Подгруппа углерода

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ТЕМА: ”ПОДГРУППА УГЛЕРОДА”

 

Опыт № 1. Получение углерода термическим разложением древесины

Оборудование и реактивы: Штатив с лапкой, спиртовка, спички, резиновые прокладки, сосуд Ландольта, пробка со вставленной в нее стеклянной трубкой, синий лакмус, химический стакан, стружки сухого дерева.

Ход работы: Одно колено сосуда Ландольта заполняют плотно сухими стружками. Закрепляют прибор в штативе. Другое колено опускают в стакан с холодной водой. Равномерно прогрев весь сосуд, сильно нагревают стружки. Из стеклянной трубки выходит белый дым, его поджигают. Во втором колене собирается желтоватая смесь, состоящая из воды и жидких органических веществ. Нагревают до тех пор стружки, пока они не обуглятся и не прекратится выделение газов. Затем дают сосуду остыть, открывают пробку и высыпают уголь. Жидкостью из второго колена сосуда Ландольта пропитывают синюю лакмусовую бумагу. Покраснение лакмусовой бумаги свидетельствует о наличии в смеси кислоты.

Рис. 22. Термическое разложение древесины.

Техника безопасности: Перед нагреванием стружек равномерно прогреть сосуд Ландольта.

Утилизация: Жидкие продукты разложения древесины поместить в нейтрализатор.

Опыт № 2. Поглощение углем растворенных веществ и газов

а) Поглощение углем газов.

Рис.23. Поглощение углем газов.

Оборудование и реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, U-образная трубка, стеклянная банка, пробка со вставленной в нее стеклянной трубкой, резиновая трубка, раствор перманганата калия, активированный уголь, соляная кислота (конц.), перманганат калия (кристал.), шпатель.

Ход работы: В U-образную трубку наливают воду, подкрашенную раствором перманганата калия, затем закрепляют ее в лапке штатива. Стеклянную банку заполняют хлором или оксидом азота (IV). U-образную трубку соединяют газоотводными трубками герметично с банкой и окрашенными газами. Открыв пробку в банке, быстро помещают активированный уголь и вновь герметично закрывают. Склянку с углем и газом сильно встряхивают. Подкрашенная вода в одном колене U-образной трубки поднимается. Объяснить наблюдаемые явления.

Техника безопасности: 1. Проводить опыт получения токсичных окрашенных газов в вытяжном шкафу. 2. Не допускать попадание газа (Cl₂, NO₂) в атмосферу класса.

3. Прокалить активированный уголь в вытяжном шкафу и использовать вновь.

Утилизация: Продукты реакции после получения хлора утилизировать по схеме в теме “Галогены”. Продукты реакции после получения оксида азота (IV) утилизировать по схеме в теме “Азот” (взаимодействие меди с азотной кислотой).

 б) Поглощение углем растворенных веществ.

Оборудование и реактивы: Штатив с лапкой, резиновые прокладки, хлоркальциевая трубка, химический стакан, вата, слабый раствор перманганата калия или фуксина, активированный уголь.

Рис. 24. Поглощение углем растворенных веществ.

Ход работы: Хлоркальциевую трубку заполняют последовательно слоем ваты, слоем активированного угля и слоем ваты. Хлоркальциевую трубку закрепляют в штативе и наливают в нее воду, подкрашенную раствором перманганата калия (очень слабый раствор). В подставленный химический стакан стекает чистая прозрачная вода.

Опыт № 3. Взаимодействие углекислого газа со щелочью

Оборудование и реактивы: Аппарат Киппа, цилиндр, лучинка, спички, раствор соляной кислоты (1:2), мрамор, раствор гидроксида натрия (конц.), шпатель.

Ход работы: Заряжают аппарат Киппа на получение углекислого газа. В цилиндр без носика наливают 15-20 мл концентрированного раствора гидроксида натрия и опускают газоотводную стеклянную трубку от аппарата Киппа до поверхности раствора, но не в раствор. Открывают зажим и дают сильный ток углекислого газа, чтобы быстро вытеснить весь воздух. Затем вынимают трубку из цилиндра и перекрывают ток углекислого газа. Цилиндр быстро закрывают ладонью и слегка покачивают. Углекислый газ реагирует с гидроксидом натрия. В цилиндре возникает разрежение, давление падает, ладонь плотно прижимается к отверстию цилиндра. Демонстрируют подъем цилиндра открытой ладонью руки.

Протекает химический процесс: CO₂ + 2NaOH ® Na ₂CO₃ + H₂O

Чтобы убедиться в образовании карбонатов, в цилиндр по стенке осторожно приливают раствор соляной кислоты. Происходит вспенивание - активное выделение углекислого газа.

Техника безопасности: 1. Не допускать попадания газа в атмосферу класса.

2. Концентрированную щелочь приливать в цилиндр под тягой. 3. Соблюдать технику безопасности при зарядке аппарата Киппа.

Рис. 25. Взаимодействие CO₂ с концентрированным раствором едкого натра.

Утилизация: Отработанную соляную кислоту в аппарате Киппа утилизировать по схеме, описанной в теме: “Вода. Растворы. Основания,” VIII класс, опыт № 8. Раствор щелочи с примесью карбоната натрия использовать многократно. При значительном насыщении раствора карбонатом натрия, содержимое перенести в емкость-нейтрализатор.

Опыт № 4. Получение оксида углерода (IV) и изучение его свойств

Оборудование и реактивы: Две пробирки, пробка со вставленной в нее газоотводной трубкой, мрамор, соляная кислота (1:5), известковая вода, разбавленный раствор гидроксида натрия, фенолфталеин, лакмус, шпатель.

Ход работы: В пробирку поместить несколько кусочков мела или мрамора и прилить разбавленный раствор соляной кислоты. Закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Пропустить выделившийся углекислый газ в пробирки:

а) с водой, подкрашенной раствором лакмуса;

б) с известковой водой: CO₂ + Ca (OH)₂ ® CaCO₃ + H₂O

в) с раствором щелочи и несколькими каплями фенолфталеина:

2NaOH + CO₂ ® Na₂CO₃ + H₂O

Объяснить наблюдаемые явления.

Утилизация. Перенести содержимое щелочных растворов в емкость– нейтрализатор. Содержимое пробирки-реактора утилизировать по схеме, описанной в теме: “Вода. Растворы. Основания”, VIII класс, опыт № 8.

Опыт № 5. Распознавание карбонатов

Оборудование и реактивы: Штатив с пробирками, разбавленные растворы углекислого натрия, хлорида бария, нитрата серебра, азотной кислоты, соляной кислоты, мрамор, шпатель.

Ход работы: 1. В пробирку налить раствор углекислого натрия объемом 1 мл и прилить раствор хлорида бария такого же объема. Образуется белый осадок карбоната бария BaCO₃.

Na₂CO₃ + BaCl₂ ® BaCO₃↓+ 2NaCl

К осадку прилить раствор соляной кислоты. Осадок растворится.

2. В пробирку налить раствор углекислого натрия объемом 1 мл и прилить несколько капель раствора нитрата серебра. Образуется осадок: Na₂CO₃ + 2AgNO₃ = 2NaNO₃ + Ag₂CO₃↓. К осадку прилить разбавленный раствор азотной кислоты малыми порциями до полного его растворения.

Ag₂CO₃↓ + 2HNO₃ ® 2AgNO₃ + H₂O + CO₂­