. 2003 Глава 8 стр. 117; Глава 9 стр. 135,143; Глава 10 стр. 157
Практическое занятие №3.
"Составление структурных формул изомеров и названий предельных углеводородов".
Цель: отработка умений по составлению структурных формул изомеров алканов и их названий по международной систематической номенклатуре.
Теория
Алканы - это предельные углеводороды, в молекулах которых все атомы связаны одинарными связями. Состав их отражает общая формула
Сn H2n+2.
Первые четыре члена гомологического ряда метана получили исторически сложившиеся названия. Основой названия следующих алканов нормального строения стали греческие числительные (см. таблицу).
Для составления названий органических веществ по номенклатуре ИЮПАК необходимо знать формулы и названия радикалов. Радикал - это одновалентная частица, которая получается при отщеплении от молекулы алкана атома водорода, т.е. частица, содержащая неспаренный электрон. Название радикала происходит от названия соответствующего алкана с заменой суффикса -ан на суффикс -ил(см. таблицу).
НазваниеФормулаФормула радикалаНазвание радикалаМетанСН4СН3-МетилЭтанС2Н6С2Н5-ЭтилПропанС3Н8С3Н7-ПропилБутанС4Н10С4Н9-БутилПентанС5Н12С5Н11-ПентилГексанС6Н14С6Н13-ГексилГептанС7Н16С7Н15-ГептилОктанС8Н18С8Н17-ОктилНонанС9Н20С9Н19-НонилДеканС10Н22С10Н21-децилИзомеры - это вещества, имеющие одинаковые молекулярные, но разные структурные формулы и, следовательно, разные свойства.
Например, у вещества бутана, имеющего формулу С4Н10, есть два изомера, имеющие следующие структурные формулы
СН3 - СН2 - СН2 - СН3 и СН3 - СН - СН3 .

СН3
Запомни! Чтобы среди веществ найти изомеры, надо структурные формулы свернуть в молекулярные. У изомеров молекулярные формулы будут одинаковые. Например:
а)СН3 - СН2 - СН2 - СН3 (С4Н10); б) СН3 - СН2 - СН - СН3 (С5Н12); в) СН3 - СН - СН3 (С4Н10)  
СН3 СН3
Таким образом, вещество а) и в) изомеры, т.к. имеют разное строение, но одинаковую молекулярную формулу - С4Н10.
В соответствии с международной номенклатурой следует придерживаться следующих правил при составлении названия алканов.
1. В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь).
2. Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление - боковая цепь.
3. В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле присутствуют несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т.д.), то перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.
4. Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи.
Задание 1. (образец) Назовите вещества
1 2 3 4 СН3  СН СН2  СН3 (С5Н12)  СН3
2- метилбутан
СН3 СН3
1 2 3 4 5 6 5 4 3 2 1 СН3  СН СН2  СН  СН2  СН3 (С8Н18) СН3  СН СН2  С  СН3 (С8Н18)   
СН3 СН3 СН3
2,4 - диметилгексан 2,2,4 - триметилпентан
8 7 6 5 4 3 2 1 СН3  СН2  СН СН2  СН2  СН2  СН  СН3 (С11Н24)   С2Н5 СН3 2-метил-6-этилоктан Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ. Приведите три доказательства, что вышеперечисленных вещества гомологи.
Ответ: 2,4 - диметилгексан и 2,2,4 - триметилпентан изомеры, т.к. имеют одинаковую молекулярную формулу С8Н18 .
Вышеперечисленные вещества гомологи, т.к. 1) имеют одинарную связь; 2) гомологическую формулу Сn H2n+2; 3) суффикс -ан в названии.
Задание 2. (образец) Напишите структурную формулу 2,4-диметилпентана, составьте структурные формулы: а) гомолога с более длинной углеродной цепью; б) изомера. Назовите их.
Алгоритм. 1. 2,4-диметилпентан - корень слова "пентан", пишем главную цепь С-С-С-С-С.
2. Нумеруем главную цепь, в положении 2 и 4 ставим два радикала "метил"
1 2 3 4 5
С-С-С-С-С
 
СН3 СН3
3. В основной (главной) цепи доставим недостающие атомы Н (в соответствии с валентностью)
1 2 3 4 5
СН3-СН-СН2-СН-СН3
 
СН3 СН3
а) Запомни! Чтобы составить гомолог надо структурную исходную формулу вещества свернуть в молекулярную. Гомолог будет отличаться на одну или несколько СН2- групп.
1 2 3 4 5
СН3-СН-СН2-СН-СН3 (С7Н16)  
СН3 СН3
Следовательно, гомолог с более длинной углеродной цепью, может иметь формулу С8Н18 СН3  СН2  СН2  СН2  СН2  СН2  СН2  СН3 октан
б) изомер имеет туже формулу С7Н16, но другое строение
СН3  СН2  СН2  СН2  СН2  СН  СН3

СН3
2-метилгептан
@Задание. Используя образцы решений, выполни следующее задания:
1. Назовите вещества
СН3  СН СН2  СН3  СН3
_______________________
СН3 СН3
 
СН3  СН СН2  СН  СН3 СН3  С СН2  СН СН2  СН3   
СН3 СН3 СН3
______________________________ ______________________________________
СН3  СН2  СН СН2  СН  СН3
  С2Н5 СН3 _______________________________ Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ. Приведите три доказательства, что вышеперечисленные вещества гомологи.
Ответ:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Напишите структурные формулы: а) 2-метилгексана, б) 2,2- диметилпентана, в) 2-метилбутана, г) 2,3,5 -триметилгексана, д) 3,3 -диметилгексана, е) 2,4 - диметил-3- этилоктана. Для вышеперечисленных веществ составьте структурные формулы: а) гомологов с менее длинной углеродной цепью; б) изомеров. Назовите их.
Структурные формулы.
Гомологи с менее длинной углеродной цепью:
Изомеры:
а) 2-метилгексан
Продолжение задания 2
Структурные формулы.
Гомологи с менее длинной углеродной цепью:
Изомеры:
б) 2,2- диметилпентан
в) 2-метилбутан
г) 2,3,5 -триметилгексан
д) 3,3 -диметилгексан
е) 2,4 - диметил-3- этилоктан
Контрольные вопросы
1. Какие углеводороды относятся к алканам?
2. Что такое радикал? Каким образом складывается название радикалов?
3. Дайте определение изомеров. Приведите примеры изомеров.
4. Перечислите сходства гомологов ряда метана (алканов). 5. Основные правила составления названия алканов (основы международной номенклатуры).
Лабораторное занятие №6
"Получение этилена и изучение его свойств"
Цель: закрепление знаний о свойствах непредельных углеводородов: способности алкенов вступать в реакции присоединения, окисления, горения; изучение качественных реакций на непредельные углеводороды. Теория
Этилен - С2Н4 является простейшим представителем непредельных углеводородов с одной двойной связью: СН2 = СН2.
Получение.
1. В промышленности этилен выделяют из газов крекинга (расщепления) нефти. Важнейший способ получения этилена - дегидрирование этана над никелевым катализатором:
СН3 - СН3  СН2=СН2 + Н2 2. В лаборатории получают дегидратацией этилового спирта (отщепление воды). Воздействие водоотнимающих средств (конц. Н2SO4) на одноатомные спирты при высокой температуре, приводит к отщеплению молекулы воды и образованию двойной связи:
СН3 - СН2ОН  СН2=СН2 + Н2О В создании двойной связи между двумя атомами углерода участвуют две пары электронов, причем одна связь - прочная, а другая связь слабая, легко разрывается, что и объясняет ненасыщенных характер органических соединений с двойной связью и сказывается на их химических свойствах.
I. Так, для непредельных углеводородов ряда этилена характерны реакции присоединения, которые протекают с разрывом двойной связи.
1. Реакция гидрирования: СН2=СН2 + Н2  СН3 - СН3
2. Реакция галогенирования: СН2=СН2 + Вr2  СН2Вr - СН2Вr
При взаимодействии с алкенами бромная вода обесцвечивается, поэтому реакция с бромной водой является качественной на непредельные углеводороды.
3.Реакция гидрогалогенироеания: СН3 - СН=СН2 + НВr  СН3 - СНВr - СН3
Присоединение галогеноводородов к алкенам происходит по правилу Марковникова: атом водорода присоединяется к более гидрированному атому углерода (при котором больше содержится атомов водорода), а галоген - к менее гидрированному атому углерода.
4.Реакция гидратации: этен, присоединяя воду, образует этиловый спирт. СН2=СН2 + Н2О СН3 - СН2ОН
II. Реакции окисления
1.Реакция горения: алкены горят с образованием углекислого газа и воды.
С2Н4 + 3О2  2СО2 + 2Н2О
2.Реакция окисления: этилен окисляются водным раствором КМnO4 до
этиленгликоля:
СН2=СН2 + [О] + НОН  СН2ОН - СН2ОН Реакция с КМnO4 является качественной реакцией на непредельные углеводороды, т.к. фиолетовый раствор перманганата калия в ходе реакции обесцвечивается.
III. Реакции полимеризации.
7.Реакция полимеризации протекает за счет разрыва кратных связей, с
образованием высокомолекулярного соединения (полимера).
nСН2=СН2  (-СН2-СН2-)n
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы: лабораторный штатив; спиртовка; три пробирки; пробка с газоотводной трубкой; прокаленный песок или кусочек пемзы; смесь этилового спирта и концентрированной серной кислоты (1 : 2); подкисленный раствор перманганата калия.
Опыт №1.Получение этилена
Налить в пробирку 10-15 мл смеси этилового спирта с концентрированной серной кислотой. Для равномерного кипения прибавить в смесь около 0,5 г прокаленного речного песка или опустить кусочек пемзы. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой, укрепить ее в зажиме штатива и нагреть в пламени спиртовки.
Напишите уравнение реакции получения этилена и подпишите названия веществ:
____________________________________________________________________
Вывод:____________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт №2. Горение этилена
К концу газоотводной трубки поднесите горящую спичку.
Запишите наблюдения: __________________________________________________ ________________________________________________________________________ Напишите уравнение реакции:______________________________________________
Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №3.Взаимодействие этилен с раствором перманганата калия. Опустите конец газоотводной трубки до дна в пробирку с раствором перманганата калия и пропустите через него выделяющийся газ. Запишите наблюдения: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Напишите уравнение реакции и подпишите названия веществ: ______________________________________________________________________
Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Ответьте на вопрос. Какая еще реакция является качественной на непредельные углеводороды? Напишите ее. Подпишите изменение цвета веществ в ходе реакции.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Контрольные вопросы
1. Какие углеводороды относятся к непредельным?
2. Почему для непредельных углеводородов характерны реакции присоединения?
3. Какова роль серной кислоты в реакции получения этилена?
4. Почему происходит обесцвечивание раствора перманганата калия при пропускании через него этилена?
5. Как при помощи бромной воды отличить этилен от этана?
Практическое занятие №4.
"Составление формул непредельных углеводородов".
Цель: отработка умений по составлению структурных формул гомологов, изомеров алкенов, алкинов и их названий по международной систематической номенклатуре. Теория Алкены - непредельные углеводороды ряда этена (этилена С2Н4). Алкины - непредельные углеводороды ряда этина (ацетилена С2Н2). Характеристика алкенов. 1. Особенности строения - одна двойная связь. 2. Общая формула - СnH2n. 3. Номенклатура - название соответствующего предельного углеводорода + суффикс -ен (-илен): С2H6 этан - С2H4этен С3H8 пропан - С3H6 пропен
Характеристика алкинов. 1. Особенности строения - одна тройная связь. 2. Общая формула - СnH2n -2. 3. Номенклатура - название соответствующего предельного углеводорода + суффикс -ин: С2H6 этан - С2H2 этин С3H8 пропан - С3H4 пропин
В соответствии с международной номенклатурой следует придерживаться следующих правил при составлении названия алкенов и алкинов.
1. В структурной формуле выбирают самую длинную цепь атомов углерода (главную цепь).
2. Атомы углерода главной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе кратная связь - двойная или тройная.
3. В начале названия перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они связаны. Если в молекуле присутствуют несколько одинаковых радикалов (два, три, четыре и т.д.), то перед их названием ставят соответственно частицы ди-, три-, тетра- и т.д.
4. Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и в главной цепи, с заменой суффикса -ан на соответствующий -ен или -ин.
5. После чего указывают положение кратной связи (после какого атома углерода стоит кратная связь).1
Задание 1. (образец) Назовите вещества
4 3 2 1 СН3  СН СН = СН2 (С5Н10)  СН3
3- метилбутен -1 СН3 СН3
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 СН3  СН СН = С  СН2  СН3 (С8Н16) СН  С СН2  С  СН3 (С8Н14)   
СН3 СН3 СН3
2,4 - диметилгексен -3 3,4,4 - триметилпентин - 1
7 6 5 4 3 2 1 СН3  СН2 СН  СН2  С  С СН3 (С8Н14)  СН3 5-метилгептан - 2 Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ. Найди, есть ли гомологи среди вышеперечисленных веществ. Ответ: 3,4,4 - триметилпентин - 1 и 5-метилгептан - 2 изомеры, т.к. имеют одинаковую молекулярную формулу С8Н14 .
3- метилбутен -1(С5Н10) и 5-метилгептан - 2 (С8Н16) гомологи, т.к. 1) имеют двойную связь; 2) гомологическую формулу Сn H2n; 3) суффикс -ен в названии, и отличаются друг от друга на несколько гомологических разниц -СН2 Задание 2. (образец) Напишите структурную формулу 2,4-диметилпентена -1, составьте структурные формулы: а) гомолога с более длинной углеродной цепью; б) изомера. Назовите их.
Алгоритм. 1. 2,4-диметилпентен - 1- корень слова от "пентан", пишем главную цепь С-С-С-С-С.
2. Ставим после первого атома углерода = связь С=С-С-С-С.
3. Нумеруем главную цепь, в положении 2 и 4 ставим два радикала "метил"
1 2 3 4 5
С=С-С-С-С
 
СН3 СН3
4. В основной (главной) цепи доставим недостающие атомы Н (в соответствии с валентностью)
1 2 3 4 5
СН2=С-СН2-СН-СН3
 
СН3 СН3
а) Запомни! Чтобы составить гомолог надо структурную исходную формулу вещества свернуть в молекулярную. Гомолог будет отличаться на одну или несколько СН2- групп.
1 2 3 4 5
СН2=С-СН2-СН-СН3 (С7Н14)  
СН3 СН3
Следовательно, гомолог с более длинной углеродной цепью, может иметь формулу С8Н16 СН2=СН  СН2  СН2  СН2  СН2  СН2  СН3 Октен -1
б) изомер имеет туже формулу С7Н14, но другое строение
7 6 5 4 3 2 1
СН3  СН2  СН2  СН = СН  СН  СН3

СН3
2-метилгептен -3
@Задание. Используя образцы решений, выполни следующее задания:
1. Назовите вещества
СН3  С СН  СН3  СН3
______________________________
СН3 СН3
 
СН3  СН СН2  СН  С  СН СН2  С СН  СН  СН3   
СН3 СН3 СН3
______________________________ ______________________________________
СН3  СН2  СН СН2  СН  С  С  СН3
  С2Н5 СН3 ___________________________________________ Найди, есть ли изомеры среди вышеперечисленных веществ. Найди, есть ли гомологи среди вышеперечисленных веществ. Приведите три доказательства, что найденные вещества - гомологи.
Ответ:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Напишите структурные формулы: а) 2-метилгексена-1, б) 4 - метилпентина - 2, в) 2, 5-диметилгексина-3, г) 3-метилпентена-1, д) 2- метил- 4- этилгексена -2. Составьте структурные формулы: а) гомологов с менее длинной углеродной цепью; б) изомеров. Назовите их.
Структурные формулы.
а) 2-метилгексена-1 б) 4 - метилпентина - 2 в) 2, 5-диметилгексина-3
г) 3-метилпентена-1 д) 2-метил- 4-этилгексена-2
Гомологи с менее длинной углеродной цепью:
а) для 2-метилгексена-1 б)для 4 - метилпентина - 2 в) для 2, 5-диметилгексина-3
____________________ ______________________ ___________________
г) для 3-метилпентена-1 д) для 2-метил- 4-этилгексена-2
_______________________ ________________________
Изомеры:
а) для 2-метилгексена-1 б) 4 - метилпентина - 2 в) 2, 5-диметилгексина-3
____________________ ______________________ ___________________
г) для 3-метилпентена-1 д) 2-метил- 4-этилгексена-2
_______________________ ________________________
3. Поиграйте в "крестики-нолики". Покажите выигрышный путь, который составляют:
а) формулы, которые могут соответствовать алкинам
С2Н2С10Н22С7Н16С6Н12С4Н6С5Н10С5Н8С4Н8С3Н4б) формулы алкинов
СН2=СН - С=СН2

СН3
СН3  СН  СН3

СН3
СН  С СН СН  СН3
* 
СН3 СН3
СН3  С  С  СН3СН  СН
СН3 СН=СН  СН3
СН  С СН3СН2 = СН2
СН3  СН2  С  СН
в) формулы изомеров
СН3  СН2 С  С  СН3
СН2=СН - С=СН2

СН3
СН3СН - С СН

СН3СН  С СН3
СН3  С  С СН2  СН3
СН  СН
СНС - СНСН3

СН3
СН3  СН С  С  СН3  СН3
СН3  С  С СН2

СН3В пунктах б) и в) назовите вещества, формулы которых образуют выигрышный путь.
Лабораторное занятие №7
"Химические свойства спиртов"
Цель: проведение опытов, подтверждающих химические свойства предельных одноатомных и многоатомных спиртов. Теория
Спиртами называются производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильным группами. В зависимости от числа гидроксогрупп спирты делятся на:
а)одноатомные спирты, содержащие одну гидроксогруппу;
б)многоатомные спирты, содержащие две, три и более гидроксогрупп.
Представителем предельных, одноатомных спиртов является этиловый спирт (этанол) - С2Н5ОН.
Важнейшими представителями предельных многоатомных спиртов является этиленгликоль (этандиол) - СН2ОН-СН2ОН и глицерин (пропантриол) СН2ОН - СНОН - СН2ОН.
На хорошую растворимость этилового спирта и глицерина, большое влияние оказывает наличие в их молекуле высокополярной гидроксогруппы. В результате смещения электронной плотности к атому кислорода, атом водорода оказывается более свободный от электронов и менее связанным с молекулой: R - O-  H+.
За счет взаимодействия положительно заряженного водорода одной гидроксильной группы отрицательным кислородом другой гидроксильной группы, образуются водородные связи между молекулами спирта и между молекулами спирта воды:
R Н R    H - O- ... H - O- ... H - O- ...  водородная связь Химические свойства спиртов.
I. По разрыву связи О - Н
1)реагируют с активными металлами (Na, K) с выделением водорода:
2СН3ОН + 2К  2СН3ОК + Н2
2)вступают в реакцию с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров:
О О
// //
СН3-С-ОН + НО-СНЗ  СНз-С-О-СН3 + Н20
II. По разрыву связи C - О при действии на спирты галогеноводородных кислот происходит замещение гидроксогруппы на галоген:
СН3ОН + НСl СН3С1 + Н20
III. По разрыву различных связей 1) в присутствии водоотнимающих веществ и при нагревании могут
образовывать непредельные углеводороды, а при более низкой температуре -
простые эфиры
С2Н5-ОНС2Н4 + Н2O
СН3 -ОН + НО- СН3  СН3 -О- СН3 + Н2O
2)этанол горит на воздухе синеватым пламенем с образованием углекислого
газа и воды:
С2Н5ОН + 3О22СO2 + 3Н2O
3)оксид меди (II) окисляет спирты до альдегидов:
О
// С3Н7ОН + СuО  С2Н5-С-Н + Сu + Н2O
Пропанол пропаналь
Качественной реакцией на глицерин является его реакция с
гидроксидом меди (II), в результате которой образуется ярко-синий раствор глицерата меди (II).
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы: фарфоровая чашка для сжигания; спиртовка; пробирки; медная проволока; этиловый спирт; глицерин; металлический натрий; раствор сульфата меди (II); раствор гидроксида натрия.
Опыт №1. Горение этанола.
В фарфоровую чашку налить немного спирта и осторожно поднести горящую спичку.
Запишите наблюдения: ________________________________________________________________________
Составьте уравнение реакции: _______________________________________________________________________
Вывод:__________________________________________________________________________________________________________________________________________ Опыт №2.Взаимодействие этанола с натрием.
Налить в пробирку 1 мл этилового спирта и осторожно бросить в него
кусочек натрия.
Запишите наблюдения
Составьте уравнение реакции
Вывод:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №3. Окисление этилового спирта оксидом меди (II).
Налить в пробирку 1-2 мл этилового спирта и погрузить в него раскаленную
медную проволоку. Опыт повторяем несколько раз.
Запишите наблюдения: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Составьте уравнение реакции ________________________________________________________________________
Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Опыт №4.Растворение глицерина в воде.
Налейте в пробирку 1-2 мл глицерина и прилейте столько же воды, пробирку встряхните.
Запишите наблюдения
Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Опыт №5.Взаимодействие глицерина с гидроксидом меди (II).
В пробирку налейте 1 мл 10%-ного раствора сульфата меди (II) и добавьте избыток 10%-ного раствора гидроксида натрия до образования голубого осадка гидроксида меди (II). К полученному осадку прилейте по каплям глицерин. Смесь взболтайте.
Запишите наблюдения: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Какие органические вещества называются спиртами?
2. Какие спирты называются одноатомными?
3. Какие спирты называются многоатомными?
4. В чем состоит сходство одноатомных и многоатомных спиртов?
5. В чем причина хорошей растворимости спиртов?
6. При помощи какой реакции, можно отличить одноатомные спирты от многоатомных?
Литература
Ю.М. Ерохин "Химия" Москва 2003г глава 24 стр. 307
Лабораторная работа №8 "Получение и свойства карбоновых кислот"
Цель: изучение свойств карбоновых кислот на примере уксусной кислоты.
Теория
Карбоновыми кислотами называются органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп -СООН, соединенных с углеводородным радикалом: RСООН.
Среди кислот нет газообразных веществ, низшие представители ряда - это жидкости с острым запахом, хорошо растворимые в воде. С повышением молекулярной массы растворимость их в воде понижается.
Все карбоновые кислоты обладают кислотными свойствами и при диссоциации образуют ионы водорода. Кислотные свойства карбоновых кислот выражены сильнее, чем у спиртов, но по сравнению с сильными неорганическими кислотами - это слабые кислоты (кроме муравьиной кислоты).
Химические свойства карбоновых кислот
1.Кислоты хорошо растворяются в воде, имеют характерный кислый вкус,
окрашивают лакмус в красный цвет, т.к. при диссоциации образуются ионы
водорода:
RСООН RСООН-+ Н+
3. Кислоты реагируют с активными металлами с образованием соли и
выделением водорода:
2RСООН + Са  (RСОО)2Са + Н2
2RСОО- + 2Н+ + Са0  2RСОО- + Са2+ + Н2
2Н+ + Са0  Са2+ + Н2
3. Кислоты реагируют с оксидами металлов с образованием соли и воды:
2RСООН + СаО  (НСОО)2Са + Н2О
2RСОO-+2Н+ + СаO 2RСОО- + Са2+ + Н2О
2Н+ + СаО  Са2+ + Н2О
4. Кислоты реагируют с основаниями с образованием соли и воды:
RСООН + KOH RCOOK+ H2O
RСООН + Н+ + К+ + ОН -RСОО -+ К+ + ОН - + Н2О
Н+ + ОН -  Н2О
5. Кислоты реагируют с солями более слабых и летучих кислот:
2RСООН + К2СО3 2RCOOK + Н2О + СО2 2RCOO + 2Н+ + 2К+ + СО32- 2RCOO- + 2К+ + Н2О + СО2
2Н+ + CO32-  Н2О + СО2
6. Кислоты реагируют со спиртами с образованием сложных эфиров:
НСООН + НО-СН3  НСОО-СН3 + Н2O
метиловый эфир метановой кислот
Название солей карбоновых кислот
1. Остаток муравьиной кислоты НСОО - - формиат (например, НСООК формиат калия)
2. Остаток уксусной кислоты СН3СОО - - ацетат (например, СН3СООК ацетат калия).
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы: лабораторный штатив; штатив с пробирками; спиртовка; газоотводная трубка; ацетат натрия; концентрированная серная кислота; магний; карбонат кальция (мел); раствор лакмуса.
Опыт 1. Получение уксусной кислоты. Соберите прибор для получения уксусной кислоты как показано на рисунке.
Поместите в пробирку 3-5 г ацетата натрия и прибавьте немного концентрированной серной кислоты. Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой, свободный конец которой опустить в пустую пробирку, находящуюся в стакане с холодной водой. Нагрейте смесь до тех пор, пока в пробирке - приемнике не соберется немного уксусной кислоты. Полученную уксусную кислоту сохранить до следующего опыта.
Запишите наблюдения ________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Напишите уравнение реакции взаимодействия ацетата натрия с серной кислотой:________________________________________________________________
В ы вод : ________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт 2.Испытание раствора уксусной кислоты лакмусом.
Разбавьте полученную уксусную кислоту небольшим количеством воды и прибавьте несколько капель синего лакмуса или опустите в пробирку индикаторную бумажку.
Запишите наблюдения
Вывод:
Опыт 3.Взаимодействие уксусной кислоты с магнием.
В пробирку с раствором уксусной кислоты бросить кусочек ленты или стружки магния. Поджечь выделяющийся газ.
Запишите наблюдения ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Напишите уравнение реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде:
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт 4.Взаимодействие уксусной кислоты с карбонатом кальция.
В пробирку насыпьте немного мела (карбоната кальция) и прилейте раствор уксусной кислоты.
Запишите наблюдения ________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Напишите уравнение реакции в молекулярном и сокращенном ионном виде: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Какие органические соединения относятся к карбоновым кислотам?
2. Почему среди карбоновых кислот нет газообразных веществ?
3. Чем обусловлены кислотные свойства карбоновых кислот?
4. Почему изменяется цвет индикаторов в растворе уксусной кислоты?
5. С какими металлами реагирует уксусная кислота?
Литература Ю.М. Ерохин "Химия" Москва 2003 г Глава 24 стр. 325
Лабораторное занятие №9
"Изучение свойств углеводов"
Цель: закрепление и обобщение знаний о химических свойствах углеводов.
Теория
Углеводы - это органические соединения, которые играют важную роль в жизни человека, животных и растений. Состав многих из них выражается общей формулой Cn(H2O)m, т.е. они формально являются соединениями углерода и воды.
Глюкоза - С6Н1206 относится к группе моносахаридов. Глюкоза является альдегидоспиртом, т.к. содержит одну альдегидную группу - (-СОН) и пять гидроксильных групп - (-ОН). Поэтому глюкоза обладает свойствами и альдегида и спирта.
Свойства глюкозы.
I. Свойства, характерные для альдегидов:
а)взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра с образованием
глюконовой кислоты - "реакция серебряного зеркала":
СН2ОН - (СНОН)4 - СОН + Ag2О  СН2ОН - (СНОН)4 - СООН + 2Ag
б)взаимодействие с гидроксидом меди (II) при нагревании:
СН2ОН - (СНОН)4-СОН + 2Сu(ОН)2  СН2ОН - (СНОН)4-СООН + Cu2О + 2Н2О синий желто-красный
в)восстановление до шестиатомного спирта - сорбита:
СН2ОН-(СНОН)4-СОН + Н2  СН2ОН-(СНОН)4-СН2ОН
II. Свойства, характерные для многоатомных спиртов:
а)взаимодействие с гидроксидом меди (II) в щелочной среде при комнатной температуре с образованием темно-синего раствора глюконата меди (II). С6Н7О(ОН)5 + Сu(OH)2  С6Н7О(ОН)3O2Cu + 2H2O глюкоза глюконат меди (II)
б)взаимодействие с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров.
Сахароза - C12H22O11 - относится к группе дисахаридов и состоит из двух остатков моносахаридов (глюкозы и фруктозы). В молекуле сахарозы отсутствует альдегидная группа, что существенно отражается на ее свойствах.
Сахароза является многоатомным спиртом, поэтому для нее характерны свойства многоатомных спиртов (образование простых и сложных эфиров).
Сахароза дает качественную реакцию на многоатомные спирты при взаимодействии с гидроксидом меди (II). В результате этой реакции образуется ярко-синий раствор сахарата меди.
Крахмал - (С6Н1205)n - относится к группе полисахаридов. Макромолекулы крахмала состоят из большого количества остатков молекул глюкозы. Кроме того, установлено, что крахмал состоит не только из линейных молекул, но и из молекул разветвленной структуры. Характерной реакцией крахмала является его взаимодействие с йодом. Эта реакция является качественной, т.к. дает характерное синее окрашивание вследствие того, что образуется комплексное соединение.
Крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу, в результате которого образуется глюкоза. Эта реакция служит подтверждением того, что молекула крахмала состоит из остатков молекул глюкозы.
(С6Н12О5)n + nН2О  nС6Н12О6
Наглядное подтверждение этого можно наблюдать при нагревании комплексного соединения крахмала с йодом. При этом характерное сине - фиолетовое окрашивание исчезает, т.к. происходит гидролиз крахмала до образования глюкозы, а глюкоза не образует комплексных соединений с йодом.
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы:
лабораторный штатив; штатив с пробирками; асбестовая сетка; горелка; химический стакан; пипетка; аммиачный раствор оксида серебра; 10% раствор глюкозы; раствор гидроксида натрия; раствор сульфата меди (II); серная кислота; сахароза; известковое молоко (свежеприготовленная 10-15% суспензия гидроксида кальция в воде); крахмал; картофель; кусочки белого хлеба.
Опыт №1.Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди(II).
В пробирку с 1 мл раствора сульфата меди (II) прилейте 2 мл раствора гидроксида натрия. К полученному осадку добавьте 0,5 мл раствора глюкозы, и смесь взболтайте до полного растворения этого осадка.
Запишите наблюдения
Составьте уравнения реакций: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод (наличие какой группы атомов, входящей в состав глюкозы, подтверждает проведенная реакция?):
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №2.Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди (II) при нагревании.
К полученному в предыдущем опыте раствору аккуратно добавьте 1 мл воды и нагрейте над пламенем горелки, укрепив ее наклонно так, чтобы нагрелась только верхняя часть раствора.
Прекратите нагревание, как только начнется изменение цвета.
Запишите наблюдения ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Составьте уравнение реакции:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________Вывод (наличие какой группы атомов, входящей в состав глюкозы, подтверждает проведенная реакция?): ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Опыт №3.Взаимодействие глюкозы с аммиачным раствором оксида серебра.
В пробирку, содержащую 1-2 мл раствора глюкозы в воде, прилейте 1-2 мл аммиачного раствора оксида серебра. Взболтайте и слегка подогрейте
содержимое пробирки до начала почернения смеси (лучше нагревать смесь, держа пробирку в стакане с кипящей водой).
Запишите наблюдения
Составьте уравнение реакции: ________________________________________________________________________Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Опыт №4.Взаимодействие крахмала с йодом.
а)Налейте в пробирку 2-3 мл охлажденного крахмального клейстера и
прибавьте несколько капель йодной воды (раствор йодной воды должен быть
очень разбавленным и иметь слегка желтую окраску).
Запишите наблюдения
б)После того как цвет крахмального клейстера изменился, нагрейте
содержимое пробирки в пламени горелки.
Запишите наблюдения
Сделайте вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Какие органические вещества называются углеводами?
2. Какова классификация углеводов?
3. В чем состоит отличие глюкозы, фруктозы и крахмала?
4. Каковы особенности химических свойств глюкозы?
5. Какие химические свойства являются общими для глюкозы и глицерина?
6. Какова роль глюкозы в жизненных процессах человека?
7. В чем состоит отличие в строении крахмала и целлюлозы?
Литература Ю.М. Ерохин "Химия" М. 2003 Глава 24 стр. 338 Лабораторное занятие №10
"Изучение свойств белков"
Цель: ознакомление с качественными реакциями на белки.
Теория
Белками называются высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот.
Биологические функции белков очень разнообразны: каталитическая, защитная, структурная, двигательная, транспортная, регуляторная, запасная и др.
Исключительное свойство белка - самоорганизация структуры, т.е. его способность самопроизвольно создавать определённую, свойственную только данному белку пространственную структуру.
В молекулах белка аминокислоты связаны между собой пептидными -СО-NH-связями. Полипептидные цепи или отдельные участки могут быть в отдельных случаях дополнительно связаны между собой дисульфидными связями (- S - S -).
Большую роль в создании структуры белков играют ионные (солевые) и водородные связи, а так же особый вид контактов между гидрофобными компонентами молекул белков в водной среде.
Несмотря на различие в строение и функции белковых веществ, их элементарный состав колеблется незначительно (6% на сухую массу): углерода - 51-53%, кислорода - 21.5-23.5%, азота - 16.8-18.4%, водорода - 6.5 -7.3%, сера - 0.3-2.5%.
Имея сложное строение белки, обладают, естественно, и разнообразными свойствами. Одни белки, например белок куриного яйца, растворяется в воде, образуя коллоидные растворы; другие растворяются в разбавленных растворах солей, некоторые белки совсем не растворяются.
Наличие в молекулах белков групп - СООН и - NH2 делает белки амфотерными.
Важное свойство белков - подвергаться гидролизу при нагревании с раствором кислоты или щёлочи до аминокислот.
Под влиянием внешних факторов (нагревание, радиация, сильное встряхивание) может нарушаться конфигурация белка - её вторичная и третичная структура. Этот процесс называется денатурацией. Сильное нагревание вызывает не только денатурацию белков, но и разложение их с выделением летучих продуктов, обладающих запахом жженых перьев.
Белки дают ряд характерных цветных реакций, по которым можно распознать их среди других веществ.
Ксантопротеиновая реакция заключается в нитровании бензольных колец, содержащихся в остатках аминокислот. Если к раствору белка прилить несколько капель азотной кислоты, то вначале образуется белый осадок, а при дальнейшем нагревании его он желтеет. Если по мере охлаждения этой смеси добавить раствор аммиака, то можно наблюдать переход желтого окрашивания в оранжевый. Эту реакцию можно наблюдать на коже рук при неосторожном обращении с азотной кислотой.
Биуретовая реакция затрагивает пептидные связи в молекулах белка. При взаимодействии белков в слабощелочной среде с сульфатом меди (II) появляется характерное ярко-фиолетовое окрашивание, что связано с образованием комплексных соединений - Сu2+ с белками.
Порядок выполнения работы
Оборудование и реактивы: горелка, штатив с пробирками; раствор куринного белка; концентрированная азотная кислота; раствор гидроксида натрия; раствор сульфата меди (II).
Опыт №1. Горение белков.
Внесите шерстяную нить в пламя горелки. Запишите наблюдения ________________________________________________________________________
Вывод: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №2.Денатурация белка.
а)Приготовьте раствор белка. Для этого белок куриного яйца растворите, в
150 мл воды. В пробирку налейте 4-5 мл раствора белка и нагрейте на горелке
до кипения. Запишите наблюдения __________________________________________
б) охладите содержимое пробирки. Разбавьте водой в два раза.
Запишите наблюдения _______________________________________________________
Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Цветные реакции белков
Опыт №3.Ксантопротеиновая реакция.
Налейте в пробирку 2 - 3 мл раствора белка и прибавьте несколько капель концентрированной азотной кислоты. Слегка нагрейте содержимое пробирки. Затем охладите смесь и добавьте аммиак до щелочной реакции (проба на лакмус).
Запишите наблюдение
Вывод: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Опыт №4.Биуретовая реакция Налейте в пробирку 2-3 мл раствора белка и 2-3 мл раствора гидроксида натрия, а затем 1-2 мл раствора сульфата меди (II).
Запишите наблюдения
Вывод: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте строение белков.
2. Какие виды структур образуют белки?
3.Какую роль играют различные виды химических связей в
формировании различных структур белковых молекул?
4.Охарактеризуйте важнейшие физические и химические свойства белков.
5. Какими реакциями можно распознать белки?
6. Какую роль играют белки в жизни организмов?
Литература Ю. М. Ерохин "Химия" М. 2003 Глава 25 стр.361
Практическая работа №5.
"Генетическая связь между классами органических и неорганических соединений".
Цель: обобщение знаний о классах органических веществ, об их взаимосвязи межу собой, подготовка к итоговой контрольной работе.
@Задание 1. Дополните схему названиями типов химических реакций.
@Задание 2. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:
а) этан  этилен  ацетилен  бензол
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
б) карбид кальция  ацетилен  этилен
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
в) уголь  метан  ацетилен  этаналь (уксусный альдегид)
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________
г) нитробензол

метан  ацетилен  бензол  циклогексан

бромбензол
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
@Задание 3. Дополните схему "Генетическая связь органических соединений" названиями типов химических реакций. Запишите над стрелками необходимые для каждого из превращений реактивы.
@Задание 4. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения:
а) метан  этин (ацетилен)  этаналь  этановая (уксусная) кислота  метиловый эфир уксусной кислоты
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________б) метанол  метаналь  муравьиная кислота  этиловый эфир муравьиной кислоты  углекислый газ
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Желаю удачи!
:)
1 Курсивом выделена та часть текста, в которой внесены изменения в номенклатуру непредельных углеводородов в отличие от предельных углеводородов.
---------------
------------------------------------------------------------
---------------
------------------------------------------------------------
1
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
421
Размер файла
478 Кб
Теги
lab, prakt, text, rab
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа