Chemijos laboratoriniai darbai labaratorinis
5 (100%) 1 vote

Chemijos laboratoriniai darbai labaratorinis

LD1

Elektrolitinė disociacija.

Mainų reakcijos.

Reakcijų požymiai

Literatūra

Petrucci, Harwood, Bendroji chemija, p. 134-145, p162-167 (nereikia su oksidacija-redukcija susijusių klausimų).

McMurry, Fay, Chemistry, IV skyriaus 4.1 – 4.5 paragrafai ir užduotys skyriaus pabaigoje (oksidaciją-redukciją – praleisti).

V. Janickis ir kt., Bendroji ir neorganinė chemija, p. 216-222.

Darbo tikslas – stebėti mainų reakcijų požymius ir panaudoti juos nežinomai medžiagai atpažinti. Atlikę kiekvieną bandymą parašykite reakcijos lygtį (bendrąją, joninę ir sutrumpintą joninę). Tais atvejais, kai jokių reakcijos požymių nepastebėsite, lygties rašyti nereikia. Rengdamiesi darbui, pakartokite joniniu reakcijos lygčių rašymo taisykles.

Darbo priemonės ir medžiagos: stovelis, 6 mėgintuvėliai, 100 mL matavimo cilindras, kūginė kolbutė (200-400 mL), stiklinė lazdelė, filtrinio popieriaus gabaliukai, universalaus indikatoriaus juostelės su etalonine spalvų skale, mentelė arba šaukštelis, pipetės reagentams lašinti.

Tiriamosios medžiagos: NaCl, NaBr, NaI, Na2CO3, Na3PO4, Na2SO4 (milteliai ir tirpalai.).

Reagentai: Tirpalai: NH3, (10%), HNO3 (1:5), Ba(NO3)2, (1%), AgNO3, (1%).

Darbo eiga:

I DALIS: REAKCIJŲ POŽYMIAI

Šio etapo tikslas – atlikti bandymus su NaCl, NaBr, NaI, Na2CO3, Na3PO4, Na2SO4 milteliais ir tirpalais. Įdėmiai stebėkite ir aprašykite visus reakcijų požymius.

A. Dujų išsiskyrimas

1. Švaria mentele arba šaukšteliu į šešis mėgintuvėlius įdėkite po žirnio dydžio tiriamųjų medžiagų (t.y. NaCl, NaBr, NaI, Na2CO3, Na3PO4, Na2SO4) pavyzdėlį. Nesupainiokite, kuriame mėgintuvėlyje kuri medžiaga!

2. Į kiekvieną mėgintuvėlį įlašinkite po 5 lašus azoto rūgšties ir užsirašykite, ką pastebėjote. Parašykite reakcijų lygtis. Užpylus sausą NaI azoto rūgštimi gali vykti oksidacijos-redukcijos reakcija. Užsirašykite reakcijos požymius. Šios reakcijos lygties rašyti ir lyginti nereikia. Oksidacijos-redukcijos lygtis nagrinėsime kitame darbe. Dėmesio! Azoto rūgštis gali nudeginti. Jeigu apsipylėte, plaukite pažeistą vietą vandeniu (stipria srove iš čiaupo) ir praneškite dėstytojui arba laborantui, nes gali prireikti pagalbos.

3. Išpilkite mėgintuvėliu turinį į atliekas. Mėgintuvėlius išplaukite distiliuotu vandeniu.

NUOSĖDŲ SUSIDARYMAS

Darbe naudojami praskiesti tirpalai, todėl nuosėdų susidarys nedaug. Jeigu pastebėjote, kad tirpalas susidrumstė, vadinasi, susidaro nuosėdos.

B. Sąveika su bario nitratu

Šį ir kitus bandymus reikia atlikti su tiriamųjų medžiagų (NaCl, NaBr, NaI, Na2CO3, Na3PO4, Na2SO4) tirpalais.

1. I šešis mėgintuvėlius įlašinkite po 20 lašų (apie 1 mL) tiriamųjų tirpalų. Pridėkite po 3 lašus amoniako tirpalo. Išmaišykite mėgintuvėlių turinį švaria sausa stikline lazdele. Ištraukę lazdele iš tirpalo, palieskite ja mažą indikatoriaus juostelės gabaliuką ir patikrinkite, ar tirpalas yra šarminis (pH = 8 arba daugiau). Jei tirpalas nėra šarminis, dar įlašinkite amoniako tirpalo. Dėmesio! Amoniako tirpalas gali sukelti cheminius nudegimus. Nepamirškite, kad amoniako tirpalai turi labai stiprų dirginantį kvapą.

2. Į kiekvieną mėgintuvėlį pridėkite po 5 lašus bario nitrato tirpalo ir išmaišykite supurtydami mėgintuvėlį. Kuriuose mėgintuvėliuose vyko cheminė reakcija? Ką pastebėjote? Parašykite reakcijų lygtis (bendrąsias, jonines ir sutrumpintas jonines.

3. Į tuos mėgintuvėlius, kuriuose susidarė nuosėdos, įlašinkite po 10 lašu azoto rūgšties. Patikrinkite indikatoriumi, ar terpė pasidarė rūgšti (pH = 5 arba mažiau). Jei reikia, dar įlašinkite rūgšties. Aprašykite, kas pasidarė nuosėdoms kiekvienu atveju. Jeigu vyko cheminė reakcija, parašykite lygtis.

4. Išpilkite mėgintuvėliu turinį į atliekas, išplaukite ir praskalaukite distiliuotu vandeniu.

C. Sąveika su sidabro nitratu

1. I šešis mėgintuvėlius įlašinkite po 20 lašu (apie 1 mL) tiriamųjų tirpalų (NaCl, NaBr, NaI, Na2CO3, Na3PO4, Na2SO4). Pridėkite po 5 lašus sidabro nitrato. Užrašykite, ką pastebėjote.

2. I tuos mėgintuvėlius, kuriuose susidarė nuosėdos, įlašinkite po 10 lašu azoto rūgšties ir atsargiai supurtykite. Patikrinkite, ar tirpalo terpe yra rūgšti (pH apie 5). Jeigu reikia, įlašinkite dar rūgšties. Ar ištirpo nuosėdos? Parašykite, ką pastebėjote. Parašykite reakcijų lygtis.

3. Išpilkite mėgintuvėliu turinį į atliekas, išplaukite ir praskalaukite distiliuotu vandeniu.

II DALIS. NEŽINOMOS MEDŽIAGOS ATPAŽINIMAS

Atlikę visus bandymus ir juos aprašę, gausite medžiagą X, kuri yra viena iš šešių tirtų medžiagų (NaCl, NaBr, NaI, Na2CO3, Na3PO4, Na2SO4).

1. Naudodami žirnio dydžio medžiagos X bandinį, atlikite bandymą A, kaip aprašyta pirmoje dalyje.

2. Į kolbą įdėkite pusės žirnio dydžio medžiagos X pavyzdėlį ir pripilkite 100 mL matavimo cilindru atmatuoto distiliuoto vandens. Ištirpinkite medžiagą.

3. Gautąjį tirpalą išbandykite taip, kaip buvo aprašyta anksčiau (bandymai B ir C).

Atliktos reakcijos padeda atpažinti medžiagą X. Jeigu abejojate savo atsakymu, atlikite pakartotinius bandymus.

Nustatę medžiagą X, atsakymą pateikite laborantui arba dėstytojui. Jeigu atsakymas neteisingas, atlikite pakartotinius bandymus ir būkite labai

o rūgšties monosluoksnio storio matavimas

Teoriniai pagrindai

Tai, kad dujas galima paversti skysčiu, o šaldomas skystis kristalizuojasi ir sudaro kietą medžiagą, rodo, kad tarp molekulių pasireiškia traukos jėgos. Pažymėkime molekulių traukos jėgas strėlėmis (1 pav.). Skysčio viduje kiekviena molekulė iš visų pusių yra traukiama kitų molekulių. Kiek kitaip yra su skysčio paviršiuje esančiomis molekulėmis. Iš 1 pav. matome, kad iš vienos pusės šių molekulių niekas netraukia. Akivaizdu, kad paviršiaus molekules veikianti atstojamoji traukos jėga yra nukreipta į skysčio vidų. Dėl šios priežasties susidaro paviršiaus įtempimas. Jis priverčia skysčio lašelius įgyti sferos pavidalą, nes sferos paviršiaus plotas yra mažiausias lyginant su to paties tūrio kitos formos kūnais.

Ypač stiprios traukos jėgos veikia tarp vandens molekulių. Tarp jų susidaro vandeniliniai ryšiai. Sąveika tarp vandens molekulių yra stipresnė, nei įprastinė tarpmolekulinė trauka, bet silpnesnė, nei kovalentiniai ryšiai, sujungiantys vandenilio ir deguonies atomus į molekules. Dėl vandenilinių ryšių vandens paviršiaus įtempimas yra labai didelis.

Vandens molekulėms būdinga dar viena svarbi savybė – poliškumas. Joninės medžiagos susideda iš jonų, pvz., NaCl, – iš Na+ ir Cl– jonų. Jonai yra įgiję sveikąjį elektros krūvį. Polinės kovalentinės molekulės sudarytos taip, kad krūviai tik iš dalis yra atsiskyrę. Polinės molekulės atomai

įgyja nepilną elektros krūvį, kuris 1 pav. Traukos jėgos tarp skysčio molekulių.

žymimas + arba –. Schemose molekulių poliškumas žymimas rodykle, kurios strėlė nukreipiama į neigiamąją molekulės dalį (2 pav.).

Polinės molekulės traukia viena kitą. Vienos molekulės neigiamąją dalį traukia kitos molekulės teigiamoji dalis. Dėl šios priežasties vanduo tirpina polines medžiagas, pavyzdžiui, metano (skruzdžių) rūgštį HCOOH. Kitą vertus tarp polinių ir nepolinių molekulių traukos jėgos labai silpnos. Todėl vanduo netirpina butano CH3CH2CH2CH3. Šioje molekulėje krūviai pasiskirstę bemaž tolygiai. Butano molekulės yra nepolinės.

Kai kurių molekulių viena dalis gali būti polinė, o kita – nepolinė. Tokia yra stearino C17H35COOH molekulė (3 pav.). Vandens molekulės traukia tik polinę šios molekulės dalį (–COOH) ir silpnai sąveikauja su nepoline dalimi (C17H35–). Kai nepolinė dalis yra daug ilgesnė už polinę dalį, medžiaga netirpsta vandenyje. Jos molekulės išsirikiuoja taip, kad polinė dalis būtų nukreipiama į vandens paviršių, o nepolinę “kyšotų” virš vandens.

2 pav. Vandens molekulė yra polinė.

Dėl stearino rūgšties ir vandens molekulių polinių savybių, vandens paviršiuje galima sudaryti stearino rūgšties monosluoksnį – vieną molekulių sluoksnį, kuriame stearino rūgšties molekulės išsirikiuoja viena greta kitos COOH grupėmis į vandenį, o C17H35 grupėmis į viršų (4pav.). Jeigu rūgšties bus per daug, susidarys daugiau sluoksnių – polisluoksnis. Kadangi nepolinė stearino rūgšties dalis žymiai didesnė už polinę, šią rūgštį tirpina nepolinės medžiagos – heksanas, cikloheksanas, benzenas. Atlikdami darbą jūs naudosite stearino rūgštį, ištirpinta heksane. Rūgšties koncentracija (g/L) bus nurodyta ant buteliuko.

Priemonės

Lašintuvas (kapiliarinė pipetė arba pipetė su su medicinine adata), guminė kriaušė, Petri lėkštelė, liniuotė arba slankmatis, laikrodis su sekundininku, mėgintuvėlių stovelis, graduotas mėgintuvėlis, heksanas, stearino rūgšties tirpalas, gniužulas vatos, sodos milteliai, stiklinė atliekoms.

Svarbios operacijos

Prieš pradedant darbą dėstytojas parodys, kaip:

• teisingai nustatyti skysčio tūrį pagal mėgintuvėlio padalas,

• gumine kriauše prisiurbti lašintuvą

• teisingai laikyti lašintuvą (kaip laikyti smilių, kad galėtumėte valdyti skysčio lašėjimą).

4 pav. Monosluoksnis.

3 pav. Stearino rūgšties molekulė.

Kaip atlikti darbą

1. Lašintuvo kalibravimas

Pirmiausia nustatysime, kiek vidutiniškai lašų sudaro vieną mililitrą. Tam naudosime gryną heksaną (atidžiai žiūrėkite į etiketes, nes jūs turite ir gryną heksaną, ir heksaninį stearino rūgšties tirpalą).

Naudodamiesi gumine kriauše į lašintuvą įsiurbkite heksano. Užspauskite lašintuvą smiliumi ir palaikykite virš indo su heksanu, kol skystis nustos lašėjęs. Tada lašintuvą perkelkite virš tuščio graduoto mėgintuvėlio. Atsargiai atlaisvindami smilių (bet ne visiškai jį atitraukdami), pradėkite lašinti heksaną ir skaičiuoti lašus. Visą laiką laikydami lašintuvą vertikaliai sulašinkite 500 lašų. Lašinkite taip, kad lašai kristų į mėgintuvėlio centrą, o ne ant sienelių. Sulašinę 500 lašų patraukite lašintuvą, išleiskite iš jo heksaną atgal į buteliuką. Pagal mėgintuvėlio padalas nustatykite sulašinto heksano tūrį. Klaibravimo procedūra reikės pakartoti dar 2-3 kartus, todėl užsirašykite duomenis (žr. 1 lentelę), išpilkite heksaną iš mėgintuvėlio atgal į buteliuką, palaukite, kol mėgintuvėlis išdžius, ir vėl kartokite kalibravimą.

2. Petri lėkštelės paruošimas

Pirmiausia išmatuokite Petri lėkštelės skersmenį ir užsirašykite (žr. 2 lentelė). Nedidelį gniužulą vatos
suvilgykite vandeniu ir padažykite jį į sodos miltelius. Vatos gniužulu gerai ištrinkite lėkštelę sodos milteliais. Laikydami lėkštelę taip, kad jos vidinės dalies neliestumėte pirštais, išplaukite ją stipria tekančio vandentiekio vandens srove (vandenį leisti ne mažiau kaip 2 min.). Baigę plauti pripilkite Petri lėkštelę beveik iki viršaus vandentiekio vandens ir pastatykite ant savo darbo stalo taip, kad lėkštelė nebūtų pakrypusi. Nuo to, kiek švariai paruošite lėkštutę, labai priklausys jūsų darbo rezultatai. Net ir nedidelį riebalų ar muilo kiekiai gali pakeisti rezultatus.

3. Monosluoksnio sudarymas

Išdžiovinkite jūsų sukalibruotą lašintuvą. Tam keletą kartų gumine kriauše pūskite per jį orą. Heksanas labai lakus, todėl oro srautas lašintuvą efektyviai išdžiovina. Į lašintuvą gumine kriauše įsiurbkite stearino rūgšties tirpalo. Smiliumi užspauskite lašintuvą ir palaukite, kol skystis nustos lašėjęs. Laikydami lašintuvą vertikaliai pradėkite po vieną lašą lašinti stearino rūgšties tirpalą į Petri lėkštelę su vandeniu. Atidžiai stebėkite vandens paviršių. Pirmieji lašai labai greitai pasklinda vandens paviršiumi. Heksanas išgaruoja, o stearino rūgštis lieka vandens paviršiuje. Besiformuojančio stearino rūgšties monosluoksnio pamatyti neįmanoma. Apie tai, kad monosluoksnis jau susidarė, žinosime iš įlašinto lašo sklidimo. Baigiant formuotis monosluoksniui, įlašintas lašas nebesklinda paviršiumi. Jis sudaro kažką panašaus į nedidelį lęšį. Kai toks “lęšis” neišnyksta per 20 ar daugiau sekundžių, monosluoksnis jau yra susiformavęs. Į 2 lentelę įrašykite, kiek lašų sulašinote. Petri lėkštelės turinį išpilkite į stiklinę atliekoms. Vėl išplaukite Petri lėkštelę ir kartokite bandymą dar 2-3 kartus.

1 lentelė. Lašintuvo kalibravimas.

Bandy–mo Nr. Sulašinta lašų Sulašinto heksano tūris, mL Kiek lašų sudaro 1 mL (iš kiekvieno bandymo) Kiek lašų sudaro 1 mL (vidutiniškai)

1.

2.

3.

4.

2 lentelė. Monosluoksnio gavimo duomenys

Petri lėkštelės skersmuo, cm Stearino rūgšties koncentracija, g/L Bndymo Nr. Sulašinta lašų Monosluoksnio storis (iš kiekvieno bandymo), cm Monosluoksnio storis (vidutinis), cm

1.

2.

3.

4.

Skaičiavimai

1. Monosluoksnio storio

Apskaičiuokite:

a) kiek mililitrų heksaninio stearino rūgšties tirpalo buvo sulašinta (čia reikės lašintuvo kalibravimo duomenų – kiek lašų sudaro 1 mL);

b) kiek gramų stearino rūgšties buvo sulašintame tirpalo tūryje (čia reikės žinoti stearino rūgšties koncentraciją);

c) stearino rūgšties monosluoksnio tūrį V išgaravus heksanui (laikykite, kad monosluoksnio tankis yra toks pat, kaip ir didelio tūrio stearino rūgšties – 0,847 g/cm3);

d) koks yra stearino rūgšties monosluoksnio storis h. Kadangi monosluoksnis yra cilindro pavidalo, jo tūris yra: , kur r – Petri lėkštelės spindulys (nesupainiokite spindulio su skersmeniu). Tūrį V apskaičiavote c dalyje, tad dabar galite rasti h.

2. Apytikslio anglies atomo spindulio

Pažiūrėkite į 3 ir 4 pav. Stearino rūgšties monosluoksnio storis sutampa su šios rūgšties molekulės ilgiu. Šią molekulę galime įsivaizduoti esant sudarytą iš vienas ant kito sudėtų rutulių – atomų. Apytiksliai galime laikyti, kad tokių “rutulių” yra 19. Iš jų 18 anglies. Kadangi du deguonies atomai yra vienas greta kito, tai jie sudaro tik “vieną aukštą”. Vandenilio atomų spindulio ir skirtumų tarp C ir O atomų spindulių nepaisysime.

Jeigu atomai sudarytų liniją (kaip kad parodyta 3 B pav.), tai h padaliję iš 19 gautume apytikslį C atomo skersmenį. Tačiau anglies atomai susijungia sudarydami zigzagą (prisiminkite, kad sp3 hibridizacijos anglies valentiniai kampai yra 109,5°). Dėl šios priežasties vieno anglies atomo skersmenį skaičiuosime taip: , kur 0,82 yra 55° kampo sinusas. Skersmenį padaliję iš 2 gausime anglies atomo spindulį rC.

***

Kalbant apie atomų dydį vartojami įvairūs pagrindinius vienetus mažinantys daugikliai, pvz.:

1 nm = 1•10–9 m 1 pm = 1•10–12 m

Senesnėse knygose galite sutikti ne SI matą – angstremą Å. 1 Å = 1•10–10 m = 1•10–8 cm.

Parašykite jūsų nustatytą monosluoksnio storį ir anglies atomo spindulį nanometrais (nm), pikometrais (pm) ir angstremais (Å).

Literatūra: R. H. Petrucci, W. S. Harwood, Bendroji chemija, Vilnius, 2000, p 8-31 (pagrindiniai ir išvestiniai matavimo vienetai, vienetų pertvarkymai, proporcingumo daugiklių metodas, tikslūs ir apytiksliai dydžiai, reikšminiai skaitmenys, veiksmai su apytiksliais skaičiais).

Dvinario mišinio sudėties nustatymas matuojant tankį

Darbo priemonės: 5,00 mL fiksuoto tūrio (Moro) pipetė, dvi graduotos 10,0 mL tūrio pipetės, stiklinė lazdelė, nedidelė kolba arba cheminė stiklinė vandeniui, biuksas, svarstyklės (elektroninės, d=0,01 g), guminė kriaušė, termometras, filtrinio arba kito drėgmę sugeriančio popieriaus gabaliukai, stiklinė atliekoms.

1 užduotis. Nustatyti gryno vandens tankį.

Prieš atliekant šią užduotį dėstytojas parodys, kaip teisingai paimti skystį fiksuoto tūrio pipete, ir kaip išleisti paimtą skystį. Įsipilkite distiliuoto vandens į stiklinėlę ir pabandykite kelis kartus paimti skystį 5,00 mL
pipete ir teisingai jį išleisti. Nepamirškite, kad pipetės galiukas turi būti priglaustas prie stiklinėlės sienelės. Jeigu skystį išleisite nepriglaudę prie sienelės, jo ištekės per mažai. Jeigu skystį išpūsite iš pipetės, jo pateks daugiau, negu 5,00 mL.

Pasverkite tuščią biuksą (su dangteliu). Fiksuoto tūrio pipete paimkite 5,00 mL distiliuoto vandens ir išleiskite jį į biuksą. Vėl pasverkite biuksą. Apskaičiuokite gryno vandens tankį. Pakartokite vandens tankio nustatymo procedūrą dar 2 kartus. Tankis priklauso nuo temperatūros, todėl išmatuokite vandens temperatūrą.

1 lentelė. Vandens tankio matavimas

Bandymas Tuščio biukso masė Biukso su vandeniu masė, g Vandens masė, g Vandens tūris, mL Vandens tankis, g/mL

1 5,00

2 5,00

3 5,00

Vidutinis vandens tankis

Vandens temperatūra

2 užduotis. Nustatyti gryno 2-propanolio (izopropanolio) tankį

(Pastaba: Vietoje 2-propanolio gali būti duota kita medžiaga, pvz.: 1,2-etandiolis, etanolis ir kt.)

Į pipetę įsiurbkite nedidelį kiekį 2-propanolio. Sukiodami pipetę sudrėkinkite jos sieneles 2-propanoliu. Ši procedūra reikalinga tam, kad pašalintumėte iš pipetės drėgmės likučius. Medžiagą iš pipetės išpilkite į atliekas. Biuksą sausai iššluostykite filtriniu popieriumi. Nustatykite 2-propanolio tankį (taip pat, kaip nustatėte vandens tankį). Neišpilkite naudoto 2-propanolio. Supilkite jį atgal į jums duotą indelį su 2-propanoliu.

2 lentelė. Etandiolio tankio matavimas

Bandymas Tuščio biukso masė Biukso su

2-propanoliu masė, g 2-propa-nolio masė, g 2-propa-nolio tūris, mL 2-propano-lio tankis, g/mL

1 5,00

2 5,00

3 5,00

Vidutinis 2-propanolio tankis

2-propanolio temperatūra

3 užduotis. Pagaminti standartinius vandens ir 2-propanolio mišinius

Mišiniams gaminti naudosite dvi graduotas 10,0 mL pipetes. Su viena matuosite vandens tūrį, su kita – etandiolio. Nesupainiokite pipečių. Prieš pradėdami darbą atkreipkite dėmesį į pipečių gradavimą. Šios pipetės sugraduotos būna skirtingai. Jeigu reikia, pasikonsultuokite su dėstytoju.

Pirmiausia į 6 mėgintuvėlius įpilkite tokius 2-propanolio tūrius, kokie nurodyti 3 lentelėje. Po to kita graduota pipete įpilkite toje pačioje lentelėje nurodytus vandens tūrius. Stikline lazdele labai kruopščiai išmaišykite kiekvieno mėgintuvėlio turinį. Kiekvieną kartą perkeldami lazdelę iš vieno mišinio į kitą, ją nuvalykite filtravimo popieriumi.

3 lentelė. Mišinių sudėtis

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 2798 žodžiai iš 9060 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.