Лабораторні роботи з хімії

5Лабораторна робота №4

Добування карбону(ІV) оксиду та вивчення його властивостей

1. Мета роботи:

1.1. Навчитися одержувати карбон(ІV) оксид в лабораторних умовах.

1.2. Вивчити фізичні і хімічні властивості карбон(ІV) оксиду.

2. Матеріали та обладнання:

2.2. Реактиви: розчини нітратної та хлоридної кислот (1:2), кальцію та натрію гідроксидів, лакмусу або метилового оранжевого, фенолфталеїну, натрію карбонату, барію хлориду, аргентуму нітрату. Тверді натрію, калію, кальцію та магнію карбонати; натрію сульфат, хлорид та силікат;

2.2. Обладнання: вапняк, мармур або крейда, скіпки, тигельні щипці, нагрівний прилад, пробірки, газовідвідні трубки.

3. Загальні теоретичні положення:

   Добування оксиду карбону(ІV).

У лабораторних умовах СО₂ добувають дією хлоридної кислоти на мармур:

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂

У промисловості оксид карбону(ІV) добувають прожарюванням вапняку:

CaCO₃ CaO + CO₂

3.1. Хімічні властивості карбон (ІV) оксиду.

1. Взаємодія  з водою.

Якщо у пробірку з водою(1-2мл) додати 1-2 краплі розчину лакмусу, а потім пустити туди вуглекислий газ, лакмус змінить своє забарвлення, і розчин почервоніє. Це пояснюється тим, що СО₂ взаємодіє з водою з утворенням нестійкої карбонатної кислоти:

H₂O + CO₂              H₂CO₃                        

2. Взаємодія з основами і основними оксидами.

Карбон(ІV) оксид СО₂ реагує з лугами у водних розчинах та з твердими лугами і основними оксидами за стандартних умов, утворюючи

солі – карбонати:   

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃+ H₂O

CaO + CO₂ = CaCO₃

4.Порядок виконання роботи:

4.1. Дослід 1. Добування карбону (IV) оксиду

Складіть прилад для добування газів та випробуйте його на герметичність. Замість колби можна взяти велику пробірку, покладіть в неї кілька шматочків вапняку, мармуру або крейди. Прилийте розчину хлоридної кислоти 1:2. Швидко закрийте реагуючі речовини газовідвідною грубкою, кінець якої опустіть у порожній стакан або велику пробірку. Час від часу запаленою скіпкою перевіряйте рівень заповнення посудини вуглекислим газом. Коли посудина наповниться ним, спробуйте перелити його в іншу таку ж посудину так, як переливають воду. За допомогою запаленої скіпки перевірте, чи вдалася вам ця спроба.

4.2. Дослід 2. Взаємодія оксиду карбону (IV) з водою

Наступну порцію вуглекислого газу пропустіть у велику пробірку, що на третину заповнена холодною водою, періодично збовтуючи її. Добутий розчин розлийте на дві порції. До кожної з них додайте розчину лакмусу або метилового оранжевого, а потім до першої -  вапняної води, а другу порцію злегка підігрійте.

Опишіть та поясніть спостереження. Складіть рівняння відповідних реакцій у повній та скороченій іонній формах.

4.3. Дослід 3. Взаємодія карбону (IV) оксиду з лугами

Продовжіть пропускання вуглекислого газу, але вже крізь розчин вапняної води. Чому спочатку з'являється каламуть, а потім вона зникає? Аналогічно пропустіть карбону (IV) оксид крізь розбавлений розчин натрію гідроксиду, до якого добавлено кілька крапель фенолфталеїну.

Що спостерігаєте? Напишіть рівняння реакцій у молекулярній, повній і скорченій іонній формах.

4.4. Дослід 4. Якісна реакція на карбонати

Дослідіть дію розчину хлоридної кислоти на натрію, калію, кальцію та магнію карбонати. Для цього на дно пробірки налийте потроху солей та приливайте краплями кислот. Після характерного "скипання" опустіть у пробірку запалену тонку скіпку. Повторіть дослід, але замість хлоридної кислоти візьміть нітратну.

Поясніть спостереження, зробіть висновок про відношення карбонатів до дії кислот, напишіть рівняння відповідних реакцій у молекулярній, повній та скороченій іонній формах.

4.5. Дослід 5. Відношення карбонатів до дії кислот

У дві пробірки налийте по 1-2 мл розчинів натрію карбонату та барію хлориду. Додайте по кілька крапель розчину аргентуму нітрату.

Що спостерігаєте? До осадів, що утворилися, долийте розбавленої нітратної кислоти. Що спостерігаєте у кожній з пробірок? Напишіть молекулярні, повні та скорочені іонні рівняння реакцій.

5. Питання і завдання для самоперевірки.

5.1. Назвіть і поясніть способи одержання карбон(ІV) оксиду в лабораторії і промисловості.

5.2. Чому в земній атмосфері приблизно постійна кількість вуглекислого газа?

5.3. З якими з перелічених речовин взаємодіє карбон(ІV) оксид:

NH₃, NaOH, H₂O, H₂O, C, SO₃, BaO, HCl, CuSO₄?

Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються.

5.4. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити слідуючі перетворення:

а)   СO        CO₂        NaCO₃         CaCO₃  

б)  CH₄       CO₂        MgCO₃            MgCl₂

6. Домашнє завдання:

6.1. Буринська Н.М, Величко Л.П. Хімія 10кл – Київ, 2001 – с. 81 – 90.

7. Література

7.1. Акімова I.I., Запорожець Н.В. Зошит для лабораторних та практичних робіт з
хімії. 9 клас. - Харків: Ранок, 2000. - с.64.

7.2. Астахов А.И., Касьяненко А.И. Химия - 4-е изд. - К.: Вища школа., 1982. с.296.

7.3. Буринська Н.М. Основи загальної хімії, 11кл.: Пробний підручник для середніх загальноосвітніх навчальних закладів з поглибленим вивченням хімії. - К.; Ірпінь: ВТФ "Перун", 1997.- с. 176.

7.4. Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія, 10 кл.: Пщручник для середніх шкіл. - К.: Ірпінь: ВТФ "Перун", 2000. - с. 176.

7.5. Буринська   Н.М.,   Величко   Л.П.   Хімія,   11   кл.:   Підручник   для   середніх загальноосвніх закладів. - К.: Ірпінь: ВТФ "Перун", 2000. - с. 176.

7.6. Домбровський А.В., Лукашова H.I., Лукашов С.М. Хімія, 10-11 кл.: Органічна
хімія: Підручник для 10-11кл. середньої загальноосвітньої школи. - К.: Освіта, 1998. -
с. 192.

7.7.Чайченко Н.М., Скляр A.M. Основи загальної хімії:  Підручник для   11кл.
середніх загальноосвітніх навчальних шкіл з поглибленим вивченням хімії. 2-ге вид.,
перероб. - К.: Освта, 1997. - с. 144.