Робота з газами в курсі хімії

Питання для підготовки.

1. Прилади для добування та зберігання газів.

2. Будова, принцип дії та підготовка до роботи апарата Кіппа та газометра; правила роботи з ними. Методика їх використання.

3. Застережні заходи при роботі з приладами для добування газів.

4. Саморобні прилади для добування газів. Перевірка приладів на герметичність.

5. Способи збирання та переливання газів.

6. Висушування газів.

7. Газоподібні речовини, що вивчаються в курсі неорганічної хімії: кисень, водень, гідрогенхлорид, амоніак, карбон діоксид: добування, збирання, вивчення властивостей.

8. Робота з газами в курсі органічної хімії. Добування та дослідження властивостей метану, етилену та ацетилену.

9. Знешкодження залишків газів після проведення дослідів з ними. Утилізація газів.

10. Аналіз шкільних програм. Місце запропонованих дослідів у шкільному курсі хімії (клас, тема, на які базові знання спираються, які нові поняття та вміння формуються).

Завдання: повторити теоретичні знання з фізичних та хімічних властивостей газоподібних речовин, способів їх добування, збирання та зберігання; проробити демонстраційні досліди з даного розділу, з’ясувати техніку та методику їх проведення, провести вправи з демонстрування.

ХІД ЗАНЯТТЯ

1. Ознайомитися з будовою, принципом дії та правилами користування апаратом для добування газів АКТ-500 (апаратом Кіппа) та газометром (Г-5).

Апарат для добування газів АКТ-500 (апарат Кіппа)

В шкільних умовах апарат використовують для добування водню дією розбавленої хлоридної кислоти на метали (цинк), а також для добування вуглекислого газу дією розбавленої хлоридної кислоти на мармур.

Апарат складається з основної посудини з сферичною частиною (2) – реактором та напівсферичною опорною частиною. Верхній отвір реактора слугує для установки лійки (1) (масивної, сферичної форми, з довгим – майже до дна основи – стеблом, що тоншає донизу), а боковий – газового крану (3). У більшості апаратів опорна частина містить тубус (4) для зливу рідини при розбиранні. Між реактором та опорною частиною розміщують диск (вініпластовий або гумовий) для розташування твердих реагентів.

Підготовка до роботи.

1. Вміщують в реактор (2) диск для твердих реагентів, закривають зливний тубус пробкою (4).

2. На шліф лійки (1) наносять ущільнюючу змазку, з’єднують її з реактором.

3. Через отвір в реакторі для газового крану за допомогою лійки для порошків засипають гранули твердого реагенту (якщо він просипається у нижню частину – замінити диск).

4. Встановлюють газовий кран (3), відкривають його.

5. За допомогою конічної лійки, тимчасово встановленої у верхній отвір сферичної лійки (1), заливають розчин кислоти (приблизно 800 мл хлоридної кислоти 1:1 чи 1:2 або сульфатної – 1:5). Її ллють до тих пір, доки рівень рідини в реакторі підніметься вище твердої речовини на 1-1,5 см (б).

6. Закривають кран. Рідина із реактора газом витісняється у лійку (в).

Після проведення дослідів апарат розбирають та підготовлюють до зберігання. Переносячи прилад не можна тримати його за лійку.

Порядок розбирання АКТ-500.

1. Підготовлюють стакан для злива кислоти. Апарат ставлять на підвищення, стакан розташовують трохи нижче.

2. Нахиляють прилад, відкривають зливну пробку. Зливають кислоту (г). Для прискорення процесу відкривають газовий кран на реакторі; після зливу кислоти його знімають.

3. Закривають пробку зливного отвору, заливають у прилад воду для відмивання його від кислоти. Зливають воду в каналізацію, операцію повторюють ще раз.

4. Якщо апаратом тривалий час не будуть користуватись, то розбирання проводять повне: знімають сферичну лійку, висипають твердий реагент, видаляють ущільнюючий засіб (стрічку чи змазку), промивають частини апарата з миючим засобом, висушують у сушильній шафі та складають для зберігання, заложивши у місця з’єднань смужки паперу.

Газометр Г-5

Газометр застосовують для збирання, зберігання та використання газів, малорозчинних у воді, та які не утворюють з повітрям вибухових сумішей (кисню, азоту, нітроген(II) оксиду тощо).

Газометр (б) складається із циліндричної посудини (в) з верхнім отвором для сполучення з лійкою та двома тубусами (верхнім – для установки газового крану та нижнім – для установки пробки, через яку заповнюють прилад газами та зливають воду). Лійка (а) являє собою фігурний масивний пристрій з краном та звуженою донизу стеблиною. Пробка для нижнього тубусу містить два отвори, в які вставлені трубки: коротка більшого діаметру – для випуску води при заповненні приладу газом, довгу меншого діаметра – для подачі газу. Зовнішні кінці трубок приблизно однакові, трохи загнуті. Частина трубки для подачі газу, повернута всередину газометра, повинна бути трохи довшою тубуса.

Порядок збирання та заповнення газометра.

1. Закривають нижній отвір приладу пробкою, ретельно ущільнюють її, зовнішні кінці трубок орієнтують догори, прикривають гумовими ковпачками.

2. За допомогою ущільнюючих засобів з’єднують з основною частиною фігурну лійку, перевіряють проходимість її крану, залишають його відкритим.

3. Через тубус для газового крану заповнюють газометр водою. Максимально витісняють повітря, трохи нахиляючи прилад, встановлюють пробку з відкритим газовим краном, закривають його.

4. Закривають кран на лійці. Під трубки нижньої пробки підставляють невелику низьку посудину, наприклад, чашку Петрі. Якщо прилад герметичний, то при зніманні ковпачків витече зовсім трохи води.

5. З’єднують тонку трубку із джерелом газу, а товсту – із шлангом для відводу води. Газ подають повільно, щоб вода витікала без ознак підвищеного тиску (г). Заповнюють приблизно ¾ об’єму приладу газом, відключають трубки і закривають ковпачками (д).

6. Для використання газу його витісняють водою через кран лійки (е).

2. Добути водень і дослідити його фізичні та хімічні властивості.

Добування водню взаємодією кислоти з цинком

Реактиви та обладнання: апарат Кіппа, цинк, розчин кислоти, пальник, кристалізатор з водою, циліндр, скло, пробірка, промивна склянка, штатив з лапкою.

При добуванні водню у великих кількостях використовують прилади для добування газів, наприклад, апарат Кіппа. Перш, ніж використовувати водень, перевіряють його на чистоту! Для цього їм наповнюють шляхом витіснення повітря пробірку, яку потім підносять до полум’я пальника. Якщо чути різкий вибух, то це свідчить про те, що водень змішаний з повітрям. Продовжують реакцію доти, доки при підпалюванні водню буде чути лише легкий характерний звук.

Щоб дослідити газ спочатку кристалізатор і циліндр наповніть водою, занурте циліндр у кристалізатор отвором вниз, закріпіть у лапці штативу. Заповніть циліндр газом, доведіть, що цей газ – водень.

Густина водню

Реактиви та обладнання: апарат Кіппа, цинк, розчин кислоти, промивна склянка, технохімічні терези, 2 стакани на 500 мл, зігнута скляна трубка, пісок, м’який дріт.

Апарат Кіппа з’єднайте з промивною склянкою, до якої приєднайте зігнуту під прямим кутом скляну трубку. До терезів підвісьте 2 стакани. Для цього скористайтеся дротом. Терези врівноважте.

Під один із стаканів обережно підведіть скляну трубку і пустіть слабкий потік водню із апарата Кіппа. Водень поступово витісняє повітря зі стакану, а чашка терезів з ним піднімається. Коли протилежна чашка опуститься до можливої межі припиніть подачу водню. Підпаліть водень в стакані – відбувається невеликий вибух. Стінки стакану запотівають.

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

Переливання водню

Реактиви та обладнання: 2 скляні циліндри для збирання газу, апарат Кіппа з цинком і розчином сульфатної кислоти.

П ереверніть циліндр догори дном і введіть в нього трубку від апарату Кіппа. Наповніть циліндр воднем. Не міняючи його положення, наблизьте до нього циліндр з повітрям (2), також перевернений догори дном. Циліндр з воднем (1) поволі повертайте до тих пір, поки він не виявиться отвором вгору якраз під циліндром з повітрям. Якщо тепер нижній циліндр піднести до полум'я пальника, то виявиться, що в ньому водню немає. При тому, що при піднесенні же до полум'я верхнього циліндра відбувається спалах, який супроводжується невеликим (небезпечним) вибухом.

Наповнення воднем мильних бульбашок

Реактиви та обладнання: апарат Кіппа з цинком і розчином сульфатної кислоти (1:5), промивна склянка з водою, гумова трубка, пальник, скалка, ступка або чашка, вата, концентрована мильна емульсія.

Водень, яким наповнюють бульбашки, не повинен містити слідів кислоти, оскільки остання розкладає мило і перешкоджає утворенню еластичної плівки.

До промивної склянки приєднайте гумову трубку. Пустіть слабкий струм водню для утворення мильних бульбашок в ступці. Якщо підйомна сила водню перевищуватиме діючу на бульбашку силу тяжіння, бульбашка підніметься вгору, і її підпалюють скалкою. Бульбашки можна вийняти із ступки рукою і струсити або здути з долоні. Великі бульбашки звичайно летять вгору, маленькі опускаються. При тому, що піднесення засвіченого сірника до наповнених воднем бульбашок на руці відбувається невеликий безпечний вибух.

Полум'я водню і продукт його горіння

Реактиви та обладнання: апарат Кіппа з цинком і розчином сульфатної кислоти, промивна склянка з концентрованою сульфатною кислотою, стакан місткістю 500 мл, штатив з лапкою, безводний сульфат міді (II).

Зберіть прилад, як вказано на малюнку. До промивної склянки, сполученої з апаратом Кіппа, приєднайте укріплену в лапці штатива, зігнуту під прямим кутом скляну трубку, верхній кінець якої відтягнутий. Пустивши з апарату Кіппа помірний струм водню (після випробування газу, що виділяється, на відсутність гримучої суміші), підпаліть його у відтягнутого кінця трубки. Спостерігайте полум’я водню.

Пари води, що утворюються при горінні водню, конденсуються на внутрішній поверхні великого стакана, який тримають похило над полум'ям. Коли утворюється достатня кількість крапель води, внесіть в стакан трохи безводного сульфату міді (II). Посиніння солі підтверджує наявність води, що утворилася при горінні водню.

Вибух гримучого газу — суміші водню з киснем

Реактиви та обладнання: апарат Кіппа з воднем, газометр з киснем, кристалізатор з водою, циліндр на 100 мл, годинникове скло (за розміром циліндра), пальник, штатив з лапкою, рушник.

Зробіть мітку на циліндрі — 2/3 об'єму від дна. Наповніть циліндр водою, закрийте його годинниковим склом, перекиньте в кристалізатор і закріпіть в лапці штативу. Наповніть циліндр на 2/3 воднем і до краю циліндра киснем. Циліндр з газами закрийте годинниковим склом, вийміть його з кристалізатора, оберніть рушником. Тримайте циліндр горизонтально, отвором від себе, зніміть годинникове скло і пальником підпаліть суміш газів. Відбувається безпечний вибух.

3. Добути кисень і дослідити його фізичні та хімічні властивості.

Отримання кисню з пероксиду водню

Реактиви та обладнання: плоскодонна колба, ділильна лійка, проста лійка, циліндр для збирання кисню з скляною пластинкою, кристалізатор, 2 штативи з лапками, скалка, пероксид водню (10%-ний), оксид марганцю (IV).

З беріть прилад, як вказано на малюнку. Наповніть циліндр водою і закріпіть його в кристалізаторі. В колбу внесіть чайну ложку оксиду марганцю (IV). В ділильну лійку налийте пероксид водню і по краплях додайте його в колбу:

2Н₂О₂ = 2Н₂О + О₂↑

Витісніть повітря з приладу. Перевірте наявність кисню, що виділяється, тліючою скалкою. Потім підведіть газовідвідну трубку під перекинутий циліндр з водою і наповніть його киснем. Якщо виділення кисню сповільниться, можна трохи підігріти колбу.

Після закінчення досліду спочатку вийміть газовідвідну трубку з води. Переверніть циліндр з киснем і тліючою скалкою перевірте наявність в ньому кисню.

Добування кисню розкладанням калію перманганату

Реактиви та обладнання: велика пробірка, пробка з газовідвідною трубкою, циліндр, кристалізатор, вата, калій перманганат, 2 штативи з лапками, пальник.

Пробірку з перманганатом калію закріплюють злегка похило і нагрівають. Розкладання починається вже при 240°С. Оскільки при нагріванні перманганат калію розпиляється і летить разом з киснем, то корисно у верхній частині пробірки покласти рихлий тампон з вати.

Вата не повинна стикатися зі всією масою перманганату калію, інакше при нагріванні вона спалахує. 10 г перманганату калію дають близько 0,7 г кисню (така кількість бертолетової солі дає 3 г кисню).

Фізичні властивості кисню

Реактиви та обладнання: 2 скляні циліндри (банки) для збирання газу, газометр, технохімічні терези, 2 колби на 500 мл, зігнута скляна трубка, пісок, тліюча скалка.

Агрегатний стан, відсутність кольору і запаху можна спостерігати, зібравши кисень в банку або газометр.

Доказ того, що кисень важче за повітря

На терезах врівноважують порожню колбу (з повітрям), яку наповнюють з газометра киснем (краще просушеним). При цьому рівновага порушується, колба з киснем переважує.

Переливання кисню

Киснем заповнюють банку в 500 мл. Зібраний кисень поволі переливають в іншу банку місткістю менше першої (250-300 мл). Банку, з якої переливали кисень, залишають стояти вверх дном. Випробуванням тліючою скалкою визначають присутність кисню тільки в меншій банці.

Горіння в кисні вугілля, сірки, фосфору і заліза

Реактиви та обладнання: газометр або балон з киснем, промивалка Тищенко з концентрованою сульфатною кислотою, 4 металеві, покриті азбестом ложечки, пальник, напилок, 4 банки на 1000 мл, 4 скла для покриття стаканів, шпатель або ложечка, тигельні щипці, наждачний папір, коркова пробка, скляна трубка по висоті стакана, зігнута під прямим кутом, вугілля, сірка, червоний фосфор, залізний дріт, сині лакмусові папірці великого розміру, вапняна вода, дистильована вода.

Наповніть 4 банки киснем шляхом повільного витіснення повітря з них. Кисень пропускайте через промивалку Тищенко з концентрованою сульфатною кислотою.

а ) Горіння вугілля.

Налийте в банку з киснем близько
100 мл дистильованої води і опустіть в стакан розжарений невеликий шматочок деревного вугілля, поміщений на залізну ложечку для спалювання (а).

Після повного згоряння вугілля збовтайте воду в банці з вуглекислим газом, що утворився, для його розчинення; перевірте синім лакмусовим папірцем реакцію середовища: С + О₂ = СО₂

СО₂ + Н₂О = Н₂СО₃

Підлийте в банку прозорої вапняної води:

СО₂ + Са(ОН)₂ = СаС0₃|+Н₂О

Поява суспензії вказує на наявність вуглекислого газу.

б) Горіння сірки.

В другу банку з киснем і дистильованою водою опустіть шматочок підпаленої сірки:

S+0₂=S0₂

Відзначте відмінність в яскравості полум'я сірки, що горить, в повітрі і в кисні. Збовтайте оксид сірки (IV), що утворився, з водою в банці, прикриваючи її склом. Перевірте лакмусом реакцію середовища:

SО₂ + Н₂О = Н₂S0₃

в) Горіння фосфору.

В третю банку з киснем і дистильованою водою опустіть ложечку з червоним фосфором, підпаленим на повітрі. Фосфор горить сліпучим полум'ям: 4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅

Після закінчення горіння збовтайте оксид фосфору з водою і зробіть пробу лакмусом:

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄

г) Горіння заліза.

В банку для спалювання заліза насипте чистий пісок, який повинен покрити все дно на 2-3 см. Це необхідно, щоб банка не лопнула від розплавленої залізної окалини. Тонкий залізний дріт ретельно очистіть наждачним папером від оксидів. На скляній паличці зробіть спіраль з цього дроту. До кінця спіралі прикріпіть коркову пробку або її частину для підпалювання заліза. Утримуючи спіраль тигельними щипцями, підпаліть пробку. Спіраль поволі опустіть в кисень. Залізо горить з сильним тріском без полум'я, розкидаючи яскраві іскри.

Досвід протікає наочніше, якщо спалювання заліза проводити при безперервній подачі кисню, тобто в його надлишку.

Склад повітря

Реактиви та обладнання: скляний дзвін місткістю 3-5 л з верхнім тубусом і добре підігнаною пробкою (або бутель з відрізаним дном), кристалізатор, порцелянова чашка діаметром 5-6 см, скляна паличка (по висоті дзвону), штатив з лапкою, пальник, скалка, червоний фосфор.

С кляний дзвін розділіть на 6 рівних за об'ємом частин. Для цього закрийте тубус пробкою і переверніть дзвін тубусом вниз, наповніть його до країв водою. Змірявши таким чином загальний об'єм, знову налийте в дзвін воду вже частинами — по 1/6 загального об'єму, відзначаючи кожного разу відповідний рівень води. Потім на суху зовнішню поверхню дзвону нанесіть міцні і добре помітні розподіли (ізоляційною стрічкою, масляною фарбою тощо). Як мітки можуть бути використані смужки яскраво забарвленого паперу, які потім покривають шаром розплавленого парафіну або прозорою клейкою стрічкою (1).

В кристалізатор наполовину його об'єму налийте воду (3), на її поверхню помістіть порцелянову чашку (2), в яку покладіть 1-1,5 г сухого червоного фосфору. Фосфор повинен бути взятий в кількості, дещо більшій проти необхідного для зв’язування всього кисню повітря, розміщеного під дзвоном. Вийнявши пробку з тубуса, помістіть дзвін в кристалізатор, укріпіть його в лапці штативу. Занурте дзвін у воду (або підливайте її) настільки, щоб рівень води в кристалізаторі співпадав з нижнім розподілом дзвону, але нижній край останнього не доходив до дна кристалізатора (рівень А)

Сильно нагрійте кінець довгої скляної палички в полум'ї пальника, введіть її в дзвін через відкритий тубус і, торкаючись до фосфору, підпаліть його. Негайно видаливши паличку, тубус щільно закрийте пробкою. Дзвін наповнюється густим білим димом оксиду фосфору (V).

При горінні фосфору об'єм повітря усередині дзвону спочатку від нагрівання дещо збільшується, а рівень води знижується. У міру витрачання кисню полум'я поступово затухає, горіння припиняється, хоча фосфор і не прореагував повністю. Білий дим поступово розчиняється у воді. Охолоджуючись, газ під дзвоном зменшується в об'ємі, а рівень води підвищується. В кристалізатор доливають води стільки, щоб і всередині і зовні дзвону рівні були однаковими і співпадали з другим розподілом дзвону (рівень Б). Це означає, що 1/5 повітря (кисень) витратилась при горінні фосфору, а 4/5, що залишилися, є азотом, в якому палаюча скалка гасне.

4. Добути аміак і дослідити його фізичні та хімічні властивості.

Отримання аміаку взаємодією хлориду амонію з гідроксидом кальцію

Реактиви та обладнання: 2 штативи з лапкою, ступка з товкачем, пробірка з корковою пробкою, циліндр на 500 мл, 3 стакани на 200 мл, 3 скляні палички по діаметру стаканів, скляна трубка, зігнута під прямим кутом, (по величині циліндра), гумові трубки, натронне вапно, хлорид амонію, гідроксид кальцію, розчин фенолфталїну, дистильована вода, смужки фільтрувального паперу.

У фарфоровій ступці ретельно перемішайте 5 мас. ч. хлориду амонію і 8 мас. ч. гідроксиду кальцію. Суміш нашатиря і гашеного вапна насипте в пробірку (1/2 її об'єму), закрийте пробкою з газовідвідною трубкою, зігнутою під прямим кутом. Пробірку закріпіть з невеликим нахилом у бік пробки і нагрійте. Кінець газовідвідної трубки занурте у закріплену догори дном суху пробірку, отвір якої прикритий ватою. Після нагрівання суміші через 1-2 хв. до газовідвідної трубки піднесіть вологий лакмусовий папір. Що спостерігається?

П оставте поряд 3 стакани: в один насипте хлорид амонію, у другий — суміш хлориду амонію з гідроксидом кальцію, в третий —гідроксид кальцію. В стакани на скляних паличках повісьте змочені розчином фенолфталеїну смужки фільтрувального паперу. Зверніть увагу, що в першому і третьому стаканах смужки паперу залишаються без зміни, а в другому смужка стає рожевою від аміаку, що виділяється.

Ця реакція підтверджує, що не можна одночасно вапнувати грунт і вносити азотні добрива, оскільки азот добрива випаровується у вигляді аміаку.

Взаємодія аміаку з хлороводнем („дим без вогню”)

Реактиви та обладнання: скляний дзвін, настільне скло за розміром дзвону, 2 годинникових скла, 2 скляні треножники, настільне скло за розміром дзвону, синтетична ялинка, 2 бюкса, соляна кислота, 25%-ний розчин аміаку.

Взаємодія аміаку з хлороводнем під дзвоном

На настільному склі поставте треножники один над іншим (їх наперед виготовляють із скляних трубочок або паличок). На треножники покладіть г одинникові скельця увігнутою стороною вгору. Потім на верхнє скло налийте концентровану соляну кислоту, а на нижнє — концентрований розчин аміаку і швидко все прикрийте дзвоном. З налитих реактивів виділятимуться гази: хлороводень з концентрованої соляної кислоти опускатиметься вниз, а аміак з концентрованого розчину аміаку підійматися вгору. При зіткненні цих газів утворюється хлорид амонію у вигляді білого диму, який заповнює весь простір під дзвоном.

„Чарівні палички”

До скляної палички, змоченою соляною кислотою, підносять скляну паличку, змочену нашатирним спиртом. Спостерігають виділення рясного диму, що утворюється з хлориду амонію (нашатиря).

„Димлячі стакани”

Дослід може бути поставлений і інакше. Тигель з концентрованим водним розчином аміаку (1—2 мл) прикривають стаканом, змоченим соляною кислотою. Спостерігають виділення білого диму з хлориду амонія, що утворився.

Аналогічний дослід може бути поставлений шляхом змішування
газоподібного аміаку і хлороводню в двох циліндрах (стаканах), один з
яких обполіскують концентрованим водним розчином
аміаку, а інший — концентрованим розчином соляної кислоти. Циліндри прикривають скельцями і ставлять один на одного. Після
зняття скелець і неодноразового перевертання циліндрів обидва
циліндри наповнюються димом з дрібних частинок хлориду амонію.

Взаємодія аміаку з хлороводнем під дзвоном з ялинкою

З мочіть синтетичну ялинку водою, обтрусіть її від надлишку води і поставте під дзвін. Туди ж поставте бюкс з соляною кислотою.

Через 10-15 хвилин, коли під дзвоном збереться достатня кількість хлороводню, поставте туди бюкс з концентрованим розчином аміаку. При зіткненні хлороводню з аміаком утворюється рясний білий дим. В результаті зелена ялинка стає білою, оскільки вона рівномірно покривається хлоридом амонію.

Розчинення аміаку у воді

Реактиви та обладнання: прилад для добування аміаку, циліндр місткістю 0,5 л з скляною пластинкою, кристалізатор, 2 великі скляні бутлі або великі колби з пробками і трубками, промывна склянка з водою, штатив з двома кільцями, розчин фенолфталеїну.

Розчинення аміаку в промивній склянці, наповненою водою з декількома краплями фенолфталеїну.

До приладу, в якому одержують аміак, приєднайте промивную склянку. Не дивлячись на те що аміак безперервно поступає в трубку, пробулькування газу через рідину не спостерігається, оскільки він весь розчиняється у воді. При цьому рідина, в яку доданий фенолфталеїн, забарвлюється в червоний колір.

Розчинення аміаку у воді («фонтан»).

Зберіть прилад, як показано на малюнку. Бутель або велику колбу, заздалегідь ретельно висушені, закріпіть в штативі вверх дном, наповніть аміаком, вставте до дна бутилю зігнуту під прямим кутом скляну трубку, сполучену з приладом, в якому одержують аміак (або з балоном аміаку), і пропускайте аміак протягом 10-15 хв.

Потім бутель щільно закрийте гумовою пробкою, через яку проходить пряма довга скляна трубка діаметром близько 1 см, злегка відтягнутий кінець якої доходить до половини висоти бутля. На інший кінець трубки надіньте коротку гумову трубку з гвинтовим зажимом, який щільно загвинтіть. За допомогою цієї ж гумової трубки бутель з аміаком, укріплену в штативі, з'єднайте з другим бутлем, наповненим водою, в яку додано 10-15 мл розчину фенолфталеїну.

Нижній бутель повинен бути щільно закритий гумовою пробкою з скляною трубкою, що доходить майже до самого дна бутля, а зверху з'єднуватися з трубкою від верхнього бутля. В пробку нижнього бутля також вставлена коротка скляна трубка, зігнута під прямим кутом, на зовнішній кінець якої надівають довгу гумову трубку.

Відкривши гвинтовий зажим, через трубку вдувайте трохи повітря в нижній бутель, через що декілька крапель води входять у верхній бутель і «фонтан» приходить в дію.

Розчинення аміаку в циліндрі.

Циліндр, наповнений аміаком, закритий скляною пластинкою і перевернений догори дном, занурте в кристалізатор з водою, в якій є розчин фенолфталеїну. Віднявши під водою скляну пластинку, що закриває отвір циліндра, похитуйте його з одного боку в інший. Вода входить в циліндр, заповнюючи його майже повністю. Рідина в циліндрі при цьому забарвлюється в червоний колір.

5. Добути карбон (IV) оксид і дослідити його фізичні та хімічні властивості.

Отримання карбон (IV) оксиду та поглинання його лугом

Реактиви та обладнання: апарат Кіппа, заряджений мармуром і хлоридною кислотою (1:5), кристалізатор, 2 промивні склянки (одна з водою, інша з концентрованою сульфатною кислотою), циліндр на 250 мл з пластинкою, скляна трубка, зігнута під прямим кутом (по висоті циліндра), сполучна гумова трубка, дистильована вода, розчин нейтрального лакмусу, концентрована сульфатна кислота, 1М розчин гідроксиду натрію.

а) До апарату Кіппа приєднайте промивную склянку з водою і лакмусом. В другу промивную склянку налийте концентровану сульфатну кислоту.

При взаємодії хлоридної кислоти з мармуром утворюється карбон (IV) оксид. Сульфатна кислота для цієї мети непридатна, оскільки реакція швидко припиняється унаслідок покриття шматочків мармуру малорозчинним сульфатом кальцію.

Зверніть увагу на зміну забарвлення індикатора в промивной склянці з водою, що вказує на кислотні властивості розчину карбон (IV) оксиду. Газ, що виділяється, зберіть в сухий циліндр шляхом витіснення повітря. Циліндр закрийте пластинкою, опустіть отвором в кристалізатор з розчином лугу і відніміть пластинку. Карбон (IV) оксид взаємодіє з лугом, і рідина заповнює циліндр.

б) В пробірку насипте карбонат магнію і закрийте пробкою з газовідвідною трубкою. Вже при слабому нагріванні добре йде реакція розкладання карбонату магнію. Одержують чистий сухий карбон (IV) оксид.

Гасіння карбон (IV) оксидом палаючих об’єктів

Гасіння карбон (IV) оксидом палаючого бензину

Реактиви та обладнання: металевий кювет, 2 широкогорлі банки 2-3 л, великий порцеляновий тигель, тигельні щипці, апарат Кіппа, заряджений мармуром і хлоридною кислотою (1:5), гумова трубка, піпетка, сірники, бензин, вода.

На металевий кювет встановіть велику банку, в яку помістіть тигель з бензином (3-5 мл). З апарату Кіппа (або з балону) наповніть другу банку карбон (IV) оксидом.

Підпаліть бензин, кинувши в нього палаючий сірник, потім за допомогою піпетки внесіть в тигель невелику кількість води. Бензин легше за воду, тому він спливає і продовжує горіти. При переливанні карбон (IV) оксиду з другої банки в першу бензин гасне.

Гасіння свічки за допомогою карбон (IV) оксиду

Реактиви та обладнання: штатив з кільцем, лійка, трубка, 2 стакани, свічка, апарат Кіппа з мармуром та кислотою.

В штативі укріплюють велику воронку, її стебло нарощують гумовою або скляною трубкою і опускають в банку або стакан з свічкою, що горить. Великий стакан наповнюють оксидом вуглецю (IV) і перекидають його у воронку. Свічка гасне (у воронку можна опустити трубку від апарату Киппа, в якому одержують оксид вуглецю (IV).

Переливання карбон (IV) оксиду із стакана в стакан

Реактиви та обладнання: 2 стакани, апарат Кіппа, з мармуром та кислотою, скалка.

На одному великому хімічному стакані восковим олівцем ставлять цифру 1, на іншому — 2 (це потрібно зробити для того, щоб учні не переплутали стакани). Стакан 1 заповнюють карбон (IV) оксидом шляхом витіснення повітря. Повноту заповнення визначають за припиненням горіння скалки, внесеної в стакан.

Із стакана 1, немов рідина, переливають карбон (IV) оксид в стакан 2. Потім за допомогою палаючої скалки переконуються в тому, що карбон (IV) оксид знаходиться в стакані 2. Дослід показує, що карбон (IV) оксид має густину більшу за повітря.

6. Добути органічні гази, дослідити їх фізичні та хімічні властивості. Порівняти між собою.

Метан

Реактиви та обладнання: металічний штатив з лапкою, пробка з газовідвідною трубкою, 2 сухі великі пробірки, скляна паличка, натрій ацетат безводний, натронне вапно, шпатель, 4 пробірки для розчинів, розчин вапняної води, сірники, пальник.

Добування метану.

Скласти прилад для добування газу та перевірити його на герметичність. На аркуш паперу насипати одну частину CH₃COONa (прожареного), та дві частини натронного вапна, перемішати скляною паличкою і насипати суміш в суху пробірку на чверть її вмісту.

Пробірку закрити пробкою з газовідвідною трубкою. Закріпити пробірку у лапці штативу нахилити у бік пробки. Суміш нагріти. (Спочатку всю пробірку прогрівають, а потім нагрівають саме реакційну суміш у слабкому полум'ї). У другу пробірку зібрати газ, що виділяється.

Відношення метану до окисників, кислот, лугів

У 4 пробірки налити розчини КМnО₄, бромної води, кислоти, лугу. Газовідвідну трубку, через яку виділяється метан почергово опускати в пробірки з розчинами. Роблять висновок про відношеня метану до окисників.

Якісний склад метану

Пробірку, заповнену метаном, перевертають догори дном, відхиляють, підпалюють газ. Метан згоряє. На стінках пробірки утворюються крапельки води. Пробірку перевертають догори отвором та вміщують 0,5-1 мл вапняної води, енергійно збовтують, роблять висновки.

Етилен

Реактиви та обладнання: металічний штатив з лапкою, пробка з газовідвідною трубкою, суха велика пробірка, скляна паличка, етиловий спирт 96 %-ний, концентрована сульфатна кислота, 2 пробірки для розчинів, кип’ятильні камінці, сірники, пальник.

Добування етилену.

Скласти прилад для добування газу. В суху пробірку налити 2-3 мл суміші: одна частина 96 %-ного етилового спирту та три частини H₂SO₄ (конц.), покласти трохи піску або кип’ятильних камінців. Пробірку закрити газовідвідною трубкою та закріпити у лапці штативу так, щоб її дно було нижче від отвору. Суміш нагрівають. Спочатку всю пробірку прогрівають, а потім нагрівають саме реакційну суміш у слабкому полум'ї.

Доведення ненасиченості етилену.

У пробірку налити бромної води 1-2 мл, в іншу пробірку налити розчин КМnО₄ 1-2 мл, який підкислити розчином H₂SO₄. B кожну пробірку пропустити етилен. Спостерігати, які зміни відбуваються з розчинами.

Горіння етилену.

Газовідвідну трубку перевернути догори отвором. Газ, що виділяється підпалити. Етилен горить світним полум’ям.

Ацетилен

Реактиви та обладнання: металічний штатив з лапкою, пробка з газовідвідною трубкою, суха велика пробірка, скляна паличка, кальцію карбід, шпатель, розбавлена сульфатна кислота, 2 пробірки для розчинів, сірники.

Добування ацетилену та доведення його ненасиченості.

У пробірку вміщують 3-4 шматочки СаС₂ (карбіду кальцію) і закріплюють її в лапці штативу вертикально. Наливають воду або розчин H₂SO₄ (1:3) 2-3 мл. Пробірку закривають пробкою з газовідвідною трубкою, кінець якої опускають в пробірку з бромною водою або з розчином КMnО₄, який підкислюють сірчананою кислотою.

Горіння ацетилену.

Газовідвідну трубку повертають догори отвором. Ацетилен запалюють. Він горить кіптявим полум'ям.

7. Провести демонстрування дослідів та надати відповідний коментар до них.

8. Відкоригувати картки дослідів, зазначити тривалість демонстрування.