Тлеющая лучинка вспыхивает в сосуде
Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Воспламенение тлеющей лучинки в кислороде
Так сложилось, что изучение химии часто начинают с демонстрации опытов с кислородом. В свое время воспламенение тлеющей лучинки в кислороде было одним из самых распространенных экспериментов, которые показывали на уроках химии в школе. В пробирке с газоотводной трубкой нагревали перманганат калия, конец газоотводной трубки помещали в стакан или колбу. Когда кислород вытеснял из сосуда воздух [1], туда вносили тлеющую лучинку. Лучинка ярко вспыхивала и сгорала.
В свое время я видел упомянутый эксперимент во время урока химии в школе, однако самому провести его никогда не доводилось (равно, как и другие опыты с кислородом). – Несмотря на то, что сейчас я далеко не молод и за свою жизнь довелось проделать и описать множество химических и физических экспериментов. Пару раз я вносил спичку или горящее дерево в колбу, где разлагалась перекись водорода, но экспериментом такое действие назвать трудно. Наконец пришло время восполнить пробел, который слишком уж затянулся.
Наиболее удобным источником кислорода среди веществ, которые когда-то были доступны, является перманганат калия. В свое время он продавался в аптеке. Достаточно нагреть перманганат в пробирке – и мы получим поток сухого кислорода.
Однако, в наше время перманганат калия, как и множество других необходимых химикам веществ, фактически поставлены вне закона. По словам коллеги, стоимость перманганата на черном рынке Украины достигает 5000 грн за кг, а легально купить данное вещество практически невозможно (даже если оно официально вам нужно для работы).
Исходя из реалий жизни, пришлось использовать в качестве источника кислорода пергидроль – 30% раствор перекиси водорода. Скажу честно, данное вещество мне не нравится тем, что при разложении оно дает вместе с кислородом пары и аэрозоль воды. Как показали эксперименты коллег, во многих случаях это не помеха, но все-таки я решил, что аэрозоль и пары воды лучше отделить (хотя бы частично). Сделал простенькую установку. Коническую колбу на 300 мл со шлифом накрыл аллонжем. Отвод аллонжа (который обычно подсоединяется к холодильнику) зарыл, а ко второму отводу (который подсоединяется к хлоркальциевой трубке) присоединил газоотводную трубку. Ко второму концу газоотводной трубки присоединил пустую промывалку. В промывалке должны были оседать брызги, туман и конденсироваться большая часть паров. Трубка от выхода из ловушки шла к литровой колбе – где должен будет собираться кислород.
В колбу-реактор налил воды, добавил в нее немного перманганата, после чего быстро прилил 30% пергидроль и закрыл пробку (она же – аллонж).
Во время первой попытки я добавил слишком мало перекиси водорода, поэтому, когда внес в колбу тлеющую лучинку, она не загорелась. Во второй раз я добавил сразу примерно 30 мл перекиси – в результате началось слишком бурное разложение: туман не полностью задержался в ловушке и частично попал в колбу с кислородом. Несмотря на это, когда я внес в колбу тлеющую лучину, лучинка ярко вспыхнула и с треском сгорела.
Во второй раз я уменьшил количество перманганата – в результате разложение перекиси водорода было бурным, но брызги и туман не попали в колбу с кислородом. В этот раз лучинка также вспыхнула и с треском сгорела ярким бело-желтым огнем, оставив после себя желтый продолговатый уголек, который через несколько секунд растаял в кислороде. В обоих случаях при сгорании лучинки образовался дым.
_______________________________________________
1 Напомню, что молекулярная масса кислорода – 32 больше, чем средняя молекулярная масса воздуха – 29, следовательно, кислород тяжелее воздуха.
Источник
Вариант 1
Опыт 1
Получение, собирание и распознавание водорода
Соберите прибор для получения газов и проверьте его на герметичность. В пробирку положите 1-2 гранулы цинка и прилейте в неё 1-2 мл соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой (см. рис. 76) и наденьте на кончик трубки ещё одну пробирку. Подождите некоторое время, чтобы пробирка заполнилась выделяющимся газом.
Снимите пробирку с газоотводной трубки и, не переворачивая её, немного наклонив, поднесите отверстием к горящей спиртовке. Если в пробирке находится чистый водород, то раздастся глухой хлопок, если “лающий” звук – водород собран в смеси с воздухом, т. е. в пробирке собран “гремучий газ”.
Вопросы и задания:
1. Что происходит при взаимодействии цинка с соляной кислотой? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Рассмотрите записанную реакцию с точки зрения процессов окисления-восстановления.
3. Опишите физические свойства водорода, непосредственно наблюдаемые при проведении опыта.
4. Опишите, как можно распознать водород.
Опыт 2
Получение, собирание и распознавание аммиака
Соберите прибор, как показано на рисунке 168, и проверьте его на герметичность.
В фарфоровую чашку насыпьте хлорид аммония и гидроксид кальция объёмом по одной ложечке для сжигания веществ. Смесь перемешайте стеклянной палочкой и высыпьте в сухую пробирку. Закройте её пробкой и укрепите в лапке штатива (обратите внимание на наклон пробирки относительно отверстая!). На газоотводную трубку наденьте сухую пробирку для собирания аммиака.
Сначала 2-3 движениями пламени прогрейте всю пробирку со смесью хлорида аммония и гидроксида кальция, а затем нагревайте только в том месте, где находится смесь.
Для обнаружения аммиака поднесите к отверстию перевёрнутой вверх дном пробирки влажную фенолфталеиновую бумажку.
Прекратите нагревание смеси. Пробирку, в которой собран аммиак, снимите с газоотводной трубки. Конец газоотводной трубки сразу же закройте кусочком мокрой ваты.
Немедленно закройте отверстие снятой пробирки большим пальцем, погрузите пробирку отверстием вниз в сосуд с водой и освободите отверстие пробирки. Что вы наблюдаете? Почему вода в пробирке поднялась? Закройте пальцем отверстие пробирки под водой и выньте её из сосуда. Переверните пробирку и добавьте в неё 2-3 капли раствора фенолфталеина. Что наблюдаете?
Проведите аналогичную реакцию между растворами щёлочи и соли аммония при нагревании. Поднесите к отверстию пробирки влажную индикаторную бумажку. Что наблюдаете?
Вопросы и задания:
1. Что происходит при взаимодействии хлорида аммония и гидроксида кальция? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Опишите физические свойства аммиака, непосредственно наблюдаемые в опыте.
3. Опишите не менее двух способов распознавания аммиака.
Вариант 2
Опыт 1
Получение, собирание и распознавание кислорода.
Соберите прибор, как показано на рисунке 109, и проверьте его на герметичность. Пробирку примерно на ¼ объёма заполните перманганатом калия KMnO4, у отверстия пробирки расположите рыхлый комочек ваты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Укрепите пробирку в лапке штатива так, чтобы конец газоотводной трубки доходил почти до дна сосуда для сбора кислорода.
Сначала 2-3 движениями пламени прогрейте всю пробирку с KMnO4, а затем нагревайте только в том месте, где находится вещество.
Наличие кислорода в сосуде проверяйте тлеющей лучинкой.
Вопросы и задания:
1. Что происходит при нагревании перманганата калия? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Рассмотрите записанную реакцию с точки зрения процессов окисления-восстановления.
3. Опишите физические свойства кислорода, непосредственно наблюдаемые в опыте.
4. Опишите, как вы распознавали кислород.
Опыт 2
Получение, собирание и распознавание оксида углерода (IV).
В пробирку поместите несколько кусочков мела или мрамора и прилейте 1-2 мл разбавленной соляной кислоты. Быстро закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки опустите в другую пробирку с 2-3 мл известковой воды.
Несколько минут наблюдайте, как через известковую воду проходят пузырьки газа.
Вопросы и задания:
1. Что происходит при взаимодействии мела или мрамора с соляной кислотой? Составьте уравнение реакции и дайте её характеристику по всем изученным признакам классификации химических реакций.
2. Рассмотрите проведённую реакцию в свете теории электролитической диссоциации.
3. Опишите физические свойства оксида углерода (IV), непосредственно наблюдаемые в опыте.
4. Опишите, каким способом вы распознавали оксид углерода (IV).
Ответ
Вариант 1
Опыт 1
1) При взаимодействии цинка с соляной кислотой выделяется газ:
Zn + 2HCl ⟶ ZnCl2 + H2↑
Реакция замещения, экзотермическая, необратимая, гетерогенная, некаталитическая, окислительно-восстановительная.
| 2) Zn + 2HCl ⟶ ZnCl2 + H2↑ | ||
| 2H+ + 2ē ⟶ H20 | 1 | окислитель (восстановление) |
| Zn0 – 2ē ⟶ Zn+2 | 1 | восстановитель (окисление) |
3) Водород при нормальных условиях – газ, не имеющий цвета и запаха, который легче воздуха.
4) Распознать водород можно по звуку горения в пробирке, если в пробирке находится чистый водород, то раздастся глухой хлопок, если “лающий” звук – водород собран в смеси с воздухом, т. е. в пробирке собран “гремучий газ”.
Опыт 2
1) При взаимодействии хлорида аммония и гидроксида кальция образуется аммиак:
2NH4Cl + Ca(OH)2 ⟶ CaCl2 + 2NH3↑ + 2H2O
2NH4+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- ⟶ Ca2+ + 2Cl- + 2NH3↑ + 2H2O
NH4+ + OH- ⟶ NH3↑ + H2O
2) Аммиак при нормальных условиях – газ, который легче воздуха, не имеющий цвета, обладающий резким запахом.
3) Распознать аммиак можно по запаху и с помощью раствора фенолфталеина, в при растворении аммиак окрасит его в малиновый цвет.
Вариант 2
Опыт 1
1) При нагревании перманганата калия он разлагается с образованием кислорода:
2KMnO4 t ⟶ K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Реакция разложения, эндотермическая, необратимая, гетерогенная, некаталитическая, окислительно-восстановительная.
| 2) 2KMnO4 t ⟶ K2MnO4 + MnO2 + O2↑ | ||
| Mn+7 + 3ē ⟶ Mn+4 | 1 | окислитель (восстановление) |
| Mn+7 + 1ē ⟶ Mn+6 | ||
| 2O-2 – 4ē ⟶ O20 | 1 | восстановитель (окисление) |
3) Кислород при нормальных условиях – газ, не имеющий цвета и запаха, который тяжелее воздуха.
4) Наличие кислорода в сосуде подтвердили с помощью тлеющей лучинкой, она вспыхнула.
Опыт 2
1) При взаимодействии мела с соляной кислотой выделяется углекислый газ:
CaCO3 + 2HCl ⟶ CaCl2 + H2O + CO2↑
Реакция обмена, экзотермическая, необратимая, гетерогенная, некаталитическая, не окислительно-восстановительная.
2) CaCO3 + 2H+ + 2Cl- ⟶ Ca2+ + 2Cl- + H2O + CO2↑
CaCO3 + 2H+ ⟶ Ca2+ + H2O + CO2↑
3) Оксид углерода (IV) при нормальных условиях – газ, не имеющий цвета и запаха, который тяжелее воздуха.
4) Распознали оксид углерода (IV) с помощью известковой воды, в результате реакции образовался осадок белого цвета:
CO2 + Ca(OH)2 ⟶ CaCO3 + H2O
Источник