Мета заняття:експериментально добутисірководень та карбон (ІV) оксид, дослідити їх властивості; навчитися визначати йони галогенів в розчині за допомогою якісних реакцій на йони Cl-, Вr-, І-.
Досліди:
1. Виявлення сполук галогенів (якісні реакції на йони галогенів).
2. Одержання сірководню та вивчення його відновних властивостей.
3. Добування оксиду карбону (ІV) та вивчення його властивостей.
штатив з пробірками, пробіркотримач, корок з газовідвідною
трубкою, спиртівка, скляна паличка, склянка.
& Теоретичне обґрунтування теми
Флуор, Хлор, Бром, Йод і Астат (галогени) - елементисьомої групи головної підгрупи. У сполуках з металами і Гідрогеном, вони легко приєднують один електрон до завершення зовнішнього енергетичного рівня і виявляють ступень окиснення -1. Електронегативність Флуору (4,0) більша за електронегативність будь-якого іншого елемента, тому ступінь окиснення Флуору у всіх його сполуках завжди -1. Хлор, Бром, Йод мають незавершений d-підрівень. Тому для Хлору і його аналогів також характерні і позитивні ступені окиснення: +1, +3, +5, +7 (у сполуках збільш неметалевими елементами).
Галогени – окисники. Окисні властивості галогенів слабшають від Флуору до Астату, тому легко проходять реакції витіснення менш активних галогенів більш активними:
2КI + Cl2 → 2KCl + I2
Водневі сполуки галогенів (галогеноводні) – це безбарвні газоподібні речовини, водні розчини яких є кислотами: HF, НСl, HBr, HI.
Галогени взаємодіють майже з усіма металами, утворюючи галогеніди металів. Галогеніди лужних і лужноземельних металів є типовими солями: СаF2, NаCl , ВаВr2; КI тощо. Більшість солей галогеноводневих кислот добре розчиняються у воді. Нерозчинними і малорозчинними є солі Аргентуму, Плюмбуму і деякі інші. Солі Аргентуму утворюють осади різного кольору, через це катіони Аргентуму є якісними реактивами на йони СІ , Вr- і І-:
Аg+ +СІ - = АgСl - білий осад;
Аg+ + Вr- = АgВr – жовтуватий осад;
Аg+ + І- = АgІ – жовтий осад.
З киснем галогени безпосередньо не взаємодіють.
При розчиненні галогенів у воді проходять хімічні реакції:
2F2 + 2Н2О = 4НF + О2.
СІ2+Н2О =НСlO +НС1 (реакція покладена в основу хлорування води)
Вr2 + Н2О = НВr + НВrО.
Йод з водою не взаємодіє.
Галогени окиснюють складні речовини:
2FеС12 + С12 = 2FеС13,
Н2S + І2 = S + 2НI.
Характерною (якісною) реакцією для йоду є його взаємодія з крохмалем: утворюється сполука темно-синього кольору.
Сульфур — неметалевий р-елемент шостої групи головної підгрупи.
В хімічних сполуках атом Сульфуру виявляє найбільш стійкі ступені окиснення: -2 (у реакціях з металами, воднем і менш активними неметалами), +4, +6 (у реакціях з більш активними неметалами).
Сірка хімічно досить активна, при підвищених температурах взаємодіє з усіма простими речовинами, крім азоту, золота, платини та інертних газів.
З воднем утворює дигідроген сульфід Н2S (сірководень): безбарвний газ з запахом тухлих яєць, дуже отруйний, розчинний у воді, сильний відновник.
В лабораторії його одержують реакцією обміну:
FеS + 2НСl → FеСl2 + Н2S↑.
При сильному нагріванні дигідроген сульфід розкладається:
Н2S → Н2 + S.
При надлишку кисню Н2S згоряє з утворенням SО2, а при недостатній кількості кисню виділяється сірка:
2Н2S + 3О2 → 2SО2 + 2Н2О; 2Н2S + О2 → 2S + 2Н2О;
Водний розчин сірководню є слабкою двохосновною сульфідною кислотою Н2S.
При горінні сірки на повітрі або в кисні утворюються кислотні оксиди: SО2 і частково SО3:
S + О2 → SО2↑; 2SО2 + О2 →2SО3↑.
При розчиненні SО2 і SО3 у воді утворюються відповідно сульфітна (сірчиста) Н2SО3 і сульфатна (сірчана) Н2SО4 кислоти:
SО2 + Н2О → Н2SО3; SО3 + Н2О → Н2SО4.
Із сполук Сульфуру найбільш широко використовується сульфатна кислота. Н2SО4 – двохосновна кислота, утворює два типи солей: середні (сульфати - Nа2SО4) і кислі (гідрогенсульфати - NаНSО4).
Хімічні властивості сульфатної кислоти багато в чому залежать від її концентрації.
Карбон– неметалевий р-елемент ІV групи головної підгрупи. В сполуках виявляє ступені окиснення -4, +2, +4: негативні ступені окиснення - в сполуках з металами (карбіди) і Гідрогеном (вуглеводні), позитивні - у сполуках з Оксигеном.
Карбон утворює два оксиди: отруйний карбон (ІІ) оксид СО (чадний газ) і неотруйний карбон (ІV) оксид СО2(вуглекислий газ). СО - несолетворний оксид, утворюється при неповному окисненні Карбону; СО2 - кислотний оксид - при повному окисненні (горінні), диханні, гнитті, бере участь у важливому біологічному процесі – фотосинтезі. Вуглекислий газ важчий за повітря, не підтримує горіння, дихання, розчиняючись у воді утворює слабку і нестійку карбонатну (вугільну) кислоту:
СО2 +Н2О ↔ Н2СО3
СО2 легко поглинається розчинами лугів, утворюючи карбонати і гідрокарбонати:
2NаОН + СО2→ Nа2СО3+ Н2О
NаОН + СО2 → NаНСО3.
В промисловості його одержують розкладанням вапняку:
СаСО3 → СаО + СО2.
У лабораторії СО2 - взаємодією хлоридної кислоти з мармуром: