Ha hibát talál az oldalon, jelölje ki, és nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűkombinációt

Tiszta formájában először Scheele nyert oxigént 1772-ben, majd 1774-ben Priestley izolálta higany-oxidból.

Az oxigén „oxigenium” latin neve az ógörög „oxys” szóból származik, ami „savanyú”, és „gennao” – „szülök”; ezért a latin "oxygenium" jelentése "savtermelő".

Szabad államban oxigén megtalálható a levegőben és a vízben. A levegőben (légkörben) 20,9 térfogat% vagy 23,2 tömeg%; víztartalma oldott állapotban 7-10 mg/l.

Kötött formában az oxigén a víz (88,9%), a különféle ásványi anyagok (különböző oxigénvegyületek formájában) összetételében szerepel. Az oxigén minden növény szöveteinek része. Az állatok légzéséhez elengedhetetlen.

Az oxigén a természetben szabad állapotban, más gázokkal keverékben és vegyületek formájában fordul elő, ezért kinyerésének fizikai és kémiai módszereit egyaránt alkalmazzák.

Az oxigén vegyületekből történő előállításának általános módszere egy kétértékű negatív töltésű ion oxidációján alapul a séma szerint:

2O 2- - 4e - \u003d O 2.
Mivel az oxidációt többféleképpen lehet végrehajtani, sokféle (laboratóriumi és ipari) módszer létezik az oxigén kinyerésére.

1. SZÁRAZ MÓDSZEREK OXIGÉNNYERÉSRE TERMÁLIS DISSZOCIÁCIÓVAL

Különféle anyagok termikus disszociációja tűzálló üvegből készült kémcsövekben, kémcsövekben, lombikban és retortákban, illetve vasretortákban végezhető.

OXIGÉNNYERÉS EGYES FÉM-OXIDOK (HgO, Ag 2 O, Au 2 O 3, IrO 2 stb.) TERMÉLIS BOMLÁSÁVAL

Egy élmény. A vörös higany-oxid hőbomlása.

2HgO \u003d 2Hg + O 2 - 2x25 kcal.
10 g vörös higany-oxidból 500 ml oxigént kapunk.

A kísérlethez 17 cm hosszú és 1,5 cm átmérőjű tűzálló üvegből készült kémcsövet használunk, amelynek alsó vége 3-4 cm hosszú, hajlított, a képen látható módon, az alsóba 3-5 g vörös higany-oxidot öntünk. vége. A támaszban rögzített kémcsőbe ferde helyzetben egy leeresztőcsővel ellátott gumidugót helyezünk, amelyen keresztül a melegítés során felszabaduló oxigént vízzel a kristályosítóba távolítják el.

Amikor a vörös higany-oxidot 500°-ra melegítjük, oxigén szabadul fel a kimeneti csőből, és fémhiganycseppek jelennek meg a kémcső falán.

Az oxigén vízben rosszul oldódik, ezért a levegő teljes eltávolítása után a víz kiszorításával gyűjtik össze.

A kísérlet végén először vízzel eltávolítják a kristályosítóból a kivezető csövet, majd az égőt eloltják, és a higanygőz toxicitását figyelembe véve csak a cső teljes lehűlése után nyitják fel a dugót.

Kémcső helyett használhat retortát higanyvevővel.

Egy élmény. Az ezüst-oxid hőbomlása. Reakció egyenlet:

2Ag 2 O \u003d 4Ag + O 2 - 13 kcal.

Ha fekete ezüst-oxid port melegítünk egy kifolyócsővel ellátott kémcsőben, oxigén szabadul fel, amely a víz felett összegyűlik, és a kémcső falán tükör formájában fényes ezüstréteg marad.

OXIGÉN ELŐÁLLÍTÁSA AZ OXIDOK TERMÁLIS BOMLÁSÁVAL, AMELY VISSZANYERÉSÉVEL ALACSONYABB VÉGYŰRÉSZŰ OXIDOKRA ÁTÁLLÍTJA AZ OXIGÉN RÉSZÉT

Egy élmény. Ólom-oxidok termikus bomlása. Az intermolekuláris redox reakciók eredményeként oxigén szabadul fel:

A) 2PbO 2 \u003d 2PbO + O 2;
b) 2Pb 3O 4 = 6PbO + O 2;
PbO2 290-320°→ Pb 2 O 3 390-420°→ Pb 3 O 4 530-550°→PbO.

Piros ólom (Pb 3 O 4 vagy 2PbO PbO 2)

Piros ólom

Ólom-oxid (IV) PbO 2

Ólom-oxid (IV) PbO 2

A hőbomlás során 10 g ólom-dioxidból körülbelül 460 ml oxigént, 10 g Pb 3 O 4-ből pedig körülbelül 160 ml oxigént nyerünk.

Az ólom-oxidokból oxigén kinyerése intenzívebb melegítést igényel.

A sötétbarna PbO 2 vagy narancssárga Pb 3 O 4 por erős melegítésével a kémcsőben sárga PbO ólom-oxid por képződik; egy parázsló szilánk segítségével megbizonyosodhat arról, hogy oxigén szabadul fel.

A kémcső e kísérlet után nem alkalmas további használatra, mivel. erősen melegítve az ólom-oxid egyesül az üveggel.

Egy élmény. A mangán-dioxid termikus bomlása.

3MnO 2 \u003d Mn 3 O 4 + O 2 - 48 kcal.
10 g mangán-dioxidból (piroluzit) körülbelül 420 ml oxigént nyerünk. Ebben az esetben a kémcsövet halványvörösre melegítjük.

Nagy mennyiségű oxigén előállításához a piroluzit lebontási folyamatát egy 20 cm hosszú, egyik végén lezárt vascsőben hajtják végre, a második végét pedig egy dugóval zárják le, amelyen keresztül az oxigént eltávolítják.

A vascsövet égetőkemencével vagy fecskefarkú fúvókával ellátott Teklu gázégővel melegítik.

Egy élmény. A króm-anhidrid hőbomlása. Az oxigén intramolekuláris redox reakció eredményeként képződik:

4CrO 3 \u003d 2Cr 2 O 3 + 3O 2 - 12,2 kcal.

Króm(VI)-oxid CrO 3 [króm-anhidrid]

Króm-oxid (III) Cr 2 O 3

Króm-oxid (III) Cr 2 O 3

A króm-anhidrid (higroszkópos, sötétvörös szilárd anyag) hőbomlása során oxigén szabadul fel és zöld króm-oxid por, Cr 2 O 3 képződik.

OXIGÉNTERMELÉS PEROXIDOK TERMÉLIS BOMLÁSÁVAL

Egy élmény. A bárium-peroxid BaO 2 hőbomlása. A reverzibilis reakció a következőképpen megy végbe:

2ВаO 2 + 38 kcal ← 500° 700°→ 2ВаО + O 2 .
A bárium-peroxid BaO 2 erős melegítésével a peroxid kötés bárium-oxid képződésével és oxigén felszabadulásával megszakad.

10 g bárium-peroxidból körülbelül 660 ml oxigént nyerünk.

Bárium-peroxid helyett nátrium-peroxid is használható. Ekkor a bővítés az egyenlet szerint megy végbe

2Na 2 O 2 \u003d 2Na 2 O + O 2.
A kísérletet kimeneti csővel ellátott kémcsőben végezzük.

Egy élmény. A kálium-klorát termikus bomlása. A kálium-klorát a hőmérséklettől függően eltérően bomlik le. 356°-ra melegítve megolvad, és 400°-on lebomlik az egyenlet szerint

2KSlO 3 \u003d KClO 4 + KCl + O 2.

Ebben az esetben a vegyületben lévő oxigénnek csak egyharmada szabadul fel, és az olvadék megszilárdul. Ez a jelenség azzal magyarázható, hogy a kapott KClO 4 vegyület stabilabb és tűzállóbb.

Ha a kálium-klorátot 500 °C-ra melegítjük, a kálium-perklorát képződése közbenső reakció. A bővítés ebben az esetben a következő egyenletek szerint történik:

A) 4KSlO 3 = 3KSlO 4 + KCl + 71 kcal;
b) 3KSlO 4 = 3KSl + 6O 2 - 24 kcal;
4KSlO 3 \u003d 4KSl + 6O 2 + 52 kcal.
A kálium-klorát termikus lebontását egy kis retortában végzik, amely egy biztonsági csővel ellátott lefolyócső segítségével vízzel töltött kristályosítóhoz (vagy pneumatikus fürdőhöz) kapcsolódik. A készülék összeszerelése a. A robbanás elkerülése érdekében tiszta KClO 3 -ot öntenek a retortába, szerves anyagok hozzáadása nélkül.

A heves bomlás elkerülése érdekében, amely a retorta szétrepedését okozhatja, a melegítést óvatosan kell végezni.

A felszabaduló oxigént a víz felett különböző edényekben gyűjtik össze. Ha lassú oxigénáramlást akarnak elérni, a kálium-klorátot száraz konyhasóval összekeverve hígítják.

Egy élmény. A kálium-klorát hőbomlása katalizátor jelenlétében. Katalizátorok (MnO 2, Fe 2 O 3, Cr 2 O 3 és CuO) jelenlétében a kálium-klorát könnyen és teljesen lebomlik alacsonyabb hőmérsékleten (köztes vegyület, kálium-perklorát képződése nélkül) a következő egyenlet szerint:

2KSlO 3 \u003d 2KSl + 3O 2 + 19,6 kcal.
Mangán-dioxid hozzáadásakor a KClO 3 már 150-200 °C-on lebomlik; A folyamat a következő köztes lépésekből áll:

2KSlO 3 + 6MnO 2 → 2KSl + 6MnO 3 → 2KSl + 6MnO 2 + 3O 2 + 19,6 kcal.
A hozzáadott mangán-dioxid (piroluzit) aránya 5-100 tömeg% kálium-klorát.

A kálium-klorátos kémcsövet dugóval zárjuk, amelyen két üvegcsövet vezetünk át. Az egyik cső arra szolgál, hogy vízzel eltávolítsa az oxigént a kristályosítóba, a második, egy nagyon rövid, derékszögben hajlított, zárt külső végű cső, amely finom fekete mangán-dioxid port tartalmaz, MnO 2 -ot.

A készülék összeszerelése a. Amikor a kémcsövet körülbelül 200°-ra melegítjük, a kristályosítóban nem szabadulnak fel oxigénbuborékok vízzel együtt. De ha feltekered a rövid csövet mangán-dioxiddal, és enyhén megkopogtatod, akkor kis mennyiségű mangán-dioxid kerül a kémcsőbe, és azonnal megindul az oxigén gyors fejlődése.

A kísérlet befejezése és a készülék lehűtése után a mangán-dioxid és a kálium-klorid keverékét vízbe öntjük. A kálium-klorid feloldása után a nehezen oldódó mangán-dioxidot leszűrjük, a szűrőn alaposan átmossuk, kemencében szárítjuk és további katalizátorként való felhasználásra tároljuk. Ha nagy mennyiségű oxigént kell nyerni, akkor a lebontási folyamatot tűzálló üvegretortákban vagy öntöttvas retortákban hajtják végre.

A kálium-klorát termikus lebontása mangán-dioxid jelenlétében a legkényelmesebb az oxigénszerzés száraz módszerei közül.

Ezt a kísérletet más katalizátorokkal végezzük - Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 és CuO.

Egy élmény. Oxigén kinyerése kálium-klorát, kálium-klorát mangán-dioxiddal és mangán-dioxiddal alkotott keverékével. A kísérlethez a következő műszerek szükségesek: három tűzálló üvegből készült kémcső kimeneti csövekkel, három egyenként 100 ml-es henger, három gázégő, három kristályosító és három állvány bilinccsel.

A telepítés összeállítása szerint. A kristályosítók és a hengerek vízzel vannak feltöltve, enyhén kálium-permanganáttal vagy fukszin S-vel színezve.

Az első csőbe öntsünk 1 g tiszta KClO 3-at, a másodikba 0,5 g KClO 3-ot és 0,5 g MnO 2-t, a harmadikba pedig 1 g MnO 2-t. Különös figyelmet kell fordítani arra, hogy a kémcsövek tiszták legyenek, és ne kerüljenek beléjük parafaszemcsék.

A kémcsövek alá gondosan beállított, nem túl erős, nem világító lánggal égő, ugyanakkora hőt kibocsátó gázégőket helyezünk el úgy, hogy a láng tetejével melegítsék fel a kémcsőben lévő anyagot.

Hamarosan oxigén kezd kiszabadulni a kálium-klorát és mangán-dioxid keverékét tartalmazó csőből, és a reakció véget ér, mielőtt más csövekben elkezdene felszabadulni.

A maradék két kémcső melegítésének növelése. Amint a kálium-klorát megolvad és oxigén szabadul fel, csökkentse a lángot, hogy ne legyen heves gázkibocsátás. A mangán-dioxidot tartalmazó kémcsőben az oxigén csak azután kezd felszabadulni, hogy a kémcső tartalmát vörös hőre melegítik. Az egyes csövekből felszabaduló oxigént kristályosítókban gyűjtik össze úgy, hogy a színes vizet kiszorítják a hengerekből.

A kísérlet végén az égőket eloltjuk, a kivezető csöveket eltávolítjuk, majd a középső kémcsőből a fent leírt módon mangán-dioxidot izolálunk.

Az elvégzett kísérlet világosan mutatja az oxigénszerzés e három különböző módszerének jellemzőit.

OXIGÉNTERMELÉS BROMÁTOK ÉS JODÁTOK TERMÉS BOMLÁSÁVAL

A bromátok és a jodátok tulajdonságainak vizsgálatakor figyelembe vették ezeknek a sóknak a melegítés közbeni viselkedését. Lebontásukat kimeneti csövekkel ellátott kémcsövekben végzik; a felszabaduló oxigént víz fölött összegyűjtik.

OXIGÉNNYERÉS A NITRÁTOK TERMÉLIS BOMLÁSÁVAL

Aszerint, hogy a nitrátok hogyan bomlanak le hevítéskor, három csoportra oszthatók:

1. Az intramolekuláris redoxreakciók eredményeként lebomló nitrátok nitritekké és oxigénné. Ebbe a csoportba tartoznak az alkálifém-nitrátok. A reakciók a következő egyenletek szerint mennek végbe:

2NaNO 3 \u003d 2NaNO 2 + O 2,
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2.
2. Az intramolekuláris redox reakciók eredményeként fémoxiddá, nitrogén-dioxiddá és oxigénné bomló nitrátok. Ebbe a csoportba tartoznak az összes fém nitrátjai, kivéve az alkáli- és nemesfémeket. Például:

2Pb (NO 3) 2 \u003d 2PbO + 4NO 2 + O 2,
2Cu(NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2,
2Hg (NO 3) 2 \u003d 2HgO + 4NO 2 + O 2.
3. Az intramolekuláris redox reakciók eredményeként fémre, nitrogén-dioxidra és oxigénre bomló nitrátok. Ebbe a csoportba tartoznak a nemesfém-nitrátok:

2AgNO 3 \u003d 2Ag + 2NO 2 + O 2.
A nitrátok hevítés közbeni egyenlőtlen bomlása a megfelelő nitritek és oxidok eltérő stabilitásával magyarázható.

Az alkálifém-nitritek stabilak, az ólom- (vagy réz-) nitritek instabilok, de oxidjaik stabilak, és ami az ezüstöt illeti, mind a nitritek, mind az oxidok instabilok; ezért az ebbe a csoportba tartozó nitrátok hevítésekor szabad fémek szabadulnak fel.

Egy élmény. A nátrium- vagy kálium-nitrát termikus bomlása. A nátrium- vagy kálium-nitrátot egy kifolyócsővel ellátott kémcsőben vagy retortában melegítik. 314°-on a nátrium-nitrát, 339°-on a kálium-nitrát olvad; csak miután a kémcsőben vagy a retortában lévő tartalom vörösen felforrósodik, akkor kezdődik meg a nitrát bomlása a fenti egyenletek szerint.

A bomlás sokkal könnyebben megy végbe, ha a nitrátok olvadását megakadályozzuk mangán-dioxiddal vagy nátronmésszel, amely NaOH és CaO keveréke.

Az ólom- és ezüst-nitrátok termikus bomlását a nitrogén-dioxid előállításával kapcsolatos kísérletek figyelembe veszik.

OXIGÉNTERMELÉS PERMANGANÁTOK TERMÉLIS BOMLÁSÁVAL

Egy élmény. A kálium-permanganát hőbomlása. Reakció egyenlet:

2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.
Ez az intramolekuláris redoxreakció körülbelül 240°-on megy végbe. A hőbontást száraz kémcsőben (vagy retortában) végezzük gázkivezető csővel. Ha pornyomok nélkül akarunk tiszta oxigénhez jutni, ami a hőbomlás során keletkezik, üveggyapot tampont helyezünk a kémcső (vagy retorta) nyakába.

Ez kényelmes módja az oxigén beszerzésének, de drága.

A kísérlet befejezése és a kémcső (vagy retorta) lehűtése után több milliliter vizet öntünk bele, a tartalmát alaposan felrázzuk, és megfigyeljük a képződött anyagok színét (K 2 MnO 4 - zöld és MnO 2 sötétbarna).

A kálium-permanganát azon tulajdonsága miatt, hogy hevítés közben oxigént szabadít fel, kénnel, szénnel és foszforral együtt használják különféle robbanásveszélyes keverékekben.

Oxigén kinyerése a kálium-permanganát hőbontásával

Na 2 MnO 4

Mangán-dioxid МnO 2

Mangán-dioxid МnO 2

Mangán-dioxid МnO 2

OXIGÉNTERMELÉS PERSZULFÁTOK TERMÉLIS BOMLÁSÁVAL

Egy élmény. A kísérlethez frissen készített ammónium-perszulfátot használnak, mivel tárolás közben megváltozik az összetétele. Az ammónium-perszulfát (szilárd) hevítés hatására a következő egyenlet szerint bomlik:

(NH 4) 2 S 2 O 8 \u003d (NH 4) 2 SO 4 + SO 2 + O 2.
Az oxigén kén-dioxid szennyeződésektől való megszabadítására a gázelegyet NaOH oldaton vezetik át, amely nátrium-szulfit formájában megköti a kén-dioxidot. A hőbontást egy kivezető csővel ellátott kémcsőben végezzük.

OXIGÉNTERMELÉS PERKLORÁTOK TERMÉLIS BOMLÁSÁVAL

Ezt a módszert veszik figyelembe a kálium-klorát katalizátor nélküli hőbontásával végzett oxigénszerzés tapasztalatainak leírásakor; ebben az esetben a perklorát a köztitermék.

OXIGÉNTERMELÉS PERKARBONÁTOK TERMÉLIS BONTÁSÁVAL

Egy élmény. A nátrium-perkarbonát hevítéskor a következő egyenlet szerint bomlik:

2K 2 C 2 O 6 \u003d 2K 2 CO 3 + 2CO 2 + O 2.
Az oxigén felszabadítása érdekében a szén-dioxid-szennyeződésektől a gázkeveréket kalcium- vagy bárium-hidroxid-oldaton vezetik át.

Oxigént elégetéssel is lehet nyerni oxigenit. Az oxigént 100 tömeg%-os vékony keveréknek nevezik. beleértve a KClO 3-ot, 15 tömeg% beleértve a MnO 2 -t és kis mennyiségű szénport.

Az ezzel a módszerrel nyert oxigén szén-dioxid-keverékkel szennyezett.

Azon anyagok mellett, amelyek hevítéskor oxigén felszabadulásával bomlanak le, sok olyan anyag van, amely hevítéskor nem bocsát ki oxigént. Ennek igazolására kísérleteket végeznek CuO, CaO, Na 2 SO 4 stb. melegítésével.

II. AZ OXIGÉN BESZERZÉSÉNEK NEDVES MÓDSZEREI

OXIGÉNTERMELÉS ALKÁLI FÉMPEROXIDOK VÍZZEL BONTÁSÁVAL

A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

2Na 2 O 2 + 4H 2 O \u003d 4NaOH + 2H 2 O + O 2.
Ez egy erősen exoterm reakció, amely hidegben játszódik le, és katalizátorok – réz-, nikkel-, kobaltsók (például CuSO 4 .5H 2 O, NiSO 4 .7H 2 O és CoSO 4 .7H 2 O) – gyorsítják fel. .

Az oxigén megszerzéséhez kényelmes az oxilit - nátrium-peroxid Na 2 O 2, kálium K 2 O 2 és vízmentes réz-szulfát keveréke. Ezt a keveréket légköri nedvességtől (amely lebontja, lásd az előző reakció egyenletét) és szén-dioxidtól védve, szorosan lezárt vasdobozokban tárolják, amivel az egyenlet szerint reagál:

Na 2 O 2 + 2СO 2 = 2Na 2 СO 3 + O 2 + 113 kcal.
Egy élmény. Egy csipet nátrium-peroxidot (vagy oxilitot) öntünk egy kémcsőbe (pohárba vagy lombikba) kis mennyiségű hideg vízzel; ebben az esetben az oxigén gyors felszabadulása figyelhető meg, és az edény felmelegszik.

Ha a kísérletet egy kifolyócsővel ellátott edényben végezzük, akkor a felszabaduló oxigén összegyűjthető.

OXIGÉN ELŐÁLLÍTÁSA PEROXIDOK SAVAKKAL KATALIZÁTOROK, PÉLDA MnO 2 VAGY PbO 2 JELENÉRÉBEN történő BONTÁSÁVAL

Egy élmény. Adjunk hozzá híg HCl-t egy kémcsőbe bárium-peroxiddal és mangán-dioxiddal; ebben az esetben a reakció eredményeként oxigén szabadul fel:

2ВаO 2 + 4НCl = 2ВаСl 2 + 2Н 2 O + O 2.
Ha PbO 2-t használunk katalizátorként, híg HNO 3-ot adunk az elegyhez.

OXIGÉNTERMELÉS HIDROGÉN-PEROXID KATALITIKUS BOMLÁSÁVAL

Reakció egyenlet:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2.
A hidrogén-peroxid tulajdonságainak tanulmányozása során feltárják a bomlását elősegítő tényezőket, és kísérleteket végeznek mangán-dioxid és kolloid ezüst oldat hatására történő bomlására.

Egy élmény. Üveghengerben 50 ml vízzel és 10-15 ml perhidrollal(30%-os H 2 O 2 oldat) adjunk hozzá némi finoman eloszlatott mangán-dioxid port; habképződéssel gyorsan szabadul fel az oxigén (ez a jelenség nagyon hasonlít a forráshoz).

A kísérlet kémcsőben is elvégezhető, és perhidrol helyett 3%-os hidrogén-peroxid oldatot használhatunk.

MnO 2 helyett használhatunk ezüstkolloid oldatot.

OXIGÉN ELŐÁLLÍTÁSA KÁLIUM-PERMANGANÁT HIDROGÉN-PEROXIDRA VALÓ HASZNÁLATÁVAL (SAVAS, SEMCSES ÉS LÚGUS KÖRNYEZETBEN)

A reakció az alábbi egyenletek szerint megy végbe; A hidrogén-peroxid a redukálószer:

2KMnO4 + 3H 2SO 4 + 5H 2 O 2 \u003d 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O + 5O 2,
2KMnO 4 + 2H 2 O + 3H 2 O 2 \u003d 2MnO 2 + 2KOH + 4H 2 O + 3O 2,
2KMnO 4 + 2KOH + H 2 O 2 \u003d 2K 2 MnO 4 + 2H 2 O + O 2.
Egy élmény. Könnyen szabályozható egyenáramú oxigén elérése a hidrogén-peroxid hidegben történő oxidálásával kálium-permanganát lúgos közegben. Bunsen-lombikba 15%-os H2SO4-oldattal megsavanyított 3-5%-os hidrogén-peroxid-oldatot, a lombik nyakába rögzített csepegtetőtölcsérbe pedig 10%-os kálium-permanganát-oldatot öntünk.

Egy csepegtetőtölcsér segítségével szabályozható mind a permanganát oldat áramlása a lombikba, mind az oxigén áramlása. A kísérlet során KMnO 4 oldatot csepegtetünk a lombikba.

A kísérletben szereplő Bunsen-lombik helyettesíthető Wurtz-lombikkal vagy kétnyakú lombikkal.

Egy élmény. Oxigén előállítása hidrogén-peroxid oxidációjával mangán-dioxiddal savas közegben. Reakció egyenlet:

MnO 2 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 \u003d MnSO 4 + 2H 2 O + O 2.
A reakció hidegben megy végbe; ezért a kísérlethez bármilyen eszközt használhat, amely lehetővé teszi a szilárd és a folyékony anyag közötti kölcsönhatást hidegben az állandó gázáramlás elérése érdekében (Kipp-készülék vagy Wurtz-lombik, Bunsen-lombik vagy kétnyakú lombik csepegtetőtölcsérrel ).

A kísérlet során darabos mangán-dioxidot, 15%-os H 2 SO 4-et és 3-5%-os hidrogén-peroxid oldatot használtak.

Egy élmény. Oxigén kinyerése hidrogén-peroxid kálium-ferricianiddal történő oxidációjával lúgos közegben. Reakció egyenlet:

2K 3 + H 2 O 2 + 2KOH \u003d 2K 4 + 2H 2 O + O 2.
A reakció hidegben megy végbe; egyenáramú oxigén előállításához az előző kísérletben jelzett eszközöket használjuk, szilárd kálium-ferricianidot, 6-10%-os kálium-oxid-hidrát-oldatot és 3-5%-os hidrogén-peroxid-oldatot.

Egy élmény. Oxigén kinyerése kromát (bikromát vagy króm-anhidrid) hevítésével tömény kénsavval. Az egyenlet szerint lezajló reverzibilis reakció miatt:

2CrO 4 2- + 2H + ↔ Cr 2 O 7 2- + H 2 O,
savas környezetben mindig dikromát van jelen, kromát nem.

A következő reakciók játszódnak le tömény kénsav és bikromát között:

K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 \u003d 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O,
(kettős csere és kiszáradás reakciója)
4CrO 3 + 6H 2 SO 4 \u003d 2Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O + 3O 2.
(redox reakció)
A kémcsőben végzett kísérlet során oxigén szabadul fel, és a narancssárga szín (a dikromátra jellemző) zöldre változik (a háromértékű krómsókra jellemző).

III. OXIGÉN KISZERZÉSE FOLYÉKONY LEVEGŐBŐL

A levegő cseppfolyósítására azt az elvet alkalmazzák, amely szerint, amikor egy gáz külső munka nélkül kitágul, jelentős hőmérséklet-csökkenés következik be (Joule-Thomson-effektus).

A legtöbb gáz összenyomáskor felmelegszik, expandálva pedig lehűl. A levegő cseppfolyósítására használt Linde gép működésének sematikus ábrája látható.

A B kompresszor egy dugattyú segítségével 200 atm-ig összenyomja az A szelepen keresztül szállított, szén-dioxidtól, nedvességtől és pornyomoktól megtisztított levegőt. A kompresszió során keletkező hőt a folyóvízzel hűtött D hűtőben abszorbeálják. Ezt követően a C szelepet kinyitják, és a levegő belép az E edénybe, ahol 20 atm nyomásra tágul. Ennek a tágulásnak köszönhetően a levegő körülbelül -30°-ra hűl le. Az E edényből a levegő visszatér a B kompresszorba; áthaladva a G tekercs külső csövén, az út során új sűrített levegő adagot hűt le, amely a tekercs belső csövén haladva feléje megy. A levegő második része így körülbelül -60°-ra lehűl. Ezt a folyamatot addig ismételjük, amíg a levegő -180°-ra le nem hűl; ez a hőmérséklet elegendő a cseppfolyósításhoz 20 atm nyomáson az E tartályban. Az E tartályban felgyülemlő folyékony levegőt az 1. szelepen keresztül egy hengerbe vezetik. A leírt berendezés folyamatosan működik. Ennek a gépnek a részletei nem láthatók az ábrán. Ezt a gépet J. Claude továbbfejlesztette, ami után termelékenyebbé vált.

Összetételében a folyékony levegő különbözik a közönséges légköri levegőtől; 54 tömeg% folyékony oxigént, 44% nitrogént és 2% argont tartalmaz.

Egy élmény. Annak bemutatására, hogyan változnak a szerves anyagok tulajdonságai a változó körülmények (hőmérséklet és oxigénkoncentráció) hatására, a levelekkel és virágokkal vagy vékony gumicsővel rendelkező növényeket fémfogóval folyékony levegővel termoszba merítik.

Az oxigén a folyékony levegőből a következő módokon nyerhető:

a) frakcionált desztilláció (a leggyakoribb módszer);

b) a levegő feloldása folyadékokban (például 33% oxigén és 67% nitrogén oldódik vízben), és vákuumban extraháljuk;

c) szelektív abszorpció (a szén 92,5 térfogat% oxigént és 7,5 térfogat% nitrogént vesz fel);

d) az oxigén és a nitrogén gumimembránon keresztüli diffúziós sebességének különbsége alapján.

A KClO 3 hőbontásával nyert oxigén néha nyomokban klórt tartalmaz; nehéz- és nemesfémek nitrátjaiból nyerik - nitrogén-dioxid; perszulfátokból származik - kén-dioxid; perkarbonátokból származik - szén-dioxid; savanyított víz - ózon - elektrolízisével nyerik. A nedves eljárásokkal előállított oxigén vízgőzt tartalmaz.

Az oxigén tisztítására egy lúgos mosópalackon vezetik át, amely visszatartja az összes savas illékony vegyületet, KI oldaton (ózonmentesítésére) és tömény H 2 SO 4-en, amely visszatartja a vízgőzt.

AZ OXIGÉN TULAJDONSÁGAI

FIZIKAI TULAJDONSÁGOK

Az oxigén színtelen, szagtalan és íztelen gáz.

A levegőhöz viszonyított sűrűsége 1,10563; ezért légkiszorításos módszerrel edényekbe gyűjthető.

Normál körülmények között egy liter oxigén 1,43 g, egy liter levegő 1,29 g, forráspontja -183°, olvadáspontja -218,88°.

A vékony rétegben lévő folyékony oxigén színtelen, a vastag rétegek kékek; a folyékony oxigén fajsúlya 1,134.

A szilárd oxigén kék színű, és úgy néz ki, mint a hó; fajsúlya 1,426.

Az oxigén kritikus hőmérséklete -118°; kritikus nyomás 49,7 atm. (Az oxigén tárolása 50 literes acélpalackokban, 150 atm nyomáson történik. A különböző gázok acélpalackokban való tárolásának módjait az első fejezet ismerteti.)

A vízben az oxigén nagyon kis mennyiségben oldódik: egy liter vízben 20 ° -os hőmérsékleten és 760 Hgmm nyomáson. Művészet. 31,1 ml oxigén oldódik fel. Ezért vízkiszorításos módszerrel kémcsövekbe, hengerekbe vagy gázmérőkbe gyűjthető. Az oxigén jobban oldódik alkoholban, mint vízben.

A gázmérő () használatához képesnek kell lennie arra, hogy légköri nyomáson, valamint légköri nyomás felett és alatt töltse fel vízzel és gázzal; képes legyen kiengedni a gázt a gázmérőből.

Először az A gázmérőt töltik fel vízzel a B tölcséren keresztül, a C és D csapok nyitva vannak és az E lyuk zárva. A B tölcsérből a C csapon keresztül a gázmérőbe belépő víz a D csapon keresztül kiszorítja onnan a levegőt.

A gázmérő bizonyos nyomás alatti gázzal való feltöltéséhez zárja el a C és B szelepet, és nyissa ki az E lyukat: ha mindkét felső szelep szorosan illeszkedik, a víz nem folyik ki a gázmérőből. A cső végét az E lyukon keresztül vezetik be, amelyen keresztül a légköri nyomást meghaladó nyomás alatt gáz áramlik át. A gáz felhalmozódik a gázmérő felső részében, kiszorítva onnan a vizet, amely az E lyukon keresztül ömlik ki. Miután a gáz majdnem teljesen kitöltötte a gázmérőt, az E lyukat lezárjuk. A gázmérő légköri vagy csökkentett nyomású gázzal való feltöltésekor a csövet, amelyen keresztül a gáz belép, egy nyitott B szelephez kötjük, majd az E lyukat kinyitjuk és a C szelepet zárva hagyjuk. gazométer. Miután a gázmérő majdnem teljesen megtelt gázzal, zárja el az E lyukat és a B szelepet.

A gáz felszabadításához töltse fel a B tölcsért vízzel, nyissa ki a C csapot; A gázmérőbe belépő víz kiszorítja belőle a gázt, amely az E) nyitott csapon keresztül távozik.

Megolvadt állapotban egyes fémek, mint például a platina, az arany, a higany, az irídium és az ezüst körülbelül 22 térfogatnyi oxigént oldanak fel, amely akkor szabadul fel, amikor megszilárdul egy speciális, különösen az ezüstre jellemző hanggal.

Az oxigénmolekula nagyon stabil, két atomból áll; 3000°-on az oxigénmolekulák mindössze 0,85%-a disszociál atomokká.

A gázmérők nem csak laboratóriumi. A képen a bécsi gázmérők láthatók - ez 4 nagy épület Bécsben (Ausztria), és 1896-1899 között épült. Simmeringben, a város tizenegyedik kerületében találhatók. 1969-1978-ban a város felhagyott a kokszolókemence-gáz használatával a földgáz helyett, a gázórákat pedig bezárták. 1999-2001 között átépítették őket, és többfunkciós komplexumokká váltak (Wikipédia).

KÉMIAI TULAJDONSÁGOK

Kémiai aktivitása szerint az oxigén a második helyen áll a fluor után.

Más elemekkel közvetlenül egyesül, vagy közvetetten vegyületeket képez. Az oxigén közvetlen kapcsolata erőteljesen és lassan mehet végbe. Az oxigén elemekkel vagy összetett anyagokkal való kombinációját oxidációnak vagy égésnek nevezik. Mindig hő, néha fény felszabadulásával megy végbe. Az oxidáció hőmérséklete változó lehet. Egyes elemek hidegben egyesülnek oxigénnel, mások csak melegítéskor.

Abban az esetben, ha egy kémiai reakció során a felszabaduló hő mennyisége meghaladja a sugárzás, hővezető képesség stb. következtében fellépő veszteségeit, erőteljes oxidáció megy végbe (például fémek és nemfémek oxigénben égése), egyébként lassú oxidáció következik be. (például foszfor, szén, vas, állati szövet, pirit stb.).

Ha a lassú oxidáció hőveszteség nélkül megy végbe, akkor hőmérséklet emelkedés következik be, ami a reakció felgyorsulásához vezet, és a lassú reakció az öngyorsulás következtében felerősödhet.

Egy élmény. Példa a lassú reakció öngyorsítására. Vegyünk két kis darab fehér foszfort. Az egyik szűrőpapírral van becsomagolva. Egy idő után egy papírba csomagolt foszfordarab meggyullad, a kicsomagolt pedig tovább lassan oxidálódik.

Nincs egyértelmű határvonal az erőteljes és a lassú oxidáció között. Az erőteljes oxidációt nagy mennyiségű hő és fény felszabadulása kíséri; a lassú oxidációt néha hideg lumineszcencia kíséri.

Az égés is másképp megy végbe. Azok az anyagok, amelyek az égés során gőz állapotba kerülnek (nátrium, foszfor, kén stb.), láng képződésével égnek; az égés során gázokat és gőzöket nem képező anyagok láng nélkül égnek; egyes fémek (kalcium, magnézium, tórium stb.) égése nagy mennyiségű hő felszabadulásával jár, és a keletkező forró oxidok a spektrum látható tartományában sok fényt képesek kibocsátani.

Az oxidáció során nagy mennyiségű hőt felszabadító anyagok (kalcium, magnézium, alumínium) képesek más fémeket kiszorítani oxidjaikból (ezen a tulajdonságon alapul az aluminotermia).

A tiszta oxigénben sokkal erőteljesebb az égés, mint a levegőben, amelyben lelassul, mivel körülbelül 80% nitrogént tartalmaz, ami nem támogatja az égést.

KÜLÖNBÖZŐ ANYAGOK ÉGÉSE OXIGÉNBEN

Az oxigénben történő égést szemléltető kísérleteket vastag falú és széles szájú, 2,5-3 literes lombikban végezzük (), amelyek aljára vékony homokot kell önteni (ha ez nem történik meg, akkor egy csepp olvadt fém éri az edény alját, az edény szétrepedhet).

Az oxigénben történő égetéshez az anyagot egy speciális, a végén lapított vas- (vagy réz-) huzalból készült kanálba helyezik, vagy a huzal végére égetendő mintát rögzítenek.

Egy élmény. Egy parázsló szilánk (vagy gyertya) meggyulladása és égése oxigénben. Amikor egy parázsló szilánkot (vagy gyertyát) helyezünk egy edénybe oxigénnel, a szilánk meggyullad és erős lánggal ég. Néha egy szilánk kis robbanással meggyullad. A leírt tapasztalatokat mindig felhasználják a szabad oxigén felfedezésére ( * A dinitrogén-oxid hasonló reakciót ad).

Egy élmény. Szén égetése oxigénben. Reakció egyenlet:

C + O 2 \u003d CO 2 + 94,3 kcal.
Ha egy vashuzal végére rögzített parázsló szenet oxigénnel egy edénybe vezetnek, a szén nagy mennyiségű hő és fény felszabadulásával kiég. Az égés során keletkező szén-dioxidot vízzel megnedvesített kék lakmuszpapírral, vagy az égés során keletkező gáznemű kalcium-hidroxid oldaton keresztül vezetik át.

A KClO 3 hőbomlása során felszabaduló oxigénben történő szén elégetésének tapasztalatait a kálium-klorát tulajdonságainak vizsgálata során már elvégezték.

Egy élmény. Kén égetése oxigénben. Reakció egyenlet:

S + O 2 \u003d SO 2 + 71 kcal.
Ha meggyújtott kénszínt viszünk be egy edénybe oxigénnel, akkor a kén oxigénben intenzívebb égése figyelhető meg, és éles kén-dioxid szag érezhető. Annak megakadályozására, hogy ez a mérgező gáz szétterjedjen a laboratóriumban, az edényt a kísérlet végén szorosan lezárják.

A kálium-klorát hőbomlása során felszabaduló oxigénben a kén égését a KClO 3 tulajdonságainak vizsgálata során írták le.

Egy élmény. A fehér és vörös foszfor elégetése oxigénben. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5 + 2x358,4 kcal.
A homoktálcára helyezett, 0,5-2 literes lombik (vagy tégely) rövid és széles nyakát egy fémkanállal ellátott parafával zárjuk le, és egy üvegcsővel van átvezetve, amelynek tengelyének kell lennie. átmenni a kanál közepén ().

A lombik oxigénnel való feltöltésével egyidejűleg (levegő kiszorításával) víz alatt mozsárban vágjunk le egy borsónyi fehér foszfordarabot, szűrőpapírral enyhén nyomkodjuk össze, hogy a víz nyomait eltávolítsuk, majd tegyük egy fémkanálba. fém fogóval. A kanalat leengedjük a lombikba, lezárjuk, és a foszfort 60-80°C-ra melegített üvegrúddal (vagy dróttal) érintjük, amelyet üvegcsövön keresztül szúrunk be.

A foszfor meggyullad és erős lánggal ég, és fehér füst formájában foszfor-pentoxidot képez (köhögést okoz).

Néha a fehér foszfor meggyullad oxigénben anélkül, hogy egy felhevített üvegrúd vagy huzal érintené. Ezért nagyon hideg vízben tárolt foszfor használata javasolt; szűrőpapírral súrlódás nélkül ki kell préselni, és általában minden előkészületet a lehető leggyorsabban el kell végezni, hogy oxigénnel edénybe kerüljön. Ha foszfor A foszfor elégetése után kanállal vegyük ki a dugót, öntsünk egy kis vizet a lombikba, és teszteljük kék lakmuszpapírral.

Ha a foszfor egy része oxidálatlan marad, a kanalat vízzel leengedik a kristályosítóba. Ha az összes foszfor kiégett, akkor a kanalat huzat alatt kalcináljuk, vízzel mossuk és égő lángján szárítjuk.

Ennek a kísérletnek a végrehajtása során az olvadt fehér foszfort soha nem vezetik be az edénybe oxigénnel. Ezt egyrészt azért nem lehet megtenni, mert a foszfor könnyen kiszóródhat, másrészt azért, mert ebben az esetben a foszfor túl gyorsan ég el az oxigénben, minden irányba szétszórva a kifröccsenést, amely a kísérletezőre hullhat; a foszfor fröccsenése felrobbant egy edényt, amelynek töredékei megsebesíthetnek másokat.

Ezért legyen az asztalon egy vízzel ellátott kristályosító, amelybe foszfort lehet dobni, ha szűrőpapírral összenyomva meggyullad; Foszforos égési sérülések esetén elsősegélynyújtáshoz tömény KMnO 4 vagy AgNO 3 (1:10) oldat szükséges.

A fehér foszfor helyett száraz vörös foszfor használható. Ehhez a vörös foszfort előtisztítják, vízzel alaposan mossák és szárítják.

A vörös foszfor magasabb hőmérsékleten meggyullad, ezért nagyon forró dróttal gyújtják meg.

Égetés után, és ebben az esetben, öntsünk egy kevés vizet a lombikba, teszteljük a kapott oldatot lakmusszal, és gyújtsuk meg a kanalat huzat alatt.

Mindkét kísérletben sötét üvegből készült védőszemüveget kell használni.

Egy élmény. Fém-nátrium égése oxigénben. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

2Na + O 2 = Na 2 O 2 + 119,8 kcal.
A nátriumot tiszta kalcium-oxidból, krétából vagy azbesztkartonból készült kis tégelyben égetik el, de nem fémkanálban, amely a nátrium oxigénben való elégetésekor felszabaduló hőtől maga is megolvadhat és elégethet.

A nátriumot meggyújtják és oxigénnel egy edénybe viszik, amelyben nagyon erős lánggal ég; égését sötét védőszemüvegen keresztül kell megfigyelni.

A krétából (vagy CaO-ból) készült tégelyt két-három vékony huzallal egy vastag vas- (vagy réz-) huzalhoz () erősítik, és egy borsónyi, oxidtól megtisztított fémes nátriumdarabot tesznek bele.

A kréta, az azbeszt, a kalcium-oxid rossz hővezető, ezért meggyújtja a nátriumot úgy, hogy fúvócsővel felülről az égő lángját irányítja rá. Hogy megvédje magát az égő nátrium fröccsenésétől, gumicsövet helyeznek a fúvócsőre.

A levegőben lévő nátrium melegítését, olvasztását és meggyújtását egy oxigénes edény felett végezzük.

Ha a nátrium nem gyullad meg, akkor a fémfelületen kialakult kérget fúvóval távolítjuk el, de ezt fokozott óvatossággal kell megtenni az olvadt nátrium esetleges kifröccsenése miatt.

Egy élmény. A fémes kalcium égése oxigénben. Reakció egyenlet:

2Ca + O 2 \u003d 2CaO + 2x152,1 kcal.
Azbesztkartonból készült kis tégelybe gyufát helyeznek, a tetejére kalciumforgácsot tesznek.

Gyújts meg egy gyufát, és tedd a tégelyt kalciumforgácsokkal egy oxigénes edénybe. Védőszemüvegen keresztül megfigyelhető a kalcium fém meggyulladása és égése erős lánggal.

A meggyújtott kalciumot oxigénnel ellátott edénybe is adhatjuk (ahogyan az előző, nátriummal végzett kísérletben történt).

Egy élmény. A magnézium égése oxigénben. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO + 2x143,84 kcal.
A 20-25 cm hosszú, spirál alakú magnéziumszalag egyik végére tinderdarabot, a másikra vashuzalt rögzítenek. A drótot kézbe veszik, és a magnéziumszalagot függőleges helyzetben tartva felgyújtják a tindert, és a magnéziumszalagot oxigénnel egy edénybe helyezik. A magnézium meggyullad és védőszemüvegen keresztül megég magnézium-oxidot képezve.

A kísérlet végén egy kis vizet öntünk az edénybe, és egy indikátor segítségével meggyőződnek a képződött magnézium-hidroxid oldatának lúgosságáról.

A kísérlet elvégezhető magnéziumporral. Ehhez vegyünk egy kanál magnéziumport, és szúrjunk bele egy fél gyufát fejjel. Gyújts meg egy gyufát, és tegyél egy kanalat egy edénybe oxigénnel.

A magnézium azonban vakító lánggal ég a levegőben, bár itt az oxigén oxidatív reakciói jelentősen gyengülnek, mivel a levegő nagy százalékban tartalmaz nitrogént.

Egy edény, amelyben magnéziumot égetnek, szétrobbanhat, ha az égő magnéziumot nem vezetik be elég gyorsan, vagy ha égő magnézium éri a falát.

Az égő magnézium erős fénye alkalmazásra talált fényképezett tárgyak megvilágítására, valamint néhány rövid fényhullámok hatására fellépő reakció elindítójaként, például a HCl elemekből történő szintézisére.

A kálium-klorát tulajdonságainak mérlegelésekor a keverék magnéziummal való elégetésének tapasztalatait ismertették.

Egy élmény. Nagyméretű cinkreszelékek oxigénben égése. Reakció egyenlet:

2Zn + O 2 \u003d 2ZnO + 2x83,17 kcal.
Egy 15 cm hosszú, 0,8-1 cm belső átmérőjű tűzálló üvegcsőbe nagyméretű cink fűrészport öntünk (ezek hiányában por is használható, de úgy, hogy az oxigén átjusson rajta) és erősítse meg az egyik végén vízszintes helyzetben az állványbilincsben.

A cső háromlábú állványba rögzített végét oxigénforráshoz kötjük, a másik végét gázégővel melegítjük.

Amikor oxigént vezetnek át egy csövön, a cink meggyullad, és erős lánggal ég, és cink-oxidot (fehér szilárd anyagot) képez. A kísérletet nyomás alatt végezzük.

Egy élmény. A réz égése során elfogyasztott oxigén mennyiségének meghatározása.

2Cu + O 2 \u003d 2CuO + 2x37,1 kcal.
A kísérlethez használt eszköz az alábbi ábrán látható. Egy 20 cm hosszú és 1,5 cm belső átmérőjű tűzálló csőbe 1 g finom fémrézporral ellátott porceláncsónakot helyeznek. A vízzel ellátott mosópalack oxigénforráshoz (gázmérőhöz vagy hengerhez) csatlakozik.

A jobb oldalon található, csengővel ellátott gázmérő vízzel van feltöltve, indigó vagy bíbor oldattal színezve. A gázmérő szelepét kinyitják, hogy a készüléken áthaladó oxigén a csengő alatt áramolhasson.

Nyissa ki a bilincset a mosópalack és a tűzálló cső között, és engedjen be körülbelül 250 ml oxigént a csengő alá. Zárja le a bilincset, és jegyezze fel az oxigén pontos mennyiségét.

Teklu fecskefarkú égő segítségével felmelegítik a cső azon részét, amelyben a porcelán csónak található. Néhány perc múlva a réz kigyullad, és a vízszint a harangban azonnal megemelkedik.

A melegítést 35-40 percig folytatjuk, amíg a gázmennyiség változása a gázmérőben meg nem áll.

Hagyja lehűlni a készüléket. ez beállítja a gáz állandó térfogatát. Ezután a vizet ugyanarra a szintre hozzuk, és a gázmérő osztásaiból meghatározzuk az el nem reagált oxigén térfogatát.

A kísérlet lehetővé teszi a kísérlet megkezdése előtt lemért réz oxidációjához felhasznált oxigén mennyiségének pontos meghatározását.

Ne használja ezt a készüléket cink, magnézium vagy kalciumpor elégetésére.

Egy élmény. Az összetétel állandóságának törvényének megerősítése. Századgramm pontossággal lemérnek egy üres fedeles porcelán tégelyt, amelyet előzőleg alaposan megtisztítottak, kalcináltak és exszikkátorban hűtöttek. Ezután körülbelül 3-4 g finom rézport öntünk a tégelybe, és pontosan lemérjük a réztégelyt.

Helyezze a tégelyt ferde helyzetbe egy porcelán háromszögre, és melegítse alacsony lángon 15-20 percig. Ezután a fedőt eltávolítjuk, és oxidáló égőlánggal erősen felmelegítjük. 20-25 perc elteltével fedjük le a tégelyt, és folytassuk a melegítést. A melegítés leállítása után a tégelyt exszikkátorban lehűtjük és pontosan lemérjük.

g 1 = üres tégely fedővel;

g 2 = az üres tégely fedéllel és rézzel;

g 3 = az üres tégely tömege fedővel és réz-oxiddal.

A kapott adatok azt mutatják, hogy az egy gramm rézatomhoz kapcsolódó oxigén tömege közel van az oxigén atomtömegéhez.

A fémes rézzel és más fémekkel végzett kísérletet megismételve azt tapasztalják, hogy az oxigén minden esetben állandó mennyiségi arányban keveredik a különféle elemekkel, és a gyakorlatban meg vannak győződve arról, hogy a kémiai vegyületbe kerülő anyagok tömegének aránya mindig állandó. .

Egy élmény. A vas égése oxigénben. Reakció egyenlet:

4Fe + 3O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 2x196,5 kcal.
A kísérlethez 7-8 mm átmérőjű, edzett acélból készült vékony huzalt használnak, melynek egyik végét parafadugóba szúrják, a másik végére pedig egy tinderdarabot rögzítenek, vagy cérnával tekerve bemerítik. olvadt kénben (kénkanóc). Ha egy acélspirált egy megvilágított tinderrel (vagy kénkanóccal) bevezetünk egy oxigénes edénybe (amelynek alján homokrétegnek kell lennie), a spirál kiég, és szikrákat szór.

angelo.edu

Egy élmény. Fémporok égése levegőben. A huzat alá szerelt gázégő lángja fölé egy csipetnyi réz-, cink-, vas-, magnézium-, alumínium-, antimonport öntenek.

Egy élmény. Fémek oxidációja zárt edényben. A tapasztalatok lehetővé teszik annak bizonyítását, hogy a fémek oxidokká történő átalakulása során a levegő egy része elfogy, és a fémek tömegének növekedése oxidációjuk során megegyezik a levegő tömegvesztésével.

A finom vasporos kémcsövet gumidugóval szorosan le kell zárni, amelyen egy üvegcsövet kell átvezetni csavaros bilinccsel () ráhelyezett gumicsővel. A dugónak és a bilincsnek hermetikusan kell lezárnia a csövet.

Az összeszerelt készülék lemérése után a kémcsövet gázégő lángjával, folyamatos rázatással addig melegítjük, amíg a porban szikra képződik. Miután a cső lehűlt, mérlegen lemérve ellenőrizzük, hogy változott-e a cső súlya. Ezután egy üvegcsövet helyeznek a gumicsőbe, amelynek végét egy pohár vízbe engedik le.

A bilincs kinyitásakor figyelje meg, hogyan emelkedik fel a víz a csövön keresztül. Ez annak köszönhető, hogy a levegő oxigénjét a vas oxidációjához használták fel, és ezért csökkent a nyomás a készülékben.

A vas tömege és a vas-oxid tömege közötti kis különbség kimutatása csak kellően érzékeny mérlegek segítségével lehetséges.

Kémcső helyett használhatunk retortát vagy gömblombikot, gumidugó helyett pedig viaszos parafadugót.

Lomonoszov és Lavoisier hasonló kísérleteket végzett az anyag megmaradásának törvényének bizonyítására.

Egy élmény. A nedves vas lassú oxidációja. A tapasztalatok alapján megállapítható, hogy a nedves vaspor oxidációja során hő szabadul fel.

A készülék egy nyomásmérőhöz () csatlakoztatott termoszkópból áll. A termoszkóp reakcióterébe két csövet vezetünk be egy szorosan rögzített gumidugóval. Az első cső egy gázpalackhoz van csatlakoztatva, és oxigénellátásra szolgál. A második cső a gáz eltávolítására szolgál; Müncke mosópalackhoz kapcsolódik, amibe vizet öntenek, indigóval vagy bíborral színezve.

A mosólombikba annyi vizet öntünk, hogy a belső csőbe szívva és feltöltve még maradjon víz a lombikban, ami elzárná a cső kimenetét.

Termoszkóp gyártásához használhatja a Drexel 300 ml-es mosópalack külső részét egy oldalcsővel. Az edénybe 23 cm hosszú és 2,5 cm átmérőjű, kissé szűkített nyakú kémcsövet helyeznek. A cső felső külső részét az edény nyakához kell csiszolni. A fenti részek hiányában a termoszkóp Bunsen-lombikból készíthető, melynek nyakába gumigyűrű segítségével egy nagyméretű kémcsövet helyezünk. A termoszkóp egy U alakú nyomásmérőhöz csatlakozik, amelybe bíborvörösre színezett vizet öntenek.

A nyomásmérőn egy T-csap van elzárócsappal, ami megkönnyíti a beállítását.

Erlenmeyer-lombikban 100 g vasport benzollal elkeverünk, hajtogatott szűrőn átszűrjük, éterrel átmossuk és gyorsan (az oxidált vaspor nem alkalmas kísérletezésre) porózus kerámiaanyagú csempére szárítjuk.

A 18 ml desztillált vízzel alaposan megnedvesített vasport üveggyapotra szórjuk, és megtöltjük vele a termoszkóp reakcióterében.

A levegő eltávolításához a készülékből erős oxigénsugarat fújnak át rajta. A tiszta oxigén jelenlétét a berendezésben úgy határozzuk meg, hogy parázsló szilánkot vezetünk a mosópalack kimenetéhez. Ezután állítsa le az oxigén áramlását, és egyenlítse ki a folyadékot a manométer mindkét csövében (a manométer mögött megerősített milliméterpapír található).

A reakcióedényben az oxigén részben vassal keveredik, és néhány perc múlva a folyadék felszívódása figyelhető meg a mosópalack belső csövébe. Ebben az esetben még egy kis oxigént juttatnak a termoszkópba, hogy kiegyenlítsék a folyadékszintet a mosópalack belső és külső csövében. Ezt a műveletet kétszer vagy háromszor megismételjük. A manométer által jelzett nyomásváltozás az oxidáció során felszabaduló hőt jelzi.

A foszforról szóló rész olyan kísérleteket ír le, amelyek a fehér foszfor lassú oxidációját mutatják be.

Egy élmény. A metil-alkohol katalitikus oxidációja formaldehiddé. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

H 3 C-OH + 0,5O 2 → H 2 C \u003d O + H 2 O + 36 kcal.
A készülék összeszerelése a. 50 ml tiszta metil-alkoholt öntünk egy 150 ml-es Wurtz-lombikba úgy, hogy az oldalcső vége 1 mm átmérőjű legyen. Egy 25-30 cm hosszú és 1 cm átmérőjű tűzálló csőbe egy vastag rézhuzalra tekercselt 10 cm hosszú rézháló tekercset helyeznek. A bal oldali mosólombikba vizet öntünk, a jobb oldali lombikba pedig H 2 SO 3 kénsav színtelen oldatát fukszinnal közvetlenül a kísérlet megkezdése előtt. Az üvegnek, amelybe a Wurtz-lombikot leeresztik, 30-40 ° -ra melegített vizet kell tartalmaznia.

A kísérlet végrehajtásához a vizet egy pohárban 45-48 ° -ra melegítik, vízsugárszivattyúval erős levegőáramot szívnak át a készüléken, és egy réz rácsos hengert melegítenek fel Teklu égővel, először egy gyenge égővel. lángra, majd vörös hőre melegítjük.

A légáram szabályozása úgy történik, hogy az égő eltávolítása után a rézrács hengere kívülről melegedés nélkül is vörösen forró marad.

Egy idő után a kénsav és a fukszin keveréke a jobb mosópalackban intenzív vörös-lila színűvé válik.

Ezzel párhuzamosan kimutatható, hogy a formaldehid oldat reakciója színtelen kénsav és fukszin oldattal az aldehidre jellemző.

A kénsav színtelen fukszin oldatának előállításához 0,1 g fukszint 300 ml desztillált vízben fel kell oldani, és a kapott oldaton kén-dioxidot engedünk át, amíg a fukszin színe el nem tűnik. A kapott reagenst csiszolt dugóval ellátott fiolában tárolják. Az egész élmény körülbelül öt percig tart. A kísérlet végén hagyja a készüléket lehűlni gyenge légáramban.

Etil-alkohol használatakor acetaldehid képződik a következő egyenlet szerint:

CH 3 CH 2 -OH + 0,5O 2 → CH 3 CH \u003d O + H 2 O.
Az oxidált tekercs redukcióját rézrácsból metil-alkohollal a nitrogénről szóló részben ismertetjük (nitrogén előállítására szolgáló eljárás légköri oxigén vörösrézzel való megkötésével).

Egy élmény. Az oxigén anódos oxidációja, fehérítő hatása a felszabadulás pillanatában. A nátrium-szulfát oldatot tartalmazó üveget egy parafa kör borítja, amelyen két 5-6 mm átmérőjű szénelektródát vezetünk át.

Az anódot többször körbetekerjük kékre festett pamutkendővel, és az elektródákat három sorba kapcsolt akkumulátorhoz kötjük.

2-3 perces áramelvezetés után az első két szövetréteg, közvetlenül az anód mellett, elszíneződik az elektrolízis során felszabaduló atomos oxigén hatására. A második és az azt követő szövetrétegek, amelyeken a már stabil kétatomos oxigénmolekulák haladnak át, színesek maradnak.

Egy élmény. anódos oxidáció. 25% -os H 2 SO 4 oldatot öntünk egy üvegbe, és két ólomelektródát lemezek formájában engedünk le. Az elektródák 10 V feszültségű egyenáramforráshoz csatlakoznak. Amikor az áramkör zárva van, az anódon barna szín jelenik meg.

Az elektrolízist addig folytatjuk, amíg az anódon képződött barna ólom-dioxid PbO 2 láthatóvá nem válik.

Ha ezüst anódot használ, akkor az ezüst Ag 2 O fekete oxidja szabadul fel az anódon.

A tűz oltása. Ha ismerjük az égést, könnyen megérthetjük, hogy mi a tűzoltás alapja.

A tüzet szilárd anyagokkal, gázokkal és gőzökkel, folyadékokkal és habokkal lehet eloltani. A tűz eloltásához el kell szigetelni a levegőtől (oxigéntől), amelyhez homokkal, sóval, földdel vagy vastag takaróval le kell dobni.

A tüzek oltására gyakran használnak tűzoltó készülékeket, amelyek leírása a szén-dioxidról szóló részben található.

Égő faraktárak, szalma, textil, papír oltásához úgynevezett száraz tűzoltó készülékeket használnak, amelyek -80 ° C hőmérsékletű szilárd szén-dioxidot bocsátanak ki. Ebben az esetben a láng kialszik a hőmérséklet erős csökkenése és a levegő oxigénjének szén-dioxiddal való hígítása miatt, ami nem támogatja az égést. Ezek a tűzoltó készülékek jól használhatók erőművekben, telefonközpontokban, olaj- és lakkgyárakban, szeszfőzdékben stb.

A gázok tüzek oltására való felhasználására példa a kén-dioxid alkalmazása, amely a kemencébe vagy kéménybe dobott kén égése során keletkezik, a kemencekéményben meggyulladt korom oltására.

A leggyakoribb és legolcsóbb tűzoltó folyadék a víz. Csökkenti a láng hőmérsékletét, gőzei pedig megakadályozzák, hogy a levegő elérje az égő tárgyakat. Az égő olaj, benzin, benzol, olaj és más, a víznél könnyebb gyúlékony folyadékok oltására azonban nem használnak vizet, mivel ezek a víz felszínére úszva tovább égnek; a víz használata ebben az esetben csak a tűz terjedéséhez járulna hozzá.

A habzó tűzoltó készülékeket benzin és olajok oltására használják; az általuk kidobott hab a folyadék felszínén marad, és elszigeteli azt a levegő oxigénjétől.

OXIGÉN ALKALMAZÁSOK

Az oxigént oxidálószerként használják salétromsav, kénsav és ecetsav előállításánál, nagyolvasztó folyamatban, föld alatti szénelgázosításnál, fémek gázhegesztésénél és vágásakor (hidrogén vagy acetilén-oxigén láng), fémek, kvarc olvasztására , laboratóriumi magas hőmérséklet eléréséhez, légzéshez különféle pilóták, búvárok és tűzoltók által használt eszközök használatával.

Oxigén nélkül egyetlen állat sem létezhet.

Egyes robbanóanyagok előállításához szenet, olajat, paraffint, naftalint és számos egyéb folyékony oxigénnel impregnált anyagot használnak.

A folyékony oxigén szénporral, faliszttel, olajjal és más éghető anyagokkal alkotott keverékeit oxiliquiteknek nevezzük. Nagyon erős robbanásveszélyes tulajdonságokkal rendelkeznek, és bontási munkákban használják.

ÓZON O 3

Az ózon az oxigén allotróp formája. A név a görög "osein" szóból származik, ami "büdös". Az ózont 1840-ben Shenbein fedezte fel.

Az ózon nagyon kis mennyiségben található a légkörben: a földfelszínen koncentrációja 10-7%, a földfelszíntől 22 km-es magasságban pedig 10-6%. A föld felszínén az ózon főként vízesések közelében található, a tengerparton (ahol az atomi oxigénhez hasonlóan ultraibolya sugárzás hatására képződik), tűlevelű erdőkben (itt a víz oxidációja következtében jön létre). terpének és más szerves anyagok); villámkisülések során ózon képződik. A földfelszíntől körülbelül 22 km-es magasságban oxigénből képződik a nap ultraibolya sugarainak hatására.

Az ózont oxigénből állítják elő; ebben az esetben külső energiát (hő, elektromos, sugárzás) kell elkölteni. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

3O 2 + 69 kcal ↔ 2O 3.

Így az oxigén átalakulása ózonná endoterm reakció, amelyben a gázok térfogata csökken.

A hő-, fény- vagy elektromos energia hatására az oxigénmolekulák atomokra bomlanak. Mivel a molekuláknál reaktívabbak, az atomok nem disszociált oxigénmolekulákkal keverednek, és ózont képeznek.

Minél nagyobb a képződött ózon mennyisége, annál alacsonyabb a hőmérséklet, és szinte nem függ attól, hogy a reakció milyen nyomáson megy végbe. Korlátozza a keletkező ózonmolekulák bomlási sebessége és fotokémiai hatás eredményeként kialakuló képződése (elektromos kisülések során, kvarclámpák sugárzásának hatására).

Az ózonnak a közönséges hőmérséklethez közeli körülmények között történő előállításának minden módszerére jellemző az alacsony hozam (körülbelül 15%), a vegyület instabilitása miatt.

Az ózon lebomlása lehet részleges (amikor normál hőmérsékleten spontán megy végbe; ebben az esetben arányos a koncentrációval) és teljes (katalizátorok jelenlétében).

A sztratoszféra 15-35 km magasságban tartalmazza az ózonréteget, amely megvédi a Földet az ultraibolya sugárzástól. Sokan hallottak az úgynevezett "ózonlyukról". A valóságban ez az ózontartalom csak részleges csökkenése, ami csak a bolygó déli pólusa felett jelentős. De az ózonréteg pusztulása itt is csak részleges. Lehetséges, hogy az "ózonlyuk" jóval az emberiség megjelenése előtt keletkezett. A bolygó felszínének közelében is jelentős mennyiségű ózon képződik. Az egyik fő forrás az antropogén eredetű szennyezés (főleg a nagyvárosokban). Ez az ózon korántsem ártalmatlan – jelentős kockázatot jelent az emberi egészségre és a környezetre.

Az ózon eloszlása ​​a déli féltekén 2006. szeptember 21-30. A kék, lila és piros színek alacsony ózontartalmú, zöld és sárga területek pedig magasabb ózontartalmú területeket jelölnek. NASA adatok. (szerk. megjegyzés)

AZ ÓZON ELŐÁLLÍTÁSÁNAK KÉMIAI MÓDSZEREI

Minden oxigéntermelési reakció kis mennyiségű ózon képződését eredményezi.

Egy élmény. Ózon előállítása tömény kénsav kálium-permanganát hatására. Reakcióegyenletek:

2KMnO 4 + H 2 SO 4 \u003d 2HMnO 4 + K 2 SO 4 (cserereakció),

2HMnO 4 + H 2 SO 4 \u003d Mn 2 O 7 + H 2 O + H 2 SO 4 (dehidratációs reakció),

Mn 2 O 7 → 2MnO 2 + 3O,

Mn 2 O 7 → 2MnO + 5O (mindkét redox bomlási reakció egyidejűleg is végbemehet; az erőteljesebb bomlás MnO képződéshez vezet),

3O + 3O 2 = 3O 3 (ózonképződési reakció).

Egy kis mennyiségű KMnO 4-et tartalmazó habarcsba óvatosan, anélkül, hogy a habarcs fölé hajolna, öntsön néhány csepp tömény H 2 SO 4 -ot.

A fenti egyenletek szerint képződött Mn 2 O 7 mangán-anhidrid nehéz, zöldesbarna olajos folyadék, amely 40-50°-on MnO 2-re, MnO-ra és atomi oxigénre bomlik, amely a levegő molekuláris oxigénjével kombinálva ózont képez. .

Habarcs helyett használhat porcelánpoharat, óraüveget vagy azbesztcsempét.

Az ózon atmoszférájába a huzal végén bejuttatva az éterrel átitatott vattacsomó azonnal meggyullad. Éter helyett a vatta alkohollal, benzinnel vagy terpentinnel nedvesíthető.

A vízzel megnedvesített keményítő-jodid indikátorpapír ózontól kék színűvé válik. Ezt a jelenséget a következő reakció magyarázza:

2KI + O 3 + H 2 O \u003d I 2 + 2KOH + O 2.
A keményítő-jódpapírt úgy állítják elő, hogy szűrőpapírcsíkokat kálium-jodid színtelen koncentrált oldatának és keményítőoldatának keverékében nedvesítenek.

A keményítő-jódpapír kék színe fokozatosan eltűnik, ahogy a jód és a kálium-hidroxid között végbemegy a reakció:

3I 2 + 6KOH = KIO 3 + 5KI + 3H 2 O.
Ózonfelesleg jelenlétében a szabad jód oxidálódik; a következő reakciók lépnek fel:

I 2 + 5O 3 + H 2 O \u003d 2HIO 3 + 5O 2,
I 2 + 9O 3 \u003d I (IO 3) 3 + 9O 2.

Mn 2 O 7 kölcsönhatása gyapjúval

Egy élmény. Ózon előállítása tömény salétromsav és ammónium-perszulfát hatására. Ebben a kísérletben az atomi oxigén forrása a perkénsav, amely az ammónium-perszulfát és a salétromsav közötti cserereakció eredményeként képződik, a molekuláris oxigén forrása pedig a melegítés hatására lebomló salétromsav.

Az ózon előállításának ez a módja a következő reakciókon alapul:

(NH 4) 2 S 2 O 8 + 2HNO 3 \u003d H 2 S 2 O 8 + 2NH 4 NO 3,

2HNO 3 → 2NO 2 + 0,5O 2 + H 2 O,
O + O 2 \u003d O 3.
A kísérlethez szükséges eszköz a képen látható. Egy 2 g ammónium-perszulfátot és 10 ml tömény salétromsavat tartalmazó kis lombikot vékony szakaszon keresztül egy üvegcsőhöz csatlakoztatunk, amelynek végét kálium-jodid és kis mennyiségű kálium-jodid oldatával egy kémcsőbe engedjük. keményítő.

A lombik alacsony hőfokon történő melegítésének megkezdése után némi idővel a kémcsőben lévő oldat kék színűvé válik. A jód kálium-hidroxiddal való kölcsönhatása következtében azonban a kék szín hamar eltűnik.

Egy 0,5%-os indigókármin oldat vagy egy 1%-os indigóoldat tömény H 2 SO 4-ben kékről halványsárgára változtatja a színét az indigó ózonos oxidációja miatt izatinná a következő egyenlet szerint:

C 16 H 10 O 2 N 2 + 2O 3 ← 2C 8 H 5 O 2 N + 2O 2 + 63,2 kcal.
Ebben a kísérletben kúp helyett használhat gázkivezető csővel ellátott kémcsövet.

A felületi filmről víz alatt korábban megtisztított fehér foszfort fém fogóval egy 1,5-2 literes üveghengerbe helyezik.

Desztillált vizet öntünk a hengerbe úgy, hogy az ellepje a foszforrudak 2/3-át, és 25 °C-ra melegített vízzel kristályosítóba helyezzük.

A henger helyettesíthető egy 500 ml-es lombikkal, amelyben a foszfor folyamatos keverés mellett felolvadásig (kb. 44 °C) melegíthető.

Az ózon jelenlétét körülbelül két órával a kísérlet megkezdése után a fokhagymára és az indikátorkeményítő-jódpapírra emlékeztető jellegzetes szag észleli; az ózon kimutatható, ha néhány csepp titanil-szulfátot csepegtetünk egy kémcsőbe a hengerből vett oldattal.

A titanil-szulfátot úgy állítják elő, hogy egy porcelánpohárban huzat alatt hevítenek 1 g titán-dioxidot kétszeres térfogatú tömény kénsavval, amíg fehér gőzök szabadulnak fel. Lehűlés után a csésze tartalmát fokozatosan 250 ml jeges vízbe öntjük. A vízben a titán-szulfát Ті (SO 4) 2 titanil-szulfáttá alakul.

Ózon jelenlétében a titanil-szulfát színtelen oldata pertitánsav sárgás-narancssárga oldatává alakul, a reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

TiOSO 4 + O 3 + 2H 2 O \u003d H 2 TiO 4 + O 2 + H 2 SO 4.

ÓZON ELŐÁLLÍTÁSA SAVAK ELEKTROLIZISÉVEL

Egy élmény. Ózon előállítása tömény (körülbelül 50%-os) kénsav elektrolízisével. A koncentrált H 2 SO 4 elektrolízise során az elektródákon a redox folyamatok a következő séma szerint mennek végbe:

H 2 SO 4 → HSO 4 - + H + (tömény kénsav ionjai),

H 2 O ↔ OH - + H + (vízionok),

A katódon: 2H + 2e - → 2H → H 2 (hidrogén szabadul fel),

Az anódnál: HSO 4 - - 2e - → H 2 S 2 O 8.

A perkénsav a vízben a következő egyenlet szerint bomlik le: H 2 S 2 O 8 + 2H 2 O \u003d 2H 2 SO 4 + H 2 O + O (oxigén szabadul fel az anódon).

A kapott atomi oxigén a molekuláris oxigénnel egyesül, és ózont képez:

O + O 2 \u003d O 3.
A körülményektől (áramsűrűség és hőmérséklet) függően az anódon perkénsav, ózon és molekuláris oxigén képződik.

A savanyított víz elektrolízise során ózon képződik, ha az anód nem oxidáló fémből készül, és a víz nem tartalmaz oxigénfelvételre képes anyagokat.

A készülék összeszerelése a. 100 ml 20-50%-os kénsavoldatot öntünk egy 150 ml-es pohárba, amelybe egy ólomlemezből (25 x 10 mm) és egy anódból készült katódot, amely egy platina huzal, 0,5 mm átmérőjű, üveglapba forrasztott, 9 cm hosszú és 5 mm átmérőjű csövet merítünk. A vezetéket úgy forrasztják, hogy a szabad vége 1 cm-re kilógjon a csőből.A platinahuzalt néhány csepp higany csőbe juttatásával csatlakoztassa a külső vezetékhez. Az anódot viaszos parafa dugón keresztül egy 9 cm hosszú és 1,5 cm átmérőjű nyitott csőbe helyezik, amelynek a felső részén oldalcső van.

Az elektromos áramkör lezárása után, 1,5 A áramerősségnél az oldalcső nyílásánál szaggal vagy keményítő-jódpapír segítségével kimutatható az ózon.

Ha platina anódot használunk, és a cellát -14°-ra hűtjük, híg H 2 SO 4 elektrolízisével kis mennyiségben ózon is nyerhető.

Az ózont króm-, ecet-, foszfor- és fluorsavak elektrolízisével is nyerik.

ÓZON ELŐÁLLÍTÁSA ELEKTROMOS KIÜTÉSSEL OXIGENBEN

Egy élmény. Az ózon kinyerése az eudiométerben lévő oxigénen elektromos szikrák átvezetésével. Egy Bunsen eudiométerbe (lásd a hidrogénről szóló részt) 50 ml-es platinaelektródákkal, keményítőt tartalmazó kálium-jodid oldattal megtöltve 5 ml oxigént vezetünk be. Az eudiométert egy állvánnyal rögzítjük a kristályosítóban ugyanazzal az oldattal.

Amikor az eudiométer vezetékeit az indukciós tekercs másodlagos kapcsaihoz csatlakoztatják, a platinavezetékek között szikrák ugrálnak, és a keményített kálium-jodid-oldat kék színűvé válik. A jodidoldat ózonos oxidációját felrázva fokozzuk.

A Bunsen eudiométer helyett a feltüntetett, vastag üvegből készült készülék használható. Ez az eszköz az összes bevezetett oxigént ózonozni tudná, ha nem melegedne fel a szikrakisülés, ami felgyorsítja az ózon lebomlásának fordított reakcióját.

A kálium-jodid oldatát keményítő hozzáadásával a következőképpen készítjük: 0,5 g keményítőt mozsárban őrölünk kis mennyiségű vízben, és a kapott tésztát keverés közben 100 ml forrásban lévő vízbe öntjük; a keményítőoldat lehűlése után 0,5 g előzetesen kis mennyiségű vízben feloldott KI-t adunk hozzá.

Ha tiszta és száraz oxigén (levegő) áramot vezetnek át az ózonizálón az elektromos kisülések szikramentes, csendes elektromos kisülése mellett, az oxigén egy része (maximum 12-15 térfogatszázalék) ózonná alakul.

Nedves és poros levegő erre a célra nem használható, mivel az elektromos kisülések során ilyenkor sűrű köd képződik, amely az ózonizáló elektródáin és üvegfalain telepszik le; ennek eredményeként a csendes kisülések helyett szikrák ugrálnak az ozonátorban, és nitrogén-monoxid képződik; a nitrogén-oxid oxigén jelenlétében nitrogén-dioxiddá oxidálódik, ami tönkreteszi az elektródákat.

Az oxigénforrás lehet gázmérő vagy oxigénpalack; az ozonátorba belépő oxigént először tömény H 2 SO 4 -et tartalmazó mosópalackon vezetik át.

Az ilyen elektromos kisülések hatására az oxigén által elfoglalt térben ionok és elektronok képződnek, amelyek az oxigénmolekulákkal való ütközéskor azok bomlását okozzák.

Az ózon jelenlétét a fent leírt módszerekkel, valamint az ózon tulajdonságainak leírásában feltüntetett módszerekkel lehet kimutatni.

Az alábbiakban néhány ózonizáló típus leírása található.

Ha egy széles csőbe felváltva üveggyapotot és mangán- vagy ólom-dioxid-port (10 cm) vagy aktív szemcsés szénréteget viszünk be, meggyőződhetünk arról, hogy az ózon lebomlik, amikor áthalad rajtuk.

Az ózon bomlását hőfelszabadulás és a gáz térfogatának növekedése kíséri.

ÓZON ALKALMAZÁSOK

Erős oxidálószerként az ózon elpusztítja a mikroorganizmusokat, ezért víz és levegő fertőtlenítésére, szalma, tollak fehérítésére, oxidálószerként a szerves kémiában, ózonidok előállításában, valamint a konyak öregedésének gyorsítására használják. és borok.

HIDROGÉN-PEROXID H 2 O 2

A hidrogén-peroxidot először 1818-ban Tenard szerezte meg bárium-peroxid és sósav reakciójával.

TERJEDÉS

A H 2 O 2 szabad állapotban a légkör alsóbb rétegeiben, csapadékban (villámkisüléseknél kb. 11 mg/60 kg víz) található, szerves és szervetlen anyagok lassú oxidációjának termékeként, mint pl. asszimiláció és disszimiláció köztes terméke, valamint egyes növények levében.

FOGADÁS

Egy élmény. Hidrogén-peroxid előállítása molekuláris oxigén katódos redukciójával hidrogénnel. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

O 2 + 2H → H 2 O 2 + 138 kcal.
A készülék összeszerelése a. Az elektrolitikus fürdő 250-300 ml-es űrtartalmú, kénsavval (1,2-1,25 súlyú) töltött üveg azbesztlemezzel lefedve.

A lemezen egy anódot és egy 3 cm átmérőjű üveghengert vezetnek át, amelynek belsejében egy katód található, valamint egy üvegcső, amelyen keresztül gázmérőből vagy hengerből tiszta oxigént táplálnak. Egy visszahúzott hegyű oxigénellátó cső alulról halad át a henger alatt, és magán a katódon végződik.

Az anód közelében egy másik lyukat készítenek az azbesztlemezen, hogy eltávolítsák az anódból felszabaduló oxigént.

Az anód egy platinalemez, amely magasabb szinten helyezkedik el, mint a katód. A katód platina vagy palládium lemezből készül.

Az elektromos energia forrása egy 10 V-os akkumulátor.

A készülék összeszerelése után az anódtérből pipettával 10 ml elektrolitot veszünk, főzőpohárba öntjük, és néhány csepp titanil-szulfát oldatot adunk hozzá. Ebben az esetben nem fordul elő festés.

Az elektrolízis megkezdése után 5-10 perccel 4-5 A áramerősséggel és erős oxigénsugárral az áramot lekapcsolják és elektrolitmintát vesznek. Ezúttal titanil-szulfát hozzáadásakor az elektrolit sárgás-narancssárga színűvé válik; ennek oka a peroxodiszulfatotitánsav képződése:

Hosszabb elektrolízissel a titanil-szulfát mintái intenzívebb színt adnak. Ebben az esetben a következő reakciók lépnek fel:

A) TiOSO 4 + H 2 O 2 + H 2 O \u003d H 2 TiO 4 + H 2 SO 4,
b) TiOSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 \u003d H 2 [TiO 2 (SO 4) 2] + H 2 O.
Egy élmény. Hidrogén-peroxid előállítása híg savakkal lúgos peroxidokon (Na 2 O 2 vagy K 2 O 2). A reakció a következő egyenletek szerint megy végbe:

Na 2 O 2 + H 2 SO 4 \u003d H 2 O 2 + Na 2 SO 4,
K 2 O 2 + H 2 SO 4 \u003d H 2 O 2 + K 2 SO 4.
A kísérletet kémcsőben végezzük. Ennek a hidrogén-peroxid-módszernek a megszerzése nem túl kényelmes, mert nehéz elválasztani a lúgos szulfátoktól.

A hidrogén-peroxid előállítása víz lúgos peroxidokra történő hatására sem javasolható, mivel ezekben a reakciókban a hidrogén-peroxid csak egy köztes vegyület, amely lúgok jelenlétében oxigénre és vízre bomlik; ezért a lúgos peroxidok és a víz közötti kölcsönhatás az oxigéntermelés egyik nedves módszerének alapja.

Egy élmény. Hidrogén-peroxid kinyerése bárium-peroxidból kénsav hatására. Reakció egyenlet:

BaO 2 + H 2 SO 4 \u003d H 2 O 2 + BaSO 4.
120 ml vizet öntünk egy pohárba, hozzáadunk 5 ml tömény H 2 SO 4-et (sp. 1,84), és kristályosítóba merítjük jég és só keverékével. Egy pohárba 0°C-os jeget teszünk, folyamatos keverés közben fokozatosan hozzáadjuk a bárium-peroxid szuszpenzióját, amelyet 15 g BaO 2 mozsárban 30 ml jeges vízzel való eldarálásával kapunk. A szuszpenzió bárium-peroxid BaO 2 8H 2 O hidrátja.

A bárium-szulfát kiszűrése után 3-5%-os hidrogén-peroxid oldatot kapunk. Enyhe savfelesleg nem zavarja a peroxid képződését.

A hidrogén-peroxid jelenlétét a következőképpen fedezzük fel: öntsünk 2 ml tesztoldatot és 2 ml H 2 SO 4-et egy kémcsőbe, adjunk hozzá étert (0,5 cm vastag réteg), és adjunk hozzá néhány csepp kálium-kromát oldatot. Hidrogén-peroxid jelenlétében savas közegben a kromátok (valamint a dikromátok) intenzív színű perkrómsavat képeznek, és a reakció lezajlik:

H 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 O 2 \u003d 2H 2 CrO 6 + 3H 2 O.
Perkrómsav H 2 CrO 6 szerkezeti képlettel

Kék színű, és már szobahőmérsékleten lebomlik; így az oldat színe gyorsan eltűnik. Az éter felrázva kivonja a savat az oldatból, és stabilabbá teszi azt.

A króm peroxidvegyületei oxigén felszabadulásával háromértékű krómvegyületekké (zöld) redukálódnak.

Egy élmény. A hidrogén-peroxidot nátrium-perborát és bárium-perkarbonát hidrolízisével is előállíthatjuk. Ebben az esetben a reakció a következő egyenletek szerint megy végbe:

NaBO 3 + H 2 O \u003d NaBO 2 + H 2 O 2,
ВаС 2 O 6 + Н 2 O \u003d ВаСО 3 + CO 2 + Н 2 O 2.

A HIDROGÉN-PEROXID TULAJDONSÁGAI

Normál körülmények között a hidrogén-peroxid színtelen, szagtalan folyadék, kellemetlen fémes ízzel.

Maximális koncentrációban szirupos folyadék, fajsúlya 1,5. Vastag rétegben kék színű.

Vízben, etil-alkoholban, etil-éterben bármilyen arányban oldódik. Az értékesítés során a hidrogén-peroxid általában 3% és 30% -os oldat formájában található desztillált vízben. Ez utóbbit "perhidrol"-nak nevezik. 26 Hgmm nyomás alatt. Művészet. 69,7°-on forr. -2°-on megkeményedik.

Stabilabbak a hidrogén-peroxid híg oldatai; ami a koncentrált oldatokat illeti, ezek robbanással bomlanak le a következő egyenlet szerint:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2 + 47 kcal.
A hidrogén-peroxid bomlását elősegíti a fény, a hő, bizonyos szervetlen és szerves anyagok, az üveg érdessége, a pornyomok.

A szervetlen anyagokból a hidrogén-peroxid lebontja az oxidokat (MnO 2, Fe 2 O 3, Cr 2 O 3), NaOH, KOH, Ba (OH) 2 oxidok lúgos hidrátjait szennyeződések jelenlétében, Cu 2+ hidratált sóit, Co 3+, Pb ionok 2+, Mn 2+ stb., három vegyértékű fémek ionjai Fe 3+, Al 3+, fémek erősen zúzott, főleg kolloid állapotban (Au, Ag, Pt), szilíciumvegyületek, pl. azok, amelyek az üveg részét képezik.

A hidrogén-peroxidot lebontó szerves anyagok közé tartozik a vér, amely a benne lévő kataláz enzim hatására aktiválja a bomlást, másik enzime, a peroxidáz pedig az oxigén-peroxid eltávolítását segíti elő oxidáló anyagok jelenlétében.

A H 2 O 2 katalitikus lebontását lúgok, mangán-dioxid és kolloid ezüst oldat jelenlétében az „Oxigén előállítása nedves módszerekkel” c.

Egy élmény. A hidrogén-peroxid bomlása hő hatására. Egy 200-250 ml-es lombikot majdnem teljesen megtöltünk hidrogén-peroxid oldattal; zárjuk le gázkivezető csővel ellátott dugóval, amelynek hegyét vízzel kristályosítóba engedjük (). A levegő eltávolítása után a lombikot felmelegítik, és a felszabaduló oxigént egy vízzel töltött hengerbe gyűjtik.

Az oxigén áramlását a lombik melegítésének növelésével vagy csökkentésével szabályozzák.

Az oxigén jelenlétét egy parázsló szilánk segítségével fedezik fel.

Egy élmény. A hidrogén-peroxid katalitikus bomlása. Körülbelül ugyanannyi perhidrolt (30%-os hidrogén-peroxid oldatot) öntünk három pohárba. Az első pohárba mangán-dioxidot, a másodikba platinafeketét, a harmadikba pedig néhány csepp vért adnak.

A bomlás legjobban a harmadik pohárban megy végbe, ahol vért adtak hozzá. Ha a vérhez nátrium-cianidot, majd perhidrolt adunk, az oxigén gyengén szabadul fel.

Kísérletileg megállapították, hogy a kolloid platinát és a katalázt ugyanazok az anyagok mérgezik, például HCN, KCN, NaCN, CO, I 2, H 2 S, CS 2 stb. A katalizátorok mérgezését az magyarázza, hogy nagy felületük jelentős mennyiségű mérgező anyagot adszorbeál . Ebben az esetben a mérgező anyagok elszigetelik a katalizátor aktív felületét a reagáló anyagtól, és a katalizátor elveszíti a reakciót gyorsító képességét.

Egy élmény. Hidrogén-peroxid katalitikus lebontása lúgos közegben. A sötét vízben izzó fény eléréséhez négy oldatot készítünk:

1) oldjunk fel 1 g pirogallol C 6 H 3 (OH) 3 port 10 ml desztillált vízben;

2) oldjunk fel 5 g K 2 CO 3-at ugyanennyi desztillált vízben;

3) vegyünk 10 ml 35-40%-os formaldehid CH 2 O oldatot;

4) vegyen be 15 ml 30%-os hidrogén-peroxid (perhidrol) oldatot.

Az első három oldatot csepegtessük le egy pohárba, és helyezzük sötét helyre egy fémtálcára.

Amikor a szem hozzászokik a sötétséghez, folyamatos keverés közben öntse a perhidrolt a pohárba. A folyadék forrni kezd, mintegy habzik és sárgás-narancssárga fénnyel világít, ragyogó habbal csillogva.

Kemilumineszcenciának nevezzük a fény felszabadulását olyan kémiai reakciók során, amelyek jelentős hőfelszabadulás nélkül mennek végbe. A kemilumineszcencia által kibocsátott fény leggyakrabban vörös vagy sárga. Jelen kísérletben a kemilumineszcenciát a pirogallol hidrogén-peroxiddal lúgos közegben történő oxidációjával magyarázzuk. Az oxidáció során felszabaduló energia szinte teljes egészében fénnyé alakul, bár kis része hőenergia formájában is felszabadul, ami felmelegíti az üveg tartalmát és a formaldehid részleges elpárolgását okozza (szúrós szag terjed).

Pirogallol helyett hidrokinon, rezorcin vagy fényképészeti előhívó használható.

A hidrogén-peroxid stabilabbá tehető, ha a következő anyagok (stabilizátorok) egyikének kis mennyiségét adjuk hozzá: barbitursav, húgysav, foszforsav, kénsav, nátrium-foszfát, karbamid, fenacetin stb.

A hidrogén-peroxid nagyon gyenge sav (gyengébb, mint a szénsav). Savas tulajdonságait semleges lakmuszoldattal lehet meghatározni.

A hidrogén-peroxidnak kétféle só felel meg: a hidroperoxidok (NaHO 2, KNO 2) és a peroxidok (Na 2 O 2, K 2 O 2, BaO 2).

A kémiai reakciókban a hidrogén-peroxid oxidálószerként és redukálószerként is működhet.

Néha a pH nagyon csekély változása a hidrogén-peroxid redox funkciójának gyökeres megváltozásához vezet. A következő reakciók példák:

I 2 + 5H 2O 2 → 2HIO 3 + 4H 2O; 1 pH-n H 2 O 2 oxidálószer,
2НIO 3 + 5Н 2 O 2 → I 2 + 6Н 2 O + 5O 2; pH-n 2 H 2 O 2 redukálószer.
Oxidálószerként a hidrogén-peroxid a következőképpen bomlik le:

H-O-O-H → H-O-H + O.
(a felszabaduló oxigénatomok reakcióba lépnek a redukálószerrel, negatív töltésű kétértékű oxigénné alakulnak).

OXIDÁLÁS HIDROGÉN-PEROXIDVAL SAVAS KÖZEGBEN

A negatív töltésű jódion hidrogén-peroxiddal történő oxidációját a szabad jód előállítása című részben ismertetjük. (Ezt a reakciót a hidrogén-peroxid nyomainak meghatározására használják.)

Egy élmény. Vas-ion oxidációja hidrogén-peroxiddal vas-ionná. Reakció egyenlet:

2FeSO 4 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = Fe 2 (SO 4) 3 + 2H 2 O.

FeSO4

Fe 2 (SO 4) 3

Egy kémcsőbe frissen készített zöld FeSO 4 oldattal híg kénsavat és 3%-os hidrogén-peroxid oldatot öntünk. A kétértékű vasion oxidációja következtében az oldat háromértékű színe megváltozik és sárgává válik. A vas-ion jelenléte a tiocianát-ion segítségével határozható meg, mivel a vas-tiocianát intenzíven vérvörös színű (a reakció nagyon érzékeny).

Egy élmény. Kénsav (szulfitok) hidrogén-peroxiddal oxidációja kénsavvá (szulfátok). A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

H 2 SO 3 + H 2 O 2 \u003d H 2 SO 4 + H 2 O.
Ha hidrogén-peroxidot adunk a kén-dioxid vizes oldatához (kénsav), akkor a kénsavat kénsavvá oxidálják.

A kénsav képződésének ellenőrzésére felhasználhatja azt a tényt, hogy a BaSO 3 oldódik ásványi savakban, míg a BaSO 4 kevéssé oldódik bennük.

Egy élmény. Kálium-ferricianid oxidációja hidrogén-peroxiddal. Reakció egyenlet:

2K 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 \u003d 2K 3 + 2H 2 O + K 2 SO 4.
Ha enyhén hígított H 2 SO 4-et és 3%-os H 2 O 2-oldatot adunk egy kémcsőbe sárga kálium-ferrocianid-oldattal, akkor a kémcsőben lévő oldat a kálium-vas-cianidra jellemző barna-vörös színűvé válik.

Egy élmény. Ólom-szulfid oxidációja hidrogén-peroxiddal. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

PbS + 4H 2 O 2 \u003d PbSO 4 + 4H 2 O.
Rb(NO 3) 2 [vagy Rb(CH 3 COO) 2 ] oldatához adjunk hidrogén-szulfid vizes oldatát; fekete ólom-szulfid csapadék válik ki. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

Pb (NO 3) 2 + H 2 S \u003d PbS + 2HNO 3.
Az ólom-szulfid csapadékához 3%-os hidrogén-peroxid oldatot adunk, dekantálással alaposan mossuk; ólom-szulfáttá oxidálva a csapadék fehér lesz.

Ez a reakció az időtől megfeketedett festmények megújulásán alapul (az ólom-szulfid képződése miatt).

Egy élmény. Indigó oxidációja hidrogén-peroxiddal. Ha kémcsőben forralunk 5-6 ml híg indigóoldatot és 10-12 ml 3%-os vagy erősebb hidrogén-peroxid oldatot, akkor az indigóoldat elszíneződése figyelhető meg.

OXIDÁLÁS HIDROGÉN-PEROXIDVAL LÚGUS KÖZEGBEN

Egy élmény. Kromitok oxidációja kromátokká hidrogén-peroxiddal. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

2KCrO 2 + 2KOH + 3H 2 O 2 \u003d 2K 2 CrO 4 + 4H 2 O.
Hidrogén-peroxidot adunk az alkálifém-kromit zöld oldatához; a kromit kromáttá oxidálódik, és az oldat sárgává válik.

Az alkálifém-kromitot (feleslegben) lúgnak egy háromértékű krómvegyület oldatán (lásd: brómos vízzel lúgos közegben végzett oxidáció) állítják elő.

Egy élmény. Kétértékű mangánsók oxidációja hidrogén-peroxiddal. Reakció egyenlet:

MnSO 4 + 2NaOH + H 2 O 2 \u003d H 2 MnO 3 + Na 2 SO 4 + H 2 O.
A kétértékű mangán bármely vegyületének színtelen (vagy enyhén rózsaszínű) oldatához lúgot adnak. Fehér mangán-hidroxid csapadék válik ki, amely még nyomokban oxigén jelenlétében is mangán-dioxid-hidráttá oxidálódik, és a csapadék barna színűvé válik.

A dinitrogén-oxid mangán-dioxid-hidrát jelenlétében mangán-oxidot képez.

A fent leírt reakciók a következőképpen zajlanak:

MnSO 4 + 2NaOH \u003d Mn (OH) 2 + Na 2 SO 4,
Mn (OH) 2 + 1 / 2O 2 \u003d H 2 MnO 3 vagy MnO (OH) 2,

Hidrogén-peroxid jelenlétében a dinitrogén-oxid oxidációja mangán-dioxid-hidráttá nagyon gyorsan megy végbe.

Melegítéskor a kétértékű mangánsók hidrogén-peroxiddal történő oxidációja mangán-dioxid képződéséhez vezet az egyenlet szerint:

MnSO 4 + H 2 O 2 + 2KOH = MnO 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O.
Számos reakcióban a hidrogén-peroxid redukálószerként szolgál mind lúgos, mind savas környezetben.

Redukálószerként a hidrogén-peroxid a következőképpen bomlik le:

H-O-O-H -> 2H + O=O.
Mivel a peroxidok oxidáló és redukálószerek is lehetnek, a peroxid elektronok egyik molekulából a másikba mozoghatnak:

H 2 O 2 + H 2 O 2 \u003d O 2 + 2H 2 O.
KMnO 4 és MnO 2 savas közegben, K 3 lúgos közegben történő redukciója hidrogén-peroxiddal a nedves oxigén előállítása című részben van leírva.

Egy élmény. Sötétbarna ezüst-oxid redukálása fémezüstté hidrogén-peroxiddal. A reakció a következő egyenlet szerint megy végbe:

Ag 2 O + H 2 O 2 \u003d 2Ag + H 2 O + O 2.
Öntsünk egy kémcsőbe 2 ml híg AgNO 3 oldatot, 4-6 ml 3%-os H 2 O 2 oldatot és 2-3 ml híg NaOH oldatot. Fekete fémes ezüst csapadék képződik a teljes reakcióegyenlet szerint:

2AgNO 3 + 2NaOH + H 2 O 2 \u003d 2Ag + 2NaNO 3 + 2H 2 O + O 2.
Az ezüstsók oldataira lúgok hatására az instabil ezüst-oxid-hidrát helyett sötétbarna ezüst-oxid csapadék válik ki (ez a tulajdonság más nemesfémek oxidjainak hidrátjaira is jellemző).

Lúgok feleslegében az ezüst-oxid oldhatatlan.

Egy élmény. Aranyvegyületek visszanyerése hidrogén-peroxiddal. A helyreállítás történhet savas és lúgos környezetben is.

Egy kis mennyiségű arany-klorid oldatot tartalmazó kémcsőbe adjunk hozzá egy kevés lúgos oldatot és 3%-os hidrogén-peroxid oldatot. A háromértékű aranyion azonnali redukciója szabad arannyá:

2AuCl 3 + 3H 2O 2 + 6KOH = 2Au + 6H 2O + 3O 2 + 6KCl.
Egy élmény. Hipokloritok és hipobromitok hidrogén-peroxid redukciója. Reakcióegyenletek:

KClO + H 2 O 2 \u003d KCl + H 2 O + O 2,
NaClO + H 2 O 2 \u003d NaCl + H 2 O + O 2,
NaBrO + H 2 O 2 \u003d NaBr + H 2 O + O 2,
CaOCl 2 + H 2 O 2 \u003d CaCl 2 + H 2 O + O 2.
Ezek a reakciók képezik az oxigéntermelés kémcsőkísérleteinek alapját.

A hidrogén-peroxid addíciós termékei. Ilyen anyag a perhidrol - a hidrogén-peroxid karbamidhoz való hozzáadásának terméke:

Ezt a vegyületet kristályos állapotban nyomokban citromsav stabilizálja. Ha egyszerűen feloldjuk vízben, hidrogén-peroxid képződik.

A hidrogén-peroxid tárolása. A hidrogén-peroxidot sötét és hideg helyen, paraffinos (vagy belül üvegviaszolt) edényekben, paraffinos dugóval lezárva tároljuk.

HIDROGÉN-PEROXID HASZNÁLATA

A 3%-os hidrogén-peroxid oldatot a gyógyászatban fertőtlenítőszerként, gargarizálásra és sebmosásra használják; az iparban szalma, toll, ragasztó, elefántcsont, szőrme, bőr, textilszálak, gyapjú, pamut, természetes és műselyem fehérítésére használják. A zsírok és olajok fehérítésére 60%-os oldatot használnak.

A klórhoz képest a hidrogén-peroxid fehérítőszerként nagy előnyökkel rendelkezik. Perborátok (például nátrium-perborát, amely a fehérítő készítmények hatóanyaga) előállítására használják.

A hidrogén-peroxid erősen koncentrált (85-90%-os) oldatait néhány éghető anyaggal keverve robbanásveszélyes keverékek előállítására használják.

VÍZ H 2 O

Cavendish volt az első, aki 1781-ben hidrogén elégetésével szintetizált vizet; súlyösszetételét Lavoisier 1783-ban, térfogati összetételét 1805-ben Gay-Lussac határozta meg pontosan.

TERJEDÉS

A víz a leggyakoribb hidrogénvegyület; a föld felszínének kétharmadát borítja, kitölti az óceánokat, tengereket, tavakat, folyókat. Sok víz van a földkéregben, és gőz formájában - a légkörben.

A legtisztább természetes víz a légköri csapadékvíz, a szennyeződésekkel leginkább szennyezett a tengerek és óceánok vize. A szennyeződések természetüknél fogva lehetnek szervetlenek és szervesek. Vízben oldott és szuszpendált állapotban lehetnek.

A víz szennyeződései: szabad szén-dioxid, nitrogén, oxigén, CaCO 3, Ca (HCO 3) 2, MgCO 3, CaSO 4, MgSO 4, alkálifém-kloridok, kovasav és alkáli- és alkáliföldfém-sói, vas-oxidok , alumínium , mangán, salétromsav, salétromsav és foszforsav alkáli- és alkáliföldfémsói, mikroorganizmusok és különféle szerves anyagok kolloid állapotban.

Az ásványvizek ezen szennyeződéseken kívül hidrogén-szulfidot, szulfátokat, bór-, arzén-, hidrogén-fluorid-, hidrogén-bromid-, hidrogén-jodid- és egyéb savakat tartalmaznak.

Egy élmény. A Ba 2+ ion segítségével bármely természetes vízben megállapítható az SO 4 2- ionok jelenléte, az Ag + ion felhasználásával a Cl - ion jelenléte, valamint 500 ml víz csészében történő elpárologtatásával száraz maradékot.

FOGADÁS

A víz előállítását a hidrogén kémiai tulajdonságai (hidrogénégetés) című fejezet ismerteti. Víz keletkezik, amikor a hidrogén elektromos kisülés hatására oxigénnel egyesül; a víz előállítását az eudiométerek felépítéséről és az oxidok hidrogénnel történő redukciójáról szóló részek is ismertetik.

Víz nyerhető kristályvizet tartalmazó anyagok melegítésével, például: CuSO 4 5H 2 O, Na 2 CO 3 10H 2 O, Na 2 B 4 O 7 10H 2 O, Na 2 SO 4 10H 2 O, FeSO 4 7H2O; melléktermékként semlegesítési reakciók, redox és egyéb reakciók során keletkezik.

Nagy mennyiségű vegytiszta víz előállításához a fent leírt módszerek egyikét sem alkalmazzák, hanem a nagyon elterjedt természetes víz különböző módokon történő tisztítását veszik igénybe.

TERMÉSZETES VÍZTISZTÍTÁS

A fizikai szennyeződéseket normál vagy hajtogatott szűrőn, porózus kerámia- vagy üveglapon vagy üveggyapoton történő szűréssel választják el.

A víz keménységét adó szennyeződések megtartása érdekében a vizet permutitszűrőn, a színezőanyagok eltávolítására pedig az aktív szénen vezetik át.

A vízben oldott szennyeződések eltávolítása a desztillációs eljárás során történik. Az ábrán a legegyszerűbb desztilláló berendezés látható, amely egy Wurtz-lombiból, egy hűtőszekrényből és egy tartályból áll.

Annak érdekében, hogy a készüléket ne szerelje szét minden alkalommal, és elkerülje a dugaszoló csatlakozásokat, ajánlatos jénai üvegből készült eszközt használni ().

A desztilláció során egyenletes forrást érünk el, mivel először egy kis porcelánt teszünk a lombikba.

Az így nyert víz oldott állapotban tartalmaz gázokat, például CO 2-t, és nagyon kis mennyiségű szilikátot (amely a hűtőszekrény üvegének vízkondenzátummal való feloldódása következtében keletkezik).

A gázok (például CO 2) eltávolításához öntsön 750 ml desztillált vizet egy 1000 ml-es lombikba, dobjon bele néhány kapilláris csövet, és forralja 30-40 percig. A forralás végén zárjuk le a lombikot egy dugóval, amelybe nátronmészes csövet (CaO és NaOH keveréke) helyezünk. A nátronmész a levegőből felszívja a szén-dioxidot, amely lehűlés után a desztillált vízbe kerülhet.

Mivel a kémiai laboratóriumban nagy mennyiségű desztillált vizet használnak fel az oldatok készítéséhez és a csapadékok mosásához, az alábbiakban számos folyamatos desztilláló berendezést ismertetünk.

Desztilláló készülék Kaleshchinsky() egy oldalcsöves retortából és egy spirálhűtőhöz csatlakoztatott ívelt nyakból áll.

A retortában és a hűtőben az állandó vízszintet szifon tartja fenn.

A kísérlet megkezdése előtt az oldalcsövön keresztül vizet szívnak a szifonba, amelyre a gumicsövet kell felhelyezni, és a gumicsövet szorítóval lezárják, vagy üvegrudat szorosan belehelyeznek.

Az egyenletes forrás érdekében a desztilláció megkezdése előtt több porózus porcelándarabot helyeznek a retortába, és a szifon oldalsó csövének végére egy lombikot rögzítenek, amelybe a víz felmelegítésekor a szifonba belépő légbuborékok összegyűlnek. (a szifonban lévő légbuborékok megzavarhatják a retorta normál vízellátását) .

Ez a kis készülék meglehetősen hosszú ideig folyamatosan működik anélkül, hogy különösebb gondosságot igényelne.

Verhovsky desztilláló készülék(). A készülék leírása: széles cső DE a melegítés során a vízből felszabaduló légbuborékok összegyűjtésére szolgál. Ő a szifon feltöltésekor B, C, D szinte teljesen megtelt vízzel. Üveg F levágott aljú parafával lezárjuk, amelyen egy csövet vezetünk át E(hogy eltávolítsa a felesleges vizet a palackból). A készülék minden része gumidugóval és -csövekkel van összekötve. A csapból a víz a hűtőszekrénybe kerül, onnan - a palackba F, majd - a szifonba B, C, D a desztilláló lombikba. A lombikban és a lombikban azonos vízszintet egy szifon tartja fenn B, C, D. Ennek normál működését az előzőhöz hasonlóan a csapból történő folyamatos vízáramlás biztosítja.

A leírtakon kívül számos más, bonyolultabb eszköz is létezik. Előnyben részesítik azokat a jénai üvegből készült eszközöket, amelyekben az egyes részeket nem dugókkal, hanem szakaszokkal kötik össze. Használhat elektromos vagy gázzal fűtött fémberendezéseket is.

A desztillált víz lehet egyszeres, kettős és többszörös desztilláció.

A VÍZ TULAJDONSÁGAI

A víz lehet szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú. Az egyik állapotból a másikba való átmenetet a hőmérséklet és a nyomás határozza meg.

Egy élmény. Különbség a gőz és a köd között. Kis mennyiségű vizet öntünk egy 100 ml-es lombikba; a lombik nyakába 5 cm hosszú és 6 mm átmérőjű, enyhén kihúzott külső végű üvegcsövet helyeznek. Miután a lombikot azbeszthálóval borított állványra helyezték, intenzív vízforrásig melegítik. A keletkező vízgőz a lombikban és a csőnyílásnál is láthatatlan, de a lombik felett ködfelhők (kondenzált gőzcseppek) képződnek. A víz egyenletes felforralásához több darab porcelánt vagy üveggyöngyöt helyezünk a lombikba.

Nem szükséges erősen húzni a cső végét, mert ez nagy nyomást kelthet, és akkor a lombik szétreped.

A tiszta víz minden aggregált állapotban színtelen. A vízgőz láthatatlan.

Egy élmény. Párok, látható és láthatatlan. Négy nagy palack van az asztalon. Az elsőbe egy kis vizet, a másodikba brómot, a harmadikba alkoholt, a negyedikbe benzint öntünk.

Egy idő után az egyes lombikban lévő levegő telítődik a megfelelő folyadék gőzeivel. A brómos lombikban a gőzök láthatóak, a vízzel, alkohollal és benzinnel ellátott lombikokban láthatatlanok; alkoholos és benzines palackokban szag alapján észlelhetők.

A tiszta víz sűrűsége +4°C-on és 760 Hgmm nyomáson. Művészet. egységnek vesszük.

Egy élmény. Annak megerősítése, hogy a meleg víz sűrűsége kisebb, mint a +4°C-os víz sűrűsége. A kísérlethez négyzet alakúra hajlított üvegcsövet használnak, amelynek mindkét oldala körülbelül 25 cm hosszú (). A cső mindkét vége két darab gumicsővel van összekötve egy üveg T-csővel. Az egész készüléket megtöltjük hideg vízzel, amelyből forralással el kell távolítani a levegőt, és az ábrán jelzett helyzetben állványban rögzíteni kell. Néhány csepp tintát, KMnO 4-oldatot, metilénkéket vagy fluoreszceint adunk a T-csőhöz, és megfigyeljük, hogy a festék mindkét irányban diffundál. Ezután felmelegítik a készüléket az egyik sarkánál, és észreveszik, hogy a felmelegített víz, egyre könnyebbé válik, felfelé kezd emelkedni, és a csőben lévő összes folyadék az ábrán látható nyilak által jelzett irányba kezd mozogni. A T-alakú csőből származó festék a melegítéssel ellentétes irányba kezd el mozogni. Ha most a gázégőt a bal sarokba mozgatjuk, a színes víz balról jobbra kezd mozogni. Ez a készülék központi fűtési modellként szolgál.

A jég +4°C-on kevésbé sűrű, mint a víz, ezért folyékony vízen úszik.

Egy élmény. A víz gyenge hővezető képességének ellenőrzése. Egy kémcső alsó végét megfogva melegítsünk benne vizet. A kémcső nyílásánál lévő víz forrni kezd, alsó végén hideg marad, amihez a kémcsövet kézzel tartják.

A tiszta víz elektromos vezetőképessége nagyon alacsony; a tiszta víz rossz elektromos vezető.

Egy élmény. A tiszta víz és a különféle elektrolitok és nem elektrolitok oldatainak elektromos vezetőképességének tanulmányozásához speciális eszközt használnak.

A folyadékok elektromos vezetőképességének meghatározására szolgáló készülék fő részei: két elektróda, lámpatalp elektromos lámpával, foglalat, csatlakozó, megszakító, elektromos áramforrás és elektromos vezeték.

Az elektródák lehetnek platina, szén vagy réz; a lámpák különböző teljesítményűek lehetnek, de inkább zseblámpákhoz használt lámpákat használnak; az áramforrás lehet 1-2 elem vagy egyenirányító, valamint az elektromos hálózatra csatlakoztatott és 3-4 V feszültséget adó transzformátor.

Az elektródák bekapcsolása dugóval történik. Elektromos lámpával ellátott alap helyett elektromos csengőt is használhat. Általában a készüléket (alap elektromos lámpával, foglalattal és megszakítóval) ugyanarra a táblára szerelik fel az ábrán látható diagramnak megfelelően.

Az elektródák alsó végén egy jelölés van, amelyhez folyadékot kell önteni az edénybe, amikor az elektródák belemerülnek.

rézelektródák. Két 10-12 cm hosszú és 0,5-0,8 cm átmérőjű rézhuzal.

Mindkét elektróda az előzőekhez hasonlóan egy parafa körben van rögzítve, amelybe egy csepegtető tölcsért is beillesztünk.

Az elektromos vezetőképesség meghatározásához folyadékot önthetünk kémcsőbe, üvegbe, hengerbe, lombikba vagy edénybe, a használt elektródák méretétől függően.

A kísérlet elvégzéséhez az elektródákat folyadékba merítjük, és egy elektromos lámpával (haranggal) sorba kapcsolt elektromos áramkörhöz, valamint egy elektromos energiaforrással ellátott kapcsolón keresztül csatlakoztatják.

Ha a lámpa kigyullad (vagy megszólal a csengő), amikor az áramot bekapcsolják, akkor a folyadék jó elektromos vezető.

Minden új folyadék elektromos vezetőképességének vizsgálata előtt az elektródákat, az edényt, amelybe a tesztfolyadékot öntjük, és a tölcsért alaposan lemossuk desztillált vízzel, alkohollal, éterrel, kloroformmal, toluollal vagy más oldószerrel, és szűrőpapírral letöröljük. .

Általában a következő folyadékok elektromos vezetőképességét vizsgálják a laboratóriumban: desztillált víz, híg HCl, H 2 SO 4, NaOH, Ba (OH) 2, NaCl és cukor oldatok.

Annak bizonyításához, hogy az elektromos vezetőképesség az ionok jelenlétének köszönhető, elegendő a következők bemutatása:

a Ba (OH) 2 + fenolftalein oldata elektromos áramot vezet;

A H 2 SO 4 oldat vezeti az elektromosságot.

Ha most H 2 SO 4 híg oldatát csepegtetőtölcséren keresztül Ba (OH) 2 fenolftaleinnel készült oldatához öntjük, amely az elektromos vezetőképesség mérésére szolgáló edényben van, csapadék kezd kicsapódni, az izzó fénye fokozatosan elsötétül és végül teljesen kialszik; az oldat vörös színe a fenolftalein miatt eltűnik. Ha ezután továbbra is cseppenként adagolja a kénsavat, az izzó ismét kigyullad.

Légköri nyomáson (760 Hgmm) a víz 100°-on forr. Ha a nyomás változik, a víz forráspontja is megváltozik.

Egy élmény. Forrásban lévő víz csökkentett nyomáson. A készülék összeszerelése a. Ez egy Liebig hűtőszekrényből áll, vastag és tartós üvegből készült belső csővel, amely alján egy kis kúppal végződik. A cső kúptól eltérő végén egy kampónak kell lennie a hőmérő felakasztására.

A hűtőszekrény lombikjába kevés vizet öntünk, a hőmérőt felakasztjuk úgy, hogy higanyos golyója a lombik vizében legyen, és a hűtőszekrényt függőleges helyzetben állványra rögzítjük.

A hűtőszekrény belső csöve egy biztonsági tartályon és egy nyomásmérőn keresztül csatlakozik egy vízsugárszivattyúhoz.

A kísérlet elején vizet engedünk át a hűtőszekrényen, és a lombikot kissé felmelegítjük, gondosan figyelve a hőmérsékletet és nyomást, amelyen a víz forrni kezd. Ebben a kísérletben nem szabad megengedni nagyon erős vákuumot, hogy elkerüljük a csövek megrepedését.

A kísérlet leegyszerűsített változata: a lombikban lévő vizet felforraljuk, a lombikot levesszük a tűzhelyről és dugóval hermetikusan lezárjuk - a forrás leáll, a lombikot hideg vízsugár alá helyezzük - a gyors forrás újraindul.

Egy élmény. Forrásban lévő víz a légköri nyomás feletti nyomáson. A készülék összeszerelése a.

Az eszközhöz való lombik széles szájú, kerek fenekű, vastag és jó minőségű üvegből készül, 500 ml-es űrtartalommal.

Öntsön 250 ml előforralt vizet a lombikba. A lombikot háromlábú állványra rögzítjük, és gumidugóval lezárjuk, amelyen keresztül két üvegcsövet vezetünk át. Egy 6-7 mm átmérőjű cső egy akkora buborékkal végződik, hogy áthaladjon a lombik nyakán. A második, 6 mm átmérőjű cső a parafa alsó szélétől kezdődik; kívül 90°-os szögben meghajlítva, és egy vastag falú gumicsővel egy másik, derékszögben hajlított üvegcsőhöz csatlakozik, amely majdnem az aljáig süllyesztett 90-100 cm magas és 1,5 higanyos hengerré. -2 cm átmérőjű.

Néhány porózus porcelándarabot egy fiolába helyezünk, és a feléig megtöltjük vízzel.

A jelzett mennyiségű higany mellett a lombikban lévő levegő két atmoszférát meghaladó nyomás alatt van.

Annak érdekében, hogy a higannyal a hengerbe süllyesztett cső ne kerüljön ki, az állványbilincsben rögzítve van.

Az eszköz összeszerelése után melegítse fel a lombikot vízzel. Kezdetben a buborékban lévő víz atmoszférikus nyomáson forr, majd sokkal később a lombikban lévő víz két atmoszférát meghaladó nyomáson.

A kísérlethez kerek fenekű lombikokat használnak, mivel ezek jobban ellenállnak a nagy nyomásnak.

A kísérlet során óvatosan, bizonyos távolságra figyelve dolgoznak, mivel 2-3 atm nyomáson a lombik szétrepedhet.

A víz a következő kémiai reakciókban vesz részt: olyan reakciókban, amelyekben oxidáló tulajdonságokat mutat, hidrolízis, hidratálás, addíciós, szubsztitúciós reakciókban és olyan reakciókban, amelyekben a víz katalizátor szerepet játszik.

A hidrogéntermeléssel kapcsolatos kísérletekben a víz nátriumra, káliumra, kalciumra, magnéziumra, alumíniumra, vasra és szénre gyakorolt ​​oxidatív hatását vették figyelembe.

A brómmal és jóddal foglalkozó részek hidrogén-bromid és -jodid előállításának kísérleteit írják le foszfor-halogenidek hidrolízisével.

A klór, bróm és hidrogén-klorid tulajdonságainak mérlegelésekor szóba került a hidratálás, amely addíciós reakcióként megy végbe.

A hidrogén klórral vagy jód cinkkel való kombinációját szemléltető kísérletekben a víz katalitikus tulajdonságait mutatják be.

Számos leírt kísérletben kémiai reakciók fordulnak elő vízzel.

Rövid leírás

A legkisebb tudásszemcsék önfelfedezése a tanuló számára nagy örömet okoz, lehetővé teszi számára, hogy érezze képességeit, felemeli őt a saját szemében. A tanuló személyként érvényesíti magát. A tanuló ezt a pozitív érzelmi kört megőrzi emlékezetében, igyekszik újra és újra átélni. Tehát nemcsak a téma iránt van érdeklődés, hanem ami értékesebb - a megismerés folyamatában - a kognitív érdeklődés.

Bevezetés………………………………………………………………………………………………………………………………. .3
A tanulók kutatási tevékenységének fejlesztéséről a kémiaórán és a tanítás utáni órákon…………………………………………………………………………………………… ………… …………………………………… négy
Kutatási tevékenységek szervezése………………………………………………………………………….6
Irodalom………………………………………………………………………………………………………………………………. 10

Csatolt fájlok: 1 fájl

Példákat hozok egy gondolatkísérlet feladataira.

1. A retortába cinkport öntöttünk, a gázkivezető csövet bilinccsel lezártuk, a retortát lemértük és a tartalmát kalcináltuk. Amikor a retorta kihűlt, újra lemértük. Változott a tömeg és miért? Ezután a bilincset kinyitották. Változott a tömeg és miért?

2. A mérlegen a nátrium-hidroxid és nátrium-klorid oldatos csészéket egyensúlyozzuk. Megváltozik-e egy idő után a mérleg nyílának helyzete, és miért?

A feladatok eredménye alapján a tanár meg tudja ítélni a tanuló felkészültségét a gyakorlati munkára.

Az ionokra adott kvalitatív reakciók tanulmányozása során a tanulók elsajátítják az anyagok felismerésének tervét.

Egy speciális csoport heurisztikus és kutatási feladatokból áll. Ennek során a tanulók az érvelést használják fel arra, hogy szubjektív módon új ismereteket szerezzenek az anyagokról és a kémiai reakciókról. A hallgatók ugyanakkor elméleti kutatásokat végeznek, amelyek alapján definíciókat alkotnak, összefüggéseket keresnek az anyagok szerkezete és tulajdonságai, genetikai kapcsolatai között, tényeket rendszereznek és mintázatokat állapítanak meg, kísérletet végeznek a kialakult probléma megoldása érdekében. egy tanár vagy állítsa önállóan.

Például az amfoter hidroxidok tanulmányozásakor a következő feladatot ajánlhatja fel:

Ugyanaz lesz a nátrium-hidroxid és alumínium-klorid oldatok kölcsönhatásának eredménye 1-től 2-hez és fordítva?

A „Szervetlen anyagok fő osztályainak általánosítása” témakör tanulmányozása során azt javasoljuk, hogy válaszoljunk a kérdésre: mi történik, ha nátrium-hidroxid oldatot adunk a réz(II)-szulfát oldatához, és kálium-hidroxidot adunk az oldathoz nátrium-karbonátból.

A gyakorlat azt mutatja, hogy a kreatív feladatok használata az anyagok tulajdonságainak előrejelzésére. Az ilyen feladatok hozzájárulnak a kutatási készségek kialakításához, felkeltik az érdeklődést, lehetővé teszik a hallgatók számára, hogy megismerkedjenek a tudósok eredményeivel, gyönyörű, elegáns, élénk példákat lássanak a kreatív gondolatok munkájáról.

A „szénhidrát” téma tanulmányozásakor a tanulóknak kérdéseket tesznek fel:

1. Christian Shenbein német vegyész véletlenül kén- és salétromsav keveréket öntött a padlóra. Automatikusan feltörölte a padlót felesége pamut kötényével. „A sav meggyújthatja a kötényt” – gondolta Shenbein, leöblítette a kötényt vízben, és felakasztotta a tűzhely fölé, hogy megszáradjon. A kötény kiszáradt, de aztán halk robbanás hallatszott, és... a kötény eltűnt. Miért történt a robbanás?

2. Mi történik, ha sokáig rágja a zsemlemorzsát?

A kutatási órák sok előkészületet igényelnek, ami, mint a gyakorlat mutatja, igazolja magát. Az ilyen leckék a tevékenységszemlélet logikájának megfelelően épülnek fel, és a következő szakaszokat foglalják magukban: motivációs-orientált, működési-végrehajtási (elemzés, előrejelzés és kísérlet), értékelő-reflexív.

Az oktatáskutatás tehát a kreatív tanulás egyik módja, amely a tudományos kutatás modelljének megfelelően kialakítva lehetővé teszi egy oktatási folyamat felépítését tevékenység alapú, esetleg kémiaórák tervezése során.

Irodalom

1.Bataeva E.N. Kutatási készségek kialakítása. Zh, Kémia: oktatási módszerek. 8.2003-1.2004

2. Emelyanova E.O., Iodko A.G. A tanulók kognitív tevékenységének megszervezése kémiaórákon a 8-9. évfolyamon. Moszkva: Iskolai sajtó, 2002.

3. Módszertani folyóiratok "Kémia az iskolában", "Biológia az iskolában"

4. Stepin B.D. Szórakoztató feladatok és hatékony kísérletek a kémiában. M.: Túzok, 2002.

5. A kémiai átalakulások lenyűgöző világa: Eredeti problémák a megoldásokkal / A.S. Suvorov et al. Chemistry, 1998

14. § Az anyagok tömegének megmaradásának törvénye
Az anyagok kémiai reakciókba lépnek, amelyek eredményeként más anyagok képződnek. Változik-e az anyag tömege a reakció következtében? A tudósok különféle elméleteket készítettek erről a kérdésről.
A híres angol kémikus, R. Boyle nyitott retortában különféle fémeket kalcinált, majd hevítés előtt és után lemérte őket, és megállapította, hogy a fémek tömege megnő. E kísérletek alapján nem vette figyelembe a levegő szerepét, és arra a téves következtetésre jutott, hogy az anyagok tömege kémiai reakciók hatására változik. R. Boyle amellett érvelt, hogy létezik valamiféle „tüzes anyag”, amely a fém felmelegedésekor egyesül a fémmel, növelve a tömegét.

M. V. Lomonoszov, R. Boyle-lal ellentétben, nem a szabad ég alatt kalcinálta a fémeket, hanem lezárt retortákban, és lemérte őket a kalcinálás előtt és után. (A 35. ábrán egy keményforralóval ellátott retorta látható, lásd 54. oldal.) Bebizonyította, hogy a reakció előtti és utáni anyagok tömege változatlan marad, és a levegő egy része kalcináláskor hozzáadódik a fémhez. (Akkor még nem fedezték fel az oxigént.) E kísérletek eredményeit törvény formájában fogalmazta meg: „Minden változás, ami a természetben történik, olyan állapotú, hogy mennyit vesznek el egy testből, annyi lesz. hozzá kell adni egy másikhoz.” Ez a törvény jelenleg a következőképpen van megfogalmazva:
A kémiai reakcióba lépett anyagok tömege megegyezik a képződött anyagok tömegével.
Jóval később (1789) a tömegmegmaradás törvényét M. V. Lomonoszov, A. Lavoisier francia kémikus, önállóan állapította meg (55. o.).

Az anyagok tömegmaradásának törvényének helyességét egyszerű kísérlettel is meg lehet erősíteni. Egy kis vörös foszfort teszünk a lombikba (16. ábra), dugóval lezárjuk, és mérlegen lemérjük (a). Ezután a foszfor-lombikot (b) óvatosan felmelegítjük. A kémiai reakció végbemenetelének tényét az alapján ítélik meg, hogy a lombikban fehér füst jelenik meg, amely foszfor (V)-oxid részecskéiből áll. A második mérés során meggyőződtek arról, hogy a reakció eredményeként az anyagok tömege nem változott (c).

Az atom- és molekulaelmélet szempontjából a tömegmegmaradás törvénye a következőképpen magyarázható: kémiai reakciók eredményeként az atomok nem tűnnek el és nem jelennek meg, hanem átrendeződésük következik be. Mivel az atomok száma a reakció előtt és után változatlan marad, össztömegük sem változik.
Az anyagok tömegének megmaradásának törvényének jelentése.

1. Az anyagok tömegének megmaradásának törvényének felfedezése hozzájárult a kémia mint tudomány további fejlődéséhez.

2. Az anyagok tömegmaradásának törvénye alapján gyakorlatilag fontos számításokat végzünk. Például kiszámíthatja, hogy hány kiindulási anyag szükséges a 44 kg tömegű vas(II)-szulfid előállításához, ha a vas és a kén 7:4 tömegarányban reagál. Az anyagok tömegének megmaradásának törvénye szerint a 7 kg tömegű vas és a 4 kg tömegű kén kölcsönhatása során 11 kg tömegű vas(II)-szulfid keletkezik. És mivel 44 kg, azaz 4-szer nagyobb tömegű vas(II)-szulfidot kell beszerezni, akkor 4-szer több kiindulási anyagra is szükség lesz: 28 kg vasra (7-4) és 16 kg kénre (4-4). ).

3. Az anyagok tömegmaradásának törvénye alapján összeállítjuk a kémiai reakciók egyenleteit.
Válaszoljon az 1-3. kérdésre (42. oldal).
§tizenöt. Kémiai egyenletek
A kémiai egyenlet egy kémiai reakció feltételes rögzítése kémiai jelek és képletek segítségével.
A kémiai reakcióegyenlet alapján meg lehet ítélni, hogy mely anyagok reagálnak és melyek képződnek. A reakcióegyenletek összeállításakor a következőképpen járjon el:

1. Az egyenlet bal oldalára írja be a reakcióba belépő anyagok képleteit, majd tegyen egy nyilat! Emlékeztetni kell arra, hogy az egyszerű gáznemű anyagok molekulái szinte mindig két atomból állnak (O 2, H 2, C1 2 stb.):

2. A jobb oldalra (a nyíl után) írja be a reakció eredményeként keletkező anyagok képleteit:

3. A reakcióegyenletet az anyagok tömegének megmaradásának törvénye alapján állítjuk össze, azaz a bal és a jobb oldalon ugyanannyi atom kell legyen. Ezt úgy érjük el, hogy az együtthatókat az anyagok képletei elé helyezzük. Először kiegyenlítik az atomok számát, amelyekből több van a reagáló anyagokban. Példáinkban ezek oxigénatomok. Keresse meg a nyíllal a rekord bal és jobb oldalán található oxigénatomok számának legkisebb közös többszörösét. A magnézium és az oxigén reakciójában a legkisebb közös többszörös a 2, a foszfor példájában pedig a 10. Ha a legkisebb közös többszöröst elosztjuk a megfelelő atomok számával (a megadott példákban a számmal). oxigénatomok), a rekord bal és jobb oldalán a nyíltól számítva találjuk a megfelelő együtthatókat, amint az a következő diagramon látható:

Egyenlítse ki más kémiai elemek atomjainak számát. Példáinkban a magnézium- és foszforatomok számát ki kell egyenlíteni:

Azokban az esetekben, amikor a kémiai egyenletek összeállításakor a reakciók termikus hatásait nem jelzik, az egyenlőségjel helyett egy nyíl kerül elhelyezésre.
16. § A kémiai reakciók fajtái
kémiai reakciók négy fő típusba sorolható: 1) bomlás; 2) kapcsolatok; 3) helyettesítés; 4) csere (82. o.).
A bomlási reakciót a vízbontás példáján ismerkedte meg (13. o.). Az összetett reakciót a kén és a vas kölcsönhatásának példájából ismeri (15. o.).

A helyettesítési reakció megismeréséhez a következő kísérletet hajthatja végre. A megtisztított vasszöget (vagy vasreszeléket) réz(II)-klorid CuCl 2 kék oldatába engedjük. A szöget (fűrészpor) azonnal rézbevonat borítja, és a kék oldat zöldes színűvé válik, mivel a réz(II)-klorid CuC1 2 helyett vas-klorid (II) FeCl 2 képződik. A folyamatban lévő kémiai reakciót a kémiai egyenlet fejezi ki

Fe + CuCl 2 -> Cu + FeCl 2

A fent tárgyalt kémiai reakciók összehasonlításakor definíciókat adhatunk, és feltárhatjuk jellemzőiket (6. ábra).

1 A cserereakciókkal egy további kémia tanfolyamon fog megismerkedni (82. o.).

2 A reakció elindításához sok esetben melegítésre van szükség. Ekkor a reakcióegyenletekben a t jelet a nyíl fölé helyezzük.

3 Ha a reakció eredményeként gáz szabadul fel, a Beepx képlete mellé egy nyíl kerül, ha pedig egy anyag kicsapódik, akkor ennek az anyagnak a képlete mellé egy lefelé mutató nyíl kerül.
Végezze el az 5-7. gyakorlatokat (42-43. oldal).

1. Ki, mikor és hogyan fedezte fel a tömegmegmaradás törvényét? Adja meg a törvény megfogalmazását, és magyarázza el az atom- és molekulaelmélet szempontjából!

2. A retortába cinkport öntöttünk (35. ábra), a gázkivezető csövet bilinccsel lezártuk, a retortát lemértük, és a tartalmát kalcináltuk. Amikor a retorta kihűlt, újra lemértük. Változott a tömege és miért? Ezután a bilincset kinyitották. Egyensúlyban maradt a mérleg és miért?

3. Mi az anyagtömeg megmaradás törvényének elméleti és gyakorlati jelentősége? Adj rá példákat.

4. A korábban megadott sorrendet betartva (lásd 35. o.), és figyelembe véve az elemek vegyértékét, állítsa össze a reakcióegyenleteket az alábbi sémák szerint:

5. Írjon két-két reakcióegyenletet az általa ismert típusok mindegyikére, és magyarázza el azok lényegét az atom- és molekulaelmélet szempontjából!

6. Adott fémek: kalcium Ca, alumíniumAI, lítiumLi. Állítsd fel ezen fémek oxigénnel, klórral és kénnel való kémiai reakcióinak egyenleteit, ha ismert, hogy a fémekkel és hidrogénnel alkotott vegyületekben a kén kétértékű.

7. Írja át az alábbi reakcióegyenlet-sémákat, kérdőjelek helyett írja be a megfelelő anyagok képleteit, rendezze el az együtthatókat és magyarázza el, hogy az egyes jelzett reakciók melyik típushoz tartoznak!

Hírek és Események

A szúnyogok elveszítik érzékenységüket a riasztószerekkel és rovarirtó szerekkel szemben. A tudósok azt találták, hogy a rovarok végtagjaikon keresztül észlelik a mérgező mérgeket. A Liverpool School of Tropical szakértői...

Az ausztrál gazdálkodók örülnek a mono-ammónium-foszfát és a di-ammónium-foszfát árcsökkenésének, amely az elmúlt hetekben nyilvánult meg, de úgy vélik, hogy nem rendelkeznek megbízható információval róluk, és talán rendszeresen ...

A Huhtamaki (Finnország, www.huhtamaki.com), az élelmiszer- és italcsomagolások egyik legnagyobb európai beszállítója új vonalat indított Ivanteevkán...

A lisztbogár lárvái, amelyek egyedülállóan képesek megenni a műanyag különféle formáit, és mégis biztonságos táplálékot jelentenek más állatok számára, segíthetnek megoldani a műanyaghulladék problémáját...

Ha a Mikulás elkezd lemenni a csövön, akkor egy tűzálló ruha segít rajta? Az American Chemical Society elemezte a tűzgátló anyagok kémiai összetételét.

Miről beszélünk?

Még a papírpoharakat is újrahasznosítják, amelyeket korábban Oroszországban nem használtak újra

A gyorséttermi lánc vásárlóit arra biztatják, hogy a papírcsomagolást egy speciális...

Információ

A szúnyogokat nem lehet elpusztítani riasztószerekkel: a rovarok végtagjaikon keresztül mérget éreznek
A foszfát műtrágyák olcsóbbak Ausztráliában
A Huhtamaki bővíti a csomagolásgyártást Oroszországban

Szervezetek és vállalkozások névjegyzéke

hozzáadott érték, beleértve a cink-oxidot, cinket porés cink a fémben.

Yunnan Luoping Cink és Elektromos Co., Ltd. főként színesfémek, elsősorban ólom és cink előállításával, valamint vízerőmű termelésével foglalkozik. A cég fő termékei a cink rúd, a cink por, cink ötvözetek...

Az "ARSENAL" egy dinamikusan fejlődő vállalat, amely jelentős szereplő a színesfémek és ötvözetek piacán Ukrajnában. A cég cink, ón, ólom, réz, nikkel alapú ötvözetek gyártására specializálódott (rúd, hengerelt fém, anód, huzal, por)...