Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ по учебной дисциплине ен. 01 Химия

• Название: Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ по учебной дисциплине ен. 01 Химия
• Дата: 07.04.2023
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: MR_po_LR_i_PR_EN.01_Ximiya.docx
• Тип: Методические рекомендации; #1044106
• страница: 2 из 23

ВВЕДЕНИЕ

Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ по учебной дисциплине Химия являются частью основной профессиональной образовательной программы подготовки специалистов среднего звена (ППССЗ) по специальности СПО 43.02.15 Поварское и кондитерское дело (Базовый уровень подготовки) в соответствии с требованиями ФГОС СПО третьего поколения.

Методические рекомендации по выполнению практических занятий и лабораторных работ адресованы студентам 2 курса очнойформы обучения.

При выполнении лабораторных и практических работ студент должен знать:

- основные понятия и законы химии;

- теоретические основы органической, физической, коллоидной химии;

- понятие химической кинетики и катализа;

- классификацию химических реакций и закономерности их протекания;

- обратимые и необратимые химические реакции, химическое равновесие, смещение химического равновесия под действием различных факторов;

- окислительно-восстановительные реакции, реакции ионного обмена;

- гидролиз солей, диссоциацию электролитов в водных растворах, понятие о сильных и слабых электролитах;

- тепловой эффект химических реакций, термохимические уравнения;

- характеристики различных классов органических веществ, входящих в состав сырья и готовой пищевой продукции;

- свойства растворов и коллоидных систем высокомолекулярных соединений;

- дисперсные и коллоидные системы пищевых продуктов;

- роль и характеристики поверхностных явлений в природных и технологических процессах;

- основы аналитической химии;

- основные методы классического количественного и физико-химического анализа;

- назначение и правила использования лабораторного оборудования и аппаратуры;

- методы и технику выполнения химических анализов;

- приемы безопасной работы в химической лаборатории.

Уметь:

- применять основные законы химии для решения задач в области профессиональной деятельности;

- использовать свойства органических веществ, дисперсных и коллоидных систем для оптимизации технологического процесса;

- описывать уравнениями химических реакций процессы, лежащие в основе производства продовольственных продуктов;

- проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям реакции;

- использовать лабораторную посуду и оборудование;

- выбирать метод и ход химического анализа, подбирать реактивы и аппаратуру;

- проводить качественные реакции на неорганические вещества и ионы, отдельные классы органических соединений;

- выполнять количественные расчеты состава вещества по результатам измерений;

- соблюдать правила техники безопасности при работе в химической лаборатории.

I.ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Для проведения лабораторно-практических работ по химии необходимо оборудовать рабочее место: рабочий стол, лабораторно-учебное оборудование, инструменты и реактивы. Результаты выполнения лабораторных и практических работ заносятся студентами в тетрадь. Оформление отчетов по лабораторным и практическим работам нужно осуществлять в соответствии с требованиями к оформлению аналитического лабораторного журнала. Форма записи экспериментальных данных должна содержать ряд обязательных сведений и быть более-менее унифицированной.

1. В тетради необходимо обязательно указать дату выполнения, тему, цель работы, перечень необходимых материалов и оборудования.

2. Все записи нужно вносить в тетрадь сразу же, не надеясь на память. Не нужно вести черновиков. Рекомендуется ничего не исправлять и не стирать. В случае ошибки или неправильных расчетов справа можно написать: «Неправильный расчет», или «Повторный результат», с указанием причины исправления.

3. Результаты можно сводить в таблицы, в которых отражать все исходные, справочные данные и полученные измерения, применяемые формулы и расчеты. Уравнения химических реакций можно записывать отдельными строками. Графики нужно строить с точным обозначением величин на осях координат и их единиц измерения, при этом можно пользоваться клетками тетради или оформить диаграмму на компьютере в Excel и вклеить ее в тетрадь (эту часть отчета выполняется самостоятельно, как домашнее задание).

4. После оформления лабораторно-практической работы необходимо
сформулировать ответы на контрольные вопросы и общий вывод по работе.


1. Правила выполнения лабораторных и практических работ

1. Студент должен прийти на лабораторное, практическое занятие подго­товленным по данной теме.

2. Каждый студент должен знать правила по технике безопасности при работе в химической лаборатории (и при работе с реактивами в данной работе).

3.После проведения работы студент представляет письменный отчет.

4. Отчет о проделанной работе следует выполнять в журнале лабораторных работ на листах формата А4 с одной стороны листа или в лабораторных тет­радях. Содержание отчета указано в описании лабораторной работы, результаты работы ука­зываются в выводах.

6. Таблицы и рисунки следует выполнять карандашом, записи - синим цветом пасты или чернил. Рисунки выполняются в левой половине листа, наблюде­ния и выводы в правой части листа. Уравнения реакций записываются во всю строку (после наблюдений и выводов).

7. Зачет по данной лабораторной, практической работе студент получает при положительных оценке за отчет, общий зачет - при наличии зачетов по всем лабораторным работам, практическим работам.

2. Правила по технике безопасности при проведении

лабораторных работ

-Работая в химической лаборатории, необходимо соблюдать большую осто­рожность.

- Приступать к выполнению задания после указания преподавателя.

-Химические реакции выполнять с такими количествами и концентрациями веществ, в таких приборах и посуде, как указано в описаниях работ.

- Внимательно прочесть надпись на этикетке, прежде чем взять вещество для опыта, производить опыты в чистой посуде.

-Все опыты с выделением ядовитых, летучих и неприятно пахнущих веществ (выпаривание, кипячение растворов кислот, содержащих галогены, аммиак, сероводород) проводить только в вытяжном шкафу.

- Выполнять опыты с взрывчатыми, легковоспламеняющимися веществами или кислотами и щелочами с соблюдением мер предосторожности, работая стоя. Поджигать газы и пары после проверки их на чистоту, смесь горючего газа с воздухом взрывается.

- Нюхать выделяющиеся газы издали, помахивая рукой от сосуда к себе.

-Реактивы не пробовать на вкус, так как большинство из них ядовиты.

-Держать дальше от огня легко воспламеняющиеся вещества: эфир, бензин, спирт, бензол и др. Если эти вещества воспламеняются, накрыть пламя бре­зентом или засыпать песком.

Не зажигать спиртовку, наклоняя ее к другой горящей спиртовке. Гасить спиртовку, накрывая ее колпачком.

-В случае возникновения пожара в лаборатории вызвать пожарную охрану, а до прибытия гасить огонь песком, огнетушителем.

-В случае ожога лица, рук кислотой или щелочью необходимо оказать по­страдавшему помощь.

3. Инструкция по охране труда для студентов при работе в кабинетах (лабораториях) химии

1. Соблюдение требований настоящей Инструкции обязательно для студен­тов, работающих в кабинете химии.

2. Допуск посторонних лиц в кабинет в момент проведения эксперимента разрешается только с ведома преподавателя химии.

3. Во время работы в кабинете студенты обязаны быть в халатах и пользо­ваться средствами индивидуальной защиты (по указанию преподавателя), поддерживать порядок на рабочем месте.

4. Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо изучить по учебнику или данному пособию порядок ее проведения. Следует соблюдать указания преподавателя по безопасному обращению с реактивами и растворами, методами нагревания, наполнению сосудов и т.д.

5. Подготовленный к работе прибор необходимо показать преподавателю или лаборанту.

6. Запрещается проводить самостоятельно любые опыты, не предусмотрен­ные данной работой.

7. Запрещается прием пищи и напитков в кабинете химии.

8. Запрещается загромождать проходы сумками.

9. При получении травмы (порезы, ожоги), а также при плохом самочувствии студенты должны немедленно сообщить об этом преподавателю или лабо­ранту.

10. Запрещается выносить из кабинета и вносить в него любые вещества без разрешения преподавателя.

11. Обо всех разливах жидкостей, а также о рассыпанных твердых реактивах нужно сообщить преподавателю или лаборанту. Самостоятельно убирать любые вещества запрещается.

12. Запрещается выливать в канализацию растворы и органические жидкости, они должны сливаться в специальные сосуды на рабочих местах.

13. Обо всех неполадках в работе оборудования, водопровода, электросети и т.д. необходимо ставить в известность преподавателя или лаборанта. Устра­нять неисправности студентами самостоятельно запрещается.

14. Запрещается оставлять без присмотра нагревательные приборы.

15. Уборка рабочих мест по окончании работы производится в соответствии с указаниями преподавателя.

16. По окончании практических и лабораторных работ студенты обязаны вы­мыть руки с мылом.

17. При возникновении в кабинете во время занятий аварийных ситуаций (пожар, появление сильных посторонних запахов) не допускать паники и подчиняться только указаниям преподавателя.

ЧТОБЫ ОПЫТ ПОЛУЧИЛСЯ…

…ознакомьтесь с каждым пунктом правил и старайтесь точно их выполнять.

1. 
   В химический кабинет заходите только после того, как разрешит преподаватель. Не трогайте и не переставляйте на столе приготовленные реактивы и оборудование – это может затруднить вашу дальнейшую работу.
   
2. 
   Прежде чем приступить к выполнению химических опытов, обязательно изучите описание лабораторной работы или практического занятия и внимательно выслушайте объяснения преподавателя. Проверьте, все ли необходимое для работы есть на вашем столе.
   
3. 
   В ходе выполнения работы координируйте свои действия с действиями группы. Разговаривайте шепотом, чтобы не мешать работать другим. Если возникнут какие-либо затруднения, которые вы не можете разрешить самостоятельно, обратитесь за помощью к преподавателю.
   
4. 
   Вещества берите только шпателем или ложечкой и в тех количествах, которые указаны в описании работы; если таких указаний нет, то объемы веществ не должны превышать 1 мл. (3-4 капли).
   

Чтобы не перепутать пробки, не открывайте одновременно несколько склянок.

5. 
   Если вы случайно взяли вещества больше, чем нужно для данного опыта, лишнее вылейте в специальную склянку для слива веществ или, если вещество твердое, отсыпьте в коробку для мусора.
   
6. 
   В химической лаборатории (кабинете) очень важно быть предельно аккуратным во всем – тут нет мелочей. Прежде чем начать работать руками, продумайте, как разместить оборудование на столе, чтобы было удобно, и работать, и наблюдать за ходом эксперимента.
   

Не забывайте, что за этим же столом с этими же реактивами и оборудованием будут работать студенты других групп, - не создавайте им дополнительных трудностей, оставив свое рабочее место в беспорядке.
Отчет должен содержать следующие сведения:

1. Название работы или занятия.

2. Цель работы или занятия.

3. Номер и название опыта.

4. Краткое описание хода работы или занятия с указанием условий прове­дения опыта.

5. Рисунки и схемы используемых приборов,

6. Наблюдения и уравнения реакций.

7. Расчеты, таблицы, графики.

8. Вывод.

9.Ответы на контрольные вопросы
Если в лабораторных работах или практических занятиях необходимо проводить расчё­ты. Следует иметь в виду, что излишняя точность в расчетах, значительно превышающая экспериментальную погрешность, не повышает точность результата. Для числовых значений рассчитываемых вели­чин достаточно 3-4 значащие цифры (число знаков, стоящих после предшествующих им нулей). Число значащих цифр не следует путать с числом знаков после запятой. Так в числах: 101,3; 21,73; 0,4385; 0,004500 имеется четыре значащих цифры. В расчетах принято ука­зывать значащие цифры и в том случае, когда это нули, стоящие в конце числа. Поэтому правильной будет запись с точностью до чет­вертой значащей цифры - 0,2500, а не 0,25.

Результаты измерений неизбежно будут отклоняться от истинных значений соответствующих величин. Для определения ошибки необ­ходимо получить 4-5 параллельных результатов измерений и найти среднее арифметическое значение, которое будет больше всего при­ближаться к истинному значению.

При обработке результатов следует определять абсолютную и отно­сительную ошибку измерения данной величины. Абсолютная ошибка показывает, на сколько данная измеряемая ве­личина больше или меньше истинной величины. Отношение абсолютной ошибки к истинной величине, умноженное на 100 %, дает относительную ошибку определения (в процентах) или погрешность.


II. ЛАБОРАТОРНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА

В химической лаборатории очень часто приходится работать с посудой из стекла и фарфора. Лабораторную посуду можно подразделить на следующие виды:

1. Посуду общего назначения;

2. Посуду специального назначения;

3. Мерную посуду;

4. Фарфоровую посуду.

1. 
   Посуда общего назначения
   

Пробирки (рис.1.) используют для проведения химических опытов с небольшим количеством веществ. Пробирки могут быть цилиндрические и конические. Хранят пробирки в штативах. Перемешивание веществ в них проводят встряхиванием пробирки, нанося небольшой удар пальцем по нижней части пробирки. Моют пробирки с помощью ерша.

Стаканы (рис.2.) могут быть разной вместимости (от 1 литра до 25 миллилитров), разной формы, разные по высоте и ширине, термостойкие и нетермостойкие.

Колбы (рис.2.) бывают разной вместимости (от 1-2 литров до 25 миллилитров) и разной формы: плоскодонные, круглодонные, конические, колбы Вюрца.

Воронки (рис.4.) бывают различной формы и размеров, и в зависимости от этого имеют разное назначение.
2. Посуда специального назначения

Эксикаторы (рис.5.) применяют для хранения веществ, легко поглощающих влагу, и для высушивания веществ. Для этого в нижнюю часть эксикатора помещают вещества, которые способны поглощать воду: СаCl₂ (безводный), H₂SO₄ (концентрированная), Р₂О₅.

Промывные склянки (рис.6.) используют для промывания, очистки и высушивания газов.

3. Мерная посуда

Мерная посуда (рис.7.) - мерной называют посуду, применяемую для измерения объема жидкости с разной точностью.

Для измерения объема с небольшой точностью применяют мерные цилиндры и мензурки. Для точного измерения объема жидкости используют пипетки, бюретки и мерные колбы.

Пипетки (рис.7.) используют для отмеривания и переноса, точно определенного объема жидкости. Обыкновенная пипетка представля­ет собой стеклянную трубку небольшого диаметра с расширением по­середине или без него, если пипетка небольшой вместимости (от 0,1 до 2-5 мл). Нижний конец пипетки оттянут в капилляр, а на верхнем конце имеется метка, до которой набирают жидкость. Для отмерива­ния необходимого объема жидкости нижний конец пипетки, соответствующей вместимости, опускают в жидкость до дна сосуда и с по­мощью груши (или рта, если раствор не опасен) набирают жидкость, следя за тем, чтобы кончик пипетки все время находился в жидкости. Жидкость набирают выше метки на 2-3 см, затем быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем, придерживаю пипетку большим и средним пальцами. Затем, слегка ослабив нажим указа­тельного пальца, дают жидкости медленно вытекать из пипетки. Как только нижний мениск жидкости дойдет до метки, палец снова плот­но прижимают к верхнему отверстию пипетки. Таким образом, с по­мощью пипетки отбирается необходимый объем жидкости. Затем пи­петку вводят в колбу (или стакан), в которую нужно перенести жид­кость, отнимают указательный палец от верхнего отверстия пипетки и дают жидкости стечь по стенке колбы. Оставшуюся при этом жидкость в пипетке не выдувают, так как объем пипетки рассчитан на свободное истечение жидкости.

Мерная посуда может быть разной вместимости. В зависимости от объема, который должен быть измерен, подбирается посуда со­ответствующей вместимости. Мерная посуда градуируется в милли­литрах (мл) или литрах (л). 1 мл соответствует 1 см³, а 1 л - 1 дм³.

При измерении объема жидкости мерный сосуд необходимо держать в вертикальном положении, а отсчёты вести по нижней части во­гнутой

Бюретки (рис.7.) применяют при титровании или для того, чтобы отмерить объем жидкости с точностью до 0,05 мл. Бюретка – стеклянная градуированная трубка, нижний конец которой оттянут и на него надета резиновая трубка со стеклянным шариком. Могут быть и бюретки с притертым стеклянным краном.

Перед началом работы бюретки закрепляют в штативе. Заполняют бюретку жидкостью сверху через воронку так, чтобы внутри находился раствор без пузырьков воздуха. Для удаления пузырьков воздуха резиновую трубку изгибают таким образом, чтобы кончик капилляра был направлен вверх, и вытесняют жидкостью весь воздух. Затем бюретку заполняют до нулевой отметки.

Мерные колбы (рис.7.) используют для приготовления растворов точной концентрации. Для этого в колбу вносят точную навеску сухого вещества или рассчитанный объем исходного раствора. Затем до половины объема колбы наливают дистиллированную воду. Раствор тщательно перемешивают и доливают дистиллированную воду до метки, (последние 1-2 мл лучше по каплям с помощью пипетки). Потом плотно закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают раствор, переворачивая колбу несколько раз.



4. Фарфоровая посуда

К фарфоровой посуде относят тигли, чашки, ступки, кружки, стаканы и т. д. (рис. 9). Чашки и тигли используют для выпаривания жидкостей и прокаливания твердых веществ. Они выдерживают температуру выше 1000°С. Для измельчения твердых веществ используют ступки.


III. ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ

В лаборатории бывают случаи, требующие неотложной медицинской помощи, - порезы рук стеклом, ожоги горячими предметами, кислотами, щелочами. В особо серьезных случаях необходимо обратиться к врачу.

Для оказания первой помощи в лаборатории имеется аптечка.

1. При ранении стеклом удалите осколки из раны, смажьте края раны раствором йода и перевяжите бинтом.

2. При ожоге рук или лица реактивом смойте реактив большим количеством воды, затем либо разбавленной уксусной кислотой (в случае ожога щелочью), либо раствором соли (в случае ожога кислотой), а затем опять водой.

3. При ожоге горячей жидкостью или горячим предметом обожженное место обработайте свежеприготовленным раствором перманганата калия, смажьте обожженное место мазью от ожога или вазелином. Можно присыпать ожог содой и забинтовать.

4. При химических ожогах глаз обильно промойте их водой, используя глазную ванночку, а затем обратитесь к врачу.

IV. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Лабораторная работа № 1

Влияние различных факторов на скорость реакции и смещение химического равновесия
Цель: Закрепить теоретические знания о скорости химической реакции и ее зависимости от различных факторов: концентрации, температуры, природы веществ, от площади соприкосновения реагирующих веществ, катализатора. Приобрести практические навыки работы с химическим оборудованием и реактивами.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, ступка с пестиком, спиртовка, спички, секундомер, химический стакан (100 мл), мерный ци­линдр, мерные пипетки, стеклянная палочка, лучина; гранулированные цинк, алюминий, медь (проволока), карбонат кальция (мел) в ку­сочках, порошок оксида меди (II), вода горячая, рас­творы соляной кислоты (HСl), уксусной кислоты (CH₃COOH), серной кислоты (H₂SO₄), тиосульфата натрия (Na₂S₂О₃), перекиси водорода, концентрированная соляная кислота (НСl) (d = 1,19 г/см³), насыщенные растворы хлорида железа (III) (FeCl₃), роданида аммония (NH₄SCN), кристаллические NH₄CI, оксид марганца (IV).
Теоретическая часть

Скорость химической реакции (υ)- определяется изменением концентрации одного из реагирующих веществ в единицу времени: υ =   

Гомогенные системы - реакции, компоненты которых находятся в одинаковом физическом состоянии - в газообразном или растворенном :

аА_газ + вВ_газ→сС_газ +dD_газ

По закону действующих масс:

Скорость прямой реакции равна: υ _пр. = К_пр.∙ С_А ^а ∙ С_В ^в

Скорость обратной реакции равна: υ _обр.= К_обр._.∙ С_С ^с ∙ С_D ^d_.

К - константа скорости, величина постоянная;

С - молярные концентрации (давление) реагентов

Гетерогенные системы - реакции, компоненты которых находятся в разных физических состояниях - в газообразном, в растворенном, в твердом.

Скорость реакции изменяется только в зависимости от концентрации газов и растворенных веществ: аА_тверд.. + вВ_газ→ сС_жидк.

Скорость прямой реакции равна: υ _пр. = К_пр.∙С_В ^в

Скорость обратной реакции равна: υ _обр.= К_обр._.∙ С_С ^с

Факторы, влияющие на скорость реакции

1. 
   Природа реагирующих веществ
   
2. 
   Концентрация реагирующих веществ. Чем выше концентрация веществ, тем больше скорость, протекающей реакции.
   
3. 
   Т
   емпература - зависимость скорости реакции от температуры выражается правилом Вант-Гоффа: при повышении температуры на 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза,
   

где V₂ и V₁ - скорости реакций при температурах t₂ и t₁; γ - температурный коэффициент скорости реакции.

4. 
   Поверхность реагирующих веществ.
   
5. 
   Ингибитор, катализатор. Изменение скорости реакции под действием катализаторов называют - катализом.
   

Экспериментальная часть

Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.
Ход работы

Опыт 1. Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакции

1) Взять три пробирки и налить по 1 мл раствором кислот одинаковой концентрации: в первую – уксусной, во вторую – хлороводородной, в третью – серной. Во все пробирки внести по одинаковому кусочку гранулированного цинка. Отметить различную интенсивность выделения водорода.

Написать уравнения реакций цинка с уксусной, хлоро­водородной и серной кислотами. Сделать вывод о влиянии природы реагирующих веществ на скорость реакции.

2) Налейте в три пробирки по 5 мл раствора соляной кислоты и одновременно в одну бросьте гранулу алюминия, в другую - цинка, в третью гранулу меди. В какой из пробирок реакция пошла и почему? Составьте уравнения реакций взаимодействия металлов с соляной кислотой. Сделайте вывод о зависимости скорости реакции от природы реагирующих веществ.

Опыт 2. Влияние степени измельчения на скорость реакции в гетерогенной системе

Взять два кусочка мела (карбонат кальция) приблизительно одинакового размера. Один из кусочков поместить в пробирку, а другой из­мельчить и порошок перенести в другую пробирку. В обе про­бирки внести одновременно по 1 мл концентрированной хлороводородной кислоты. Сравнить время растворения мела в каж­дом случае.

Составить уравнение реакции между карбонатом каль­ция и хлороводородной кислотой. Сделать вывод о влиянии степени измельчения твердых веществ на скорость реакции.
Опыт 3. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции в гомогенной системе (взаимодействие тиосульфата натрия с серной кислотой)

Провести вначале качественный опыт. Для этого в про­бирку внести 5-10капель раствора тиосульфата натрия и 3-5 капель раствора серной кислоты. Наблюдать появление слабой опалесценции и дальнейшее помутнение раствора от выпавшей свободной серы.

Приготовить три раствора тиосульфата натрия различ­ной концентрации. Для этого в три сухие пробирки внести:

в первую - 4 капли раствора тиосульфата натрия и 8 капель во­ды,

во вторую - 8 капель раствора тиосульфата натрия и 4 кап­ли воды;

в третью - 12 капель раствора тиосульфата натрия. Содержимое первых двух пробирок осторожным встряхивани­ем перемешать.

В первую пробирку внести одну каплю раствора серной кислоты. По секундомеру измерить время от момента добавле­ния кислоты до появления в растворе заметной опалесценции. Аналогично определить время течения реакции во второй и третьей пробирках.

Вычислить скорость реакции в каждом опыте как вели­чину, обратную времени протекания реакции. Результаты опыта занести в таблицу 1 по форме.

Таблица 1

№ про­- бирки	Число капель раствора Na2S2О3	Число капель воды	С(Na2S2О3), моль/л	Время реакции t, с	Условная скорость реакции. v, c-1
1	4	8	1/3
2	8	4	1/2
3	12	0	1

Построить график зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ и сделать вывод о харак­тере этой зависимости.

Реакция тиосульфата натрия с серной кислотой протека­ет по уравнению:

Na₂S₂О₃ + H₂SO₄ → Na₂SО₄ + S + SО₂ +H₂О.
Опыт 4.Влияние температуры на скорость реакции

В три пробирки налить по 3 мл раствора серной кислоты (одинаковой концентрации). В каждую пробирку поместить навеску порошка оксида меди (II). Первую пробирку оставить в штативе; вторую – опустить в стакан с горячей водой; третью – нагреть в пламени спиртовки.

Составить уравнение реакции между оксидом меди (II) и серной кислотой. Сделать вывод о зависимости скорости реакции от температуры.
Опыт 5. Влияние катализатора на скорость реакции

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора перекиси водорода (Н₂О₂). Поднесите тлеющую лучинку. Добавьте к перекиси водорода немного оксида марганца (IV). Отметьте, что произошло со скоростью реакции. Поднесите к отверстию пробирки тлеющую лучинку. Что наблюдаете? Оксид марганца (IV) (а также железо, хром, свинец, серебро, марганец и их соли) является в данной реакции катализатором - веществом, ускоряющим реакцию, но само при этом не расхо­дующееся.

Запишите наблюдения и соответствующее уравнение реакции.
Опыт 6. Влияние концентрации реагирующих и образующихся веществ на химическое равновесие

При взаимодействии хлорида железа (III) с роданидом аммония протекает обратимая реакция с образованием малодиссоциированного роданида железа (III), имеющего яркую кроваво- красную окраску:

FeCl₃ + 3 NH₄SCN ↔ Fe(SCN)₃ + 3NH₄Сl

Смещение равновесия легко наблюдать по изменению интенсивности окраски раствора.

В стаканчик налить 20 мл воды и внести по 1-2 капли насыщенных растворов хлорида железа (III) и роданида аммония. Окрашенный раствор разлить поровну в четыре пробирки. В одну пробирку добавить 2-3 капли насыщенного раствора хло­рида железа (III), во вторую - 2-3 капли насыщенного раствора роданида аммония, в третью внести шпателем немного кристалли­ческого хлорида аммония.

Сравнить окраску растворов в этих пробирках с окраской рас­твора в четвертой пробирке. Во 2-ой и 3-й пробирках окраска раствора усиливается.

В четвертую пробирку прибавить сухую соль хлористого аммония и энергично перемещать стеклянной палочкой. Окраска раствора по мере растворения NH₄CI заметно ослабляется. Данные опыта занести в таблицу 2.

Таблица 2

№ про­- бирки	Концентрация какого компонента равно­весной системы уве­личена	Изменение ин­тенсивности окраски	Направление смещения рав­новесия
1	FeCl3
2	NH4SCN
3	NH4 CI

По изменению интенсивности окраски определить направление смещения равновесия. На основании принципа Ле-Шателье, пользуясь выражением константы химического равновесия

K , объяснить изменение окраски растворов по 2-ой, 3-й и 4-й пробирках и влияние концентрации веществ на химическое равновесие.

Оформите результаты лабораторной работы в тетради.

Сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1. 
   Как называется раздел химии, изучающий скорость и механизм химических реакций?
   
2. 
   Что такое скорость химической реакции и в каких единицах она измеряется?
   
3. 
   От каких факторов зависит скорость химической реакции?
   
4. 
   Какие системы называются гомогенными и гетеро­генными? Дать определение скорости химической реакции.
   
5. 
   Сформулировать закон действия масс. Каков физиче­ский смысл константы скорости химической реакции и от ка­ких факторов зависит се величина.
   
6. 
   Сформулировать правило Вант-Гоффа.
   
7. 
   Какие химические процессы называются обратимыми и необратимыми? Привести примеры практически обратимых и совершенно необратимых процессов.
   
8. 
   Определить понятие химическое равновесие. Сфор­мулировать принцип Ле - Шателье. Действием каких факторов можно сместить равновесие указанных реакций вправо?
   

а) С + Н₂О_(пар) ↔ СО +Н₂; ∆Н = 129,89 кДж

б) N₂ + 3Н₂ ↔ 2NН₃; ∆Н = -92,18 кДж

9. 
   От каких факторов зависит константа равновесия? Написать выражение константы равновесия для реакций:
   

а) Ре₃О_4(К) + 4СО_(Г) ↔ 3Fе_(К) + 4СО_2(Г)

б) 2SO_2(Г) + 0_2(Г) ↔ 2SO_3(Г)

в) РС1_5(Г) ↔ РСl_3(Г) ⁺ С1_2(Г)

10. 
    Как зависит скорость химической реакции от концентрации реагирующих веществ? Напишите математические выражения закона действующих масс для скоростей реакций, протекающих по уравнениям:
    

а) 4 NH₃ + 5 O₂ = 4 NO + 6 H₂O

б) 2 H₂S + SO₂ = 3 S + 2 H₂O


Лабораторная работа № 2

Приготовление растворов заданной концентрации.

Расчеты концентрации растворов
Цель: приобрести навыки приготовления растворов различной концентрации, проверить на практике действенность теоретических знаний о способах выражения концентрации веществ в растворе

Оборудование и реактивы: весы, разновесы, мерные колбы объёмом 200, 500 мл, пипетки, конические колбы, мерные цилиндры, воронки, ложка-шпатель, химические стаканы, стеклянные палочки, кристаллический хлорид натрия, 20 % раствор соляной кислоты, дистиллированная вода,


Теоретическая часть

Концентрацией раствора называется весовое содержание растворённого вещества в определённом весовом количестве или в определённом объёме раствора.

В химии применяют следующие способы выражения концентрации раствора: процентная, молярная, моляльная и нормальная.

Процентная концентрация выражается числом граммов растворённого вещества, содержащимся в 100 г. раствора. Например, 20%-ный раствор поваренной соли – это раствор, в 100 г. которого содержится 20 г. соли и 80 г. воды.

Молярная концентрация выражается количеством молей растворённого вещества, содержащимся в 1 л. раствора. Раствор, содержащий 1 моль растворённого вещества в литре, называется одномолярным (1 М раствор), содержащий 0,1 моля, называется децимолярным (0,1 М раствор) и т.д.

Моляльная концентрация – концентрация растворённого вещества в молях на 1000 г. растворителя.

Нормальная концентрация выражается числом грамм-эквивалентов растворённого вещества, содержащимся в 1 л. 1 г-экв. растворённого вещества, называется одномолярным (1 н. раствор), содержащий 0,1 г-экв. в 1 л. называется децинормальным (0,1 н. раствор) и т.д.

Важнейшей характеристикой раствора является его состав или концентрация компонентов.

Концентрация раствора – это количество растворённого вещества, которое содержится в определённом количестве растворителя или раствора.

Рассмотрим способы выражения концентрации раствора, что наиболее применяются в химической практике.

Процентная концентрация (массовая частица растворённого вещества) выражается числом граммов растворённого вещества, содержащимся в 100 г. раствора.

Она определяется по формуле:
W% = _{* 100%}
где W% - массовая доля растворённого вещества, безразмерная величина;

m_в-ва - масса растворённого вещества, г;

m_р-ра– масса раствора, г.

Молярная концентрация – равна количеству вещества, которое содержится в 1 л раствора.

Где н_в-ва– количество растворенного вещества, моль;

V_р-ра – объём раствора, мл, л.

Моляльная концентрация – равно количеству вещества, которое содержится в 1 кг растворителя.
или
Где н_в-ва – количество растворённого вещества, моль;

V_р-ра– масса раствора, г, кг.

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) – равна количеству эквивалентов растворённого вещества, которое содержится в 1 л раствора.
или
Где н_в-ва– масса растворённого вещества, г;

V_р-ра– объём раствора, мл, л.

M
Экспериментальная часть

Ознакомьтесь с правилами по технике безопасности при работе в химической лаборатории и распишитесь в журнале по ТБ.
Ход работы

Задание 1. Приготовить 1 л раствора хлорида натрия с молярной концентрацией 0,155 М.

Рассчитайте массу хлорида натрия. Для расчетов используйте формулы:

C = ν : V;  ν = C *V;  m = ν *M;  m = C *V* M

Взвесьте на весах рассчитанную навеску. Перенести навеску соли в мерную колбу. Прилейте в колбу немного воды и перемешать стеклянной палочкой до полного растворения соли. Налейте в мерную колбу воды до метки. Чтобы не перелить воду, последние капли добавлять с помощью пипетки.

Задание 2. Приготовить 0,5 л раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 0,10 М из раствора с массовой долей соляной кислоты 20% (ρ = 1,1 г/см³).

Рассчитайте объем раствора соляной кислоты, необходимые для приготовления раствора. Для расчетов используйте формулы:

C_m = ν : V;  ν = C *V;  m = ν *M;  m = C_m *V* M; m = ρV

Взвесьте на весах рассчитанную навеску. С помощью мерного цилиндра отмерьте рассчитанный объем раствора соляной кислоты и перелейте его в мерную колбу. Затем налейте в мерную колбу воды до метки. Чтобы не перелить воду, последние капли добавлять с помощью пипетки.

Оформите результаты лабораторной работы в тетради.

Сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1. 
   Объясните, в чём сущность процесса растворения?
   
2. 
   Перечислите известные вам способы выражения концентрации раствора.
   
3. 
   Что такое нормальность и молярность раствора?
   

Решите задачи на расчет концентрации растворов

Вариант 1

1. Сколько граммов КCl следует растворить в 100 г воды для получения 5 %-ного раствора?

2. Чему равна молярность раствора, содержащего в 0,75 л 4,41 г поваренной соли?

3. К 700 г водного раствора этанола с массовой долей 20 % добавили 240 мл этилового спирта (ρ = 0,80 г/мл). Рассчитайте массу спирта в полученном растворе.

4. Определить молярную и нормальную (эквивалентную) концентрацию 16% - ного раствора NaOH (ρ = 1,18 г/мл)

5. Определите молярную концентрацию раствора Н₃РО₄, в 500 мл которого содержится Н₃РО₄ массой 9,8 г.
Вариант 2

1. Сколько сахара и воды надо взять для приготовления 500 г 2,5 %-ного раствора?

2. Рассчитайте молярность 70%-го раствора серной кислоты объемом 1 л (ρ = 1,622 г/мл).

3. Чему равна процентная концентрация 2 М раствора КОН объемом 1 л (ρ = 1,08 г/мл)

4. Какой объём 20%-ной серной кислоты (ρ=1,14 г/мл) надо прибавить к 100 мл воды, чтобы получить 5%-ный раствор?

5. Сколько граммов Na₂CO₃ содержится в 0,1 М растворе объемом 200 мл?

Лабораторная работа № 3