Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546




НазваниеКафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546
страница1/15
Дата публикации19.02.2014
Размер1.53 Mb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Химия > Документы
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

НАВСТРЕЧУ 50 – ЛЕТИЮ УНИВЕРСИТЕТА




КАФЕДРА ФИЗИКИ И ХИМИИ



ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ




ПО КУРСУ «ОБЩАЯ ХИМИЯ»


для студентов очной и заочной форм обучения

Минск 2003

УДК 546
Лабораторный практикум предназначен для лучшего усвоения студентами программного материала общетеоретической и прикладной части курса общей химии.

Лабораторный практикум по курсу общей химии для студентов очной и заочной форм обучения рассмотрен на заседании методической комиссии агроэнергетического факультета и рекомендован к изданию на ротапринте БГАТУ.

Протокол № 6 от 20 декабря 2002 г .

Составители: доцент, к.х.н. Корнилова Н. Н.,

старший преподаватель Полушкина С. И.
Рецензенты: профессор кафедры химии БГПУ

им. М. Танка, д.х.н. Пшеничный В. Н.;

к. ф.-м. наук, доцент Новиков В. П.

Введение
В лабораторном практикуме обобщен опыт организации учебного процесса по курсу общей химии в Белорусском государственном аграрном техническом университете.

Использованы также разработки, выполненные сотрудниками кафедры химии Белорусского национального технического университета под руководством профессора, доктор химических наук Яглова В.Н.

Лабораторный практикум составлен в соответствии с рабочей программой по курсу общей химии. Он предусматривает лабораторные работы для всех специальностей, а также лабораторные работы для отдельных специальностей и специализаций с учётом специфики сельскохозяйственного вуза и межпредметных связей.

Специфика преподавания общей химии студентам нехимических специальностей состоит в том, что требуется в короткий срок научить основным приёмам экспериментальной работы, умению наблюдать и самостоятельно делать выводы, что чрезвычайно важно в плане закрепления и более глубокого осмысления теоретического материала. Правильно поставленный эксперимент позволяет проследить закономерности химических процессов, исследовать влияние различных факторов на то или другое явление, запомнить свойства веществ, а также способствует развитию творческого мышления.

При описании опытов авторы ставили перед собой целью привить студентам навыки самостоятельного теоретического толкования наблюдений и выводов, вытекающих из эксперимента. Поэтому при описании опытов поставлен ряд вопросов и даны указания: на что следует обратить внимание, в каком направлении сформулировать выводы и т.д.

Практикум предусматривает индивидуальное выполнение работ каждым студентом. Лишь в отдельных случаях, если ограничено число приборов, работы могут выполняться группами по 2–3 студента.

При работе полумикрометодом занятия становятся более организованными, т.к. каждый студент обеспечивается компактным набором всех реактивов, посуды и приборов, что позволяет сосредоточенно работать. Применение малых количеств реактивов приучает к аккуратности, резко уменьшает расход химических веществ, позволяет применять в практикуме дорогостоящие и дефицитные реактивы, способствует меньшему загрязнению воздуха в лаборатории, сводит к минимуму неблагоприятные воздействия химических веществ, обеспечивает безопасность.

При подготовке к лабораторной работе студент должен по учебнику, конспекту лекций, методическим указаниям изучить программный теоретический материал, разобраться в решении типовых задач по данной теме, чтобы выполнить задание предлабораторного контроля и получить допуск к выполнению лабораторной работы. После этого ознакомиться с целью работы, описанием опытов. Письменно в тетради для лабораторных работ оформить соответствующий протокол работы.

Протокол работы должен включать:

1) название лабораторной работы и дату выполнения,

2) цель работы,

3) наименование опыта,

4) краткое описание хода опыта и наблюдений с обязательными ответами на вопросы, имеющиеся в тексте к лабораторной работе,

5) уравнения реакций,

6) числовые данные с вычислениями,

7) рисунок прибора или схему,

8) выводы.

После окончания лабораторной работы студент приводит в порядок рабочее место. По каждой выполненной работе студент сдаёт зачёт. При этом он предъявляет свою тетрадь преподавателю с полностью оформленной лабораторной работой. При сдаче зачёта студент должен хорошо разбираться в теоретических вопросах, относящихся к выполняемой работе, ясно излагать условия опыта, описывать наблюдавшиеся явления, уметь составлять молекулярные, ионные уравнения, протекавших реакций, правильно делать соответствующие выводы.

^
Правила работы в химической лаборатории

1. Работайте аккуратно, без лишней торопливости; соблюдайте в лаборатории тишину.

2. Работайте всегда на одном и том же месте; желательно в халате.

^ 3. Не загромождайте рабочее место портфелями, свертками, сумками и т.п. Для них в лаборатории отведены специальные столы.

4. Прежде, чем приступить к работе по данной теме, тщательно изучите ее описание. Необходимые приборы и реактивы представлены на рабочем столе.

5. Внимательно наблюдайте за ходом опыта, отмечая и записывая каждую его особенность (выпадение и растворение осадков, изменение окраски, температуры и т.д.).

6. Расходуйте для осуществления химических реакций то количество реактивов, которое рекомендовано в указаниях по выполнению опыта, а если нет специальных оговорок – минимальное.

7. Не уносите приборы, аппараты, реактивы общего пользования на свое рабочее место. Закрывайте склянки с реактивами соответствующими пробками, не путайте их во избежание загрязнения реактивов.

8. Работы с вредными веществами проводите только под тягой. Концентрированные кислоты и щелочи наливайте осторожно в вытяжном шкафу; не уносите их на свои рабочие столы.

9. Если случайно прольете кислоту или щелочь, то быстро смойте их интенсивной струей воды из водопроводного крана, а потом обратитесь к дежурному лаборанту и по его указанию приведите в надлежащий порядок свое рабочее место.

10. Не выливайте в раковину отработанные концентрированные кислоты и щелочи, а пользуйтесь для этого специально отведенной посудой, установленной под тягой. Отработанные металлы складировать в специальную емкость. Бумагу и остатки твердых веществ бросайте в урну.

^ 11. При работе постоянно следите за тем, чтобы реактивы (особенно кислоты, щелочи) не попадали на лицо, руки, одежду.

12. При нагревании реактивов или жидкостей не наклоняйтесь над сосудом во избежание попадания брызг на лицо, одежду, обувь.

13. При нагревании жидкостей в колбе не держите ее отверстием к себе или в

сторону соседа.

14. Не нюхайте выделяющиеся газы, близко наклоняясь к сосуду. Если нужно понюхать газ, то следует сделать это осторожно, слегка направляя рукой поток воздуха к себе.

15. В случае ожога (пламенем горелки или горячим предметом) обожженное место смочить крепким раствором марганцовокислого калия. Можно приложить ватку, смоченную жидкостью от ожога.

16. При разбавлении щелочей, кислот и т.п. веществ, а также при мытье посуды с веществами, разъедающими кожу рук, обязательно надевать резиновые перчатки.

17. В конце работы уберите рабочее место, выключите воду, электроприборы.

Запрещается:

  1. Работать с включенными токоприемниками одному.

  2. Принимать пищу в химической лаборатории.

  3. Работать в химической лаборатории в неаккуратно застегнутой одежде, с распущенными волосами.

  4. Нагревать на открытом огне горючие жидкости.

5. Сливать горячие растворы в толстостенную посуду.

  1. После прохождения инструктажа каждый студент расписывается в специальном журнале по технике безопасности, который хранится на кафедре.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

^
Исследование соли карбоната кальция


Соли являются одним из классов неорганических соединений. Соли – это вещества, молекулы которых состоят из атомов металла и кислотных остатков. Соли бывают: средние (нормальные), кислые, основные, двойные и комплексные.

Если при образовании соли из кислоты и гидроксида все ионы водорода кислоты нейтрализованы гидроксильными группами, образщуется средняя (нормальная) соль. Например:

Н2SO4 + Вa(OH)2 = ВaSO4 + 2H2O.

В случае избытка кислоты образуется кислая соль:

2H2SO4 + Ba(OH)2 = Ba(HSO4)2 + 2H2O.

Чтобы перевести кислую соль в среднюю на нее необходимо подействовать соответствующим гидроксидом:

Ba(HSO4)2 + Ba(OH)2 = 2BaSO4 + 2H2O.

Образование основной соли в процессе нейтрализации наблюдается при избытке гидроксида:

Н2SO4 + 2Ba(OH)2 = (BaОН)2SO4 + 2H2O

Для перевода основной соли в среднюю на нее необходимо подействовать соответствующей кислотой:

(ВаОН)2SO4 + Н2SO4 = 2BaSO4 + 2H2O.

Международная номенклатура некоторых наиболее распространенных кислот и соответствующих им средних солей приведена в таблице 1.1.

Таблица 1.1.

Формула кислоты

Номенклатура

Кислоты

соли

HNO2

HNO3

HBr

H2Cr2O7

HI

H2SiO3

HMnO4

H3PO4

H2SO3

H2SO4

H2S

HCl

H2CO3

HClO4

HClO3

HClO

HCN

Азотистая

Азотная

Бромоводородная

Двухромовая

Иодоводородная

Кремниевая

Марганцовая

Фосфорная

Сернистая

Серная

Сероводородная

Хлороводородная (соляная)

Угольная

Хлорная

Хлорноватая

Хлорноватистая

Циановодородная (синильная)

Нитриты

Нитраты

Бромиды

Бихроматы (дихроматы)

Иодиды

Силикаты

Перманганаты

Фосфаты

Сульфиты

Сульфаты

Сульфиды

Хлориды

Карбонаты

Перхлораты

Хлораты

Гипохлориты

Цианиды


Кислые соли: к названию средней соли прибавляется приставка «гидро»: СаНРО4 –гидроортофосфат кальция; NaH2PO4 – дигидроортофосфат натрия.

Основные соли: к соответствующему названию средней соли прибавляется приставка «гидроксо», например: CuOHNO3 – гидроксонитрат меди (II); Al(OH)2Cl – дигидроксохлорид алюминия.
^ Опыт 1. Определение чистоты карбоната кальция

Цель опыта

Определить содержание чистого вещества СаСО3 в исследуемом образце карбоната кальция.

^ Выполнение опыта

Прибор для выполнения опыта состоит из бюретки (1), двухколенной пробирки (2) и уравнительной склянки (3) наполовину заполненной уравновешивающей жидкостью – насыщенный раствор гидрокарбоната натрия NaHCO3 (рис. 1.1). Жидкость в обоих коленах прибора должна находиться на одном уровне и приближаться к нулевому делению.

Получить у лаборанта навеску карбоната кальция. В одно колено пробирки (2) поместить навеску карбоната кальция, в другое – налить 3-4 см3 раствора соляной кислоты с массовой долей HCl равной 10 %.

Рис. 1.1. Прибор для выполения

работы
Присоединить реакционную пробирку (2) к прибору. Подготовить прибор к работе и проверить на герметичность. Для этого, не снимая пробирку (2), приподнять уравнительную склянку (3) на 20-25см выше края бюретки (1). Если уровень жидкости в бюретке не меняется – прибор герметичен. Установить на одном уровне жидкость в бюретке (1) и уравнительной склянке (3). Записать показания первоначального уровня жидкости в бюретке (1) по нижнему мениску (V1). Перелить раствор кислоты в колено пробирки, где находится карбонат кальция. Образующийся в результате реакции оксид углерода (IV) вытесняет жидкость из бюретки и ее уровень опускается.

СаСО3 + 2НСl = CaCl2 + H2CO3 (1.1)

H2O CO2

^ Наблюдения и выводы

Когда весь карбонат кальция прореагирует, прекратится изменение уровня жидкости в бюретке и прибор охладится до комнатной температуры, необходимо привести давление в приборе к атмосферному, совместив уровни в обоих коленах прибора (не снимая пробирку (2)). Записать положение уровня жидкости в бюретке после опыта (V2). Объем выделившегося газа будет равен:

V(CO2)= (V2 - V1) , см3 (1.2)

Определить барометрическое давление и температуру. Давление водяного пара над насыщенным раствором гидрокарбоната натрия принять равным давлению пара над водой при температуре опыта (табл.1.1).

Экспериментальные данные:

- масса навески карбоната кальция – m (обр.), г;

- объем выделившегося газа – V (СО2), см3;

- температура опыта (по термометру) – Т, К;

- атмосферное давление (по барометру) – р, мм. рт.ст.;

- давление насыщенного водяного пара

при температуре опыта – р (Н2О), мм. рт.ст.

Таблица 1.2

Зависимость давления пара над водой в зависимости от температуры



Температура, оС

Давление,

мм.рт.ст.

Температура, оС

Давление,

мм.рт.ст.

15

16

17

18

19

20

21

22

12,79

13,63

14,53

15,48

16,48

17,54

18,65

19,83

23

24

25

26

27

28

29

30

21,07

22,38

23,76

25,21

26,74

28,35

30,04

31,82

Полученный объем газа – V(СО2) пересчитать на нормальные условия по объединенному газовому закону

P V Po Vo

------- = --------; (1.3)
T To
^
V(CO2) 273 [р – р(Н2О)]
Vo(CO2) = ------------------------------- ; (1.4)
760 Т

По стехиометрии реакции (1.1) определить массу (m(СаСО3)) прореагировавшего чистого карбоната кальция.

Рассчитать чистоту (массовую долю) карбоната кальция в исследуемом образце:

m(СаСО3)

ω (СаCO3)опыт. = -------------- . (1.5)

m(обр.)

Определить абсолютную () и относительную () ошибки опыта. Теоретическое значение массовой доли СаСО3 в образце узнать у преподавателя.

= ω (СаCO3)теор. - ω (СаCO3)опыт. (1.6)


= -------------------- 100%. (1.7)

ω (СаCO3)теор.

^
Опыт 2.Определение молярной массы эквивалента карбоната кальция
Эквивалент – условная частица вещества (В) в ZB раз меньше, чем соответствующая ему формульная единица. Число ZB называют эквивалентным числом и опреляют по химической реакции, в которой участвует данное вещество.

Молярная масса эквивалента Мэ(В) есть отношение молярной массы вещества МВ к числу эквивалентности ZB. Единица измерения – г/моль, кг/моль.

МВ 1 16
Мэ(В) = -------; Мэ(Н) =--- = 1 г/моль; Мэ(О) =----- = 8 г/моль.
ZB. 1 2
Количество вещества эквивалентов nэ(В) (единица – моль) равно произведению числа эквивалентности ZB на количество вещества nB:

nэ(В) = ZB nB. (1.8)

Объем молярной массы эквивалентов газообразного вещества (В) при нормальных условиях VMэ(В) есть отношение молярного объема газообразного вещества к числу эквивалентности:

Vn(В)

VMэ(В) = ----------, л/моль. (1.9)

ZB
22,4 22,4

VMэ2) = ------ = 11,2 л/моль; VMэ2) = ------ = 5,6 л/моль;

2 4
Закон эквивалентов: все вещества реагируют в равных количествах вещества эквивалентов. nэ1) = nэ2), т.е. массы реагирующих веществ пропорциональны молярным массам эквивалентов этих веществ.

mB Mэ(B1) mB Mэ(B1)

------ = ---------- ; (1.10) или ---- = ------------ , (1.11)

mB Mэ(B2) VB VMэ2)

если одно из реагирующих веществ – газ.

mB и mB – массы реагирующих веществ;

Mэ(B1) и Mэ(B2) – молярные массы эквивалентов реагирующих веществ;

VMэ2) – объем молярной массы эквивалентов газообразного вещества;

VB – объем газа при нормальных условиях.
^ Цель опыта

Определить молярную массу эквивалента карбоната кальция.

Выполнение опыта

Аналогично опыту 1.

Наблюдения и выводы

По закону эквивалентов рассчитать молярную массу эквивалента карбоната кальция:
m (CaCO3) Vo(CO2) m (CaCO3) Vэ(CO2)
--------------- = --------------, откуда Mэ(СаСО3)опыт. = ---------------------------,
Mэ(СаСО3) Vэ(CO2) Vo(CO2)
где Vэ(CO2) = 11200мл/моль.



Рассчитать теоретическое значение молярной массы эквивалента карбоната кальция по формуле:

М(СаСО3)

Mэ(СаСО3)теор.= ----------------,

n В
М(СаСО3) – молярная масса карбоната кальция, г/моль;
^
В - валентность металла в молекуле СаСО3;

n - число атомов металла в молекуле СаСО3.

Определить абсолютную () и относительную () ошибки опыта.


^
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Способы выражения состава растворов


Раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, относительные количества которых могут изменяться в определенных пределах без нарушения однородности системы.

Одной из важнейших характеристик раствора является его концентрация. Концентрацией раствора называется количество растворенного вещества, содержащееся в определенном количестве раствора или растворителя.
^ Основные способы выражения состава раствора:

1. Массовая доля растворенного вещества (В) – ωВ – безразмерная величина, равная отношению массы растворенного вещества mВ к массе раствора mр-ра:

mВ

ωВ = ------- . (2.1)

mр-ра

Массовая доля может быть выражена в процентах:

mВ

ωВ = -------- 100% . (2.2)

mр-ра
2. Молярная доля растворенного вещества (В) – χ – безразмерная величина, равная отношению количества этого вешества nB к суммарному количеству всех веществ, входящих в состав раствора, включая растворитель:

nB

χ = ------; ∑nі = nB + nB + nB + … + nB (2.3)

nі

Молярная доля может быть выражена в процентах:

nB

χ = ------- 100% . (2.4)

nі

Для двухкомпонентного раствора:

nB

χ = ------------ , (2.5)

nB + nр-ля

где nр-ля - число моль растворителя.
3. Молярная концентрация вещества (В) - СВ или «1М; 0,1М» (моль/м3, моль/л) – равна отношению количества растворенного вещества (В) к объему раствора:

nВ mB

СВ = --------- = -----------------. (2.6)

Vр-ра MВ Vр-ра
4. Молярная концентрация эквивалента вещества (В) – Сэ(В) или «1н.; 0,1н.» (моль/м3, моль/л) – равна отношению количества эквивалентов вещества (В) к объему раствора Vр-ра:

nэ(В) mB

Сэ(В) = ---------- = -----------------. (2.7)

Vр-ра Мэ(В) Vр-ра
5. Моляльность вещества (В) в растворе – Сm (В) (моль/кг) – равна отношению количества вещества (В) к массе растворителя (mр-ля):

nВ mB

Сm (В) = -------- = ------------ . (2.8)

mр-ля MB mр-ля
6. Титр раствора вещества (В) - ТВ (г/см3) - равен отношению массы растворенного вещества (В) к объему раствора (Vр-ра):

mB

ТВ = ------ , г/см3. (2.9)

Vр-ра

Титр связан с молярной концентрацией эквивалента вещества (В) в растворе соотношением:

Сэ(В) Мэ(В)

ТВ = --------------------- . (2.10)

1000

Если два вещества (В1 и В2) реагируют в растворе, то молярные концентрации эквивалентов веществ (В1 и В2) и их объемы связаны соотношением:

Сэ( В1) V В = Сэ( В2) V В . (2.11)
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconФизическая химия лабораторный практикум Санкт-Петербург 2010 удк...
Физическая химия. Лабораторный практикум. Составители: Д. Э. Чиркст, О. В. Черемисина, Иванов И. И., Иванов М. В., Лобачева О. Л.,...

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconМетодические указания к выполнению курсовой работы по эпизоотологии...
Донник И. М., Шилова Е. Н., Исаева А. Г.: Методические указания к выполнению курсовой работы по эпизоотологии (для студентов очной...

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconМосковский государственный университет технологий и управления
Лабораторный практикум для студентов механических, технологических и экономических специальностей всех форм обучения

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconМосковский государственный университет технологий и управления
Лабораторный практикум для студентов механических, технологических и экономических специальностей всех форм обучения

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconМетодические указания по выполнению и подготовке к защите курсовых...

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconУчебное пособие Тверь, 2003 удк 621. 318 001. 41 Рецензенты: кафедра...
Учебное пособие предназначено для студентов, специализирующихся в области магнетизма и физики твердого тела, а также радиофизики...

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconМетодические указания предназначены для студентов очной и заочной...
Методические указания предназначены для студентов очной и заочной форм обучения по специальности 080109 «Бухгалтерский учет, анализ...

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconБ. К. Лаптенков Приложение №1 к Виртуальному практикуму по физике...
Учебное пособие для студентов высших технических учебных заведений дневной, вечерней и заочной (дистанционной) форм обучения. М.:...

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconУчебно-методическое пособие Подготовка и защита выпускных квалификационных...

Кафедра физики и химии лабораторный практикум по курсу «общая химия» для студентов очной и заочной форм обучения Минск 2003 удк 546 iconРоссийской Федерации Тверской государственный технический университет...
Методическое пособие содержит правила оформления лабораторных работ, а также теоретические сведения по основным разделам курса «Химия»....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов