ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «Очистка веществ»

1. Очистка воды от растворенных в ней веществ перегонкой. Со-

брать прибор (рис. 15). В колбу Вюрца (1) на 0,5 л налить 250 мл сульфата меди (предварительно измерив его плотность ареометром) и опустить в раствор несколько кусочков пемзы. (Зачем?)

Закрыть отверстие колбы Вюрца пробкой с термометром (2), присоединить холодильник (3), аллонж (4), по-

следний опустить в приемник (5). На охладитель плите (6) через асбестовую сетку на-

греть раствор в колбе до кипения. При

100–120 мл жидкости. Измерить ее плотность. Есть ли в ней сульфат меди? Как это установить?

2.Очистка иода возгонкой. В стакан для возгонки поместите 0,3 г кри-

сталлического иода и 0,1 г иодида калия (для удаления примесей Cl2 и Br2, содержащихся в иоде), и перемешайте стеклянной палочкой. Круглодонной колбой с холодной водой накройте стакан и осторожно нагрейте его через асбестовую сетку (табл. 6). После прекращения выделения паров (какого цвета?) отделите кристаллы от колбы, взвесьте их и определите процент выхода иода.

3.Очистка пятиводного сульфата меди перекристаллизацией. Рас-

считать количество воды и CuSO4 5H2 O , нужное для приготовления раствора,

насыщенного при 600С, чтобы при последующем его охлаждении до 00С выделилось 7 г кристаллогидрата, используя следующие данные:

Обычно пентагидрат содержит примеси хлорида калия, а также песок и кусочки угля. Поэтому для очистки отвесьте исходной соли на 10% больше рассчитанной массы. Отмерьте цилиндром нужный объем воды, вылейте в стакан на 50 мл, вскипятите воду и растворите в ней при перемешивании навеску очищаемой соли.

Убедитесь, что хлорид-ионы есть в приготовленном растворе. Для этого к 3 каплям его добавьте каплю раствора AgNO3 и две капли азотной кислоты. Что наблюдается? Почему? Затем нагретый до кипения раствор сульфата меди отфильтруйте через складчатый фильтр, приготовленный заранее.

98

Помешивая фильтрат стеклянной палочкой, охладите его до комнатной температуры, а потом до 00С в кристаллизаторе с водой и льдом. Выпавшие кристаллы отделите от маточного раствора фильтрованием и промойте их (зачем?) 5-10 мл холодной дистиллированной воды. Раствор очищенной соли, маточный раствор, и промывные воды испытайте на хлорид-ионы и сделайте выводы.

Затем снимите кристаллы соли с воронки и отжимайте их между листами фильтровальной бумаги до тех пор, пока они не перестанут прилипать к сухой стеклянной палочке. Взвесьте на технохимических весах полученную соль. Оцените массу соли в процентах по отношению к исходной навеске. Чем объясняется сравнительно низкий выход продукта, очищенного методом перекристаллизации?

4. Очистка углекислого газа. Колбу Вюрца наполнить на 1/5 объема кусочками мрамора, присоединить к ней газоотводную трубку, добавить 30 мл 20%-го раствора HCl и сразу закрыть колбу пробкой. Что наблюдается? Чем может быть загрязнен получающийся при этом углекислый газ?

Пропускать выделяющийся газ в течение 10–15 мин через склянку Дрекселя с дистиллированной водой и последовательно с ней соединенную хлоркальциевую трубку, наполненную обезвоженным сульфатом меди. (Как изменяется его цвет? Почему?). Испытать содержимое промывной склянки на присутствие ионов Cl– и H+, используя раствор AgNO3 и индикаторную бумагу соответственно. Сделать выводы.

Вопросы к семинару

1.Какие применяются специальные наименования («марки») для продуктов, вырабатываемых химической промышленностью? В чем их различие? Какие существуют методы контроля чистоты веществ?

2.Какими способами производят очистку реактивов: газообразных, жидких, твердых? Дать краткую характеристику этих способов.

3.Кривые растворимости солей. Суть метода перекристаллизации. Ма-

точный раствор, его состав. Почему для проведения перекристаллизации рекомендуется готовить растворы, насыщенные при 60–70, а не при 20–300С или 90–950С? С какой целью раствор, насыщенный при определенной температуре, нагревают почти до кипения и лишь потом фильтруют? Как величина кристаллов влияет на чистоту препарата? Для чего проводят вторичную перекристаллизацию?

4.Диаграмма состояния вещества в координатах p–T. Суть метода возгонки. Условия осуществления интенсивной возгонки.

5.Какую воду называют дистиллированной и как ее получают? Что называется бидистиллятом? Как отличить дистиллированную воду от водопроводной?

99

6. Очистка воды с помощью ионитов? Как очистить жидкость от: а) твердого вещества нерастворимого в ней? б) растворенных твердых веществ?

7. Изложить суть методов очистки газов. (На чем они основаны?)

100

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

НАЗВАНИЯ, УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН В СИ

1 Единица измерения скорости гетерогенных процессов – моль/(м2∙с).

101

ПРИБЛИЖЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ СРЕДНИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ АКТИВНОСТИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИОННОЙ СИЛЫ РАСТВОРА ( )

И ЗАРЯДА ИОНА (Z)

102

104