Лабораторна робота № 8

Тема: Дослідження взаємодії металів з кислотами, витіснення активни-ми металами менш активних із розчинів їх солей.

Мета роботи: Вивчити основні властивості металів.

Тривалість заняття: 2 години

І. Матеріальне забезпечення:

1. Обладнання:

штатив з пробірками;

нагрівальний пристрій;

витяжна шафа;

пробіркотримач.

2. Реактиви та матеріали:

1.Розчини:

NaOH (KOH), CuSO₄;

Н₂SO₄ концентрована;

Н₂SO₄ розбавлена;

HgCI₂ розчин;

К₃[Fe(CN)₆ ];

метали: алюміній, цинк, залізо, мідь.

Правила охорони праці :

1. Інструкція № 1.

2. Інструкція № 2.

3. Інструкція № 3.

4. Інструкція № 7. Іі. Короткі теоретичні відомості

Метали характеризуються важливими фізичними властивостями: високою тепло- й електропровідністю, металічним блиском, високою пластичністю тощо.

Усі метали за винятком ртуті за звичайних умов перебувають у твердому стані. Метали утворюють кристалічні гратки, вузли яких зайняті переважно йонізованими атомами. Багатьом металам властивий поліморфізм.

Теорія металічного стану, розроблена А.Зоммерфельдом, Е.Фермі, Ф.Блохом, пояснює фізичні властивості металів наявністю делокалізованих електронів у межах певних рівнів енергії.

Механічні властивості металів визначаються будовою їхніх кристалічних граток.

Характерною властивістю атомів металів є їх здатність лише віддавати електрони з утворенням позитивно заряджених йонів.

Найактивніші метали мають малі потенціали йонізації. Їхні атоми характеризуються великими радіусами і невеликою кількістю електронів на зовнішніх енергетичних рівнях. За йонізаційним потенціалом можна порівняти активність металів. Однак активність металів краще характеризує стандартний електродний потенціал. Стандартні потенціали металів вимірюють у вольтах, це відносні величини, а потенціали йонізації мають абсолютні значення. Порівнявши стандартні електродні потенціали двох металів, легко визначити, який метал витіснятиме інший з розчину його солі. Метали в ряду стандартних електродних потенціалів розміщені за збільшенням їхньої електронегативності.

Ііі. Хід виконання робіт.

Дослід 1. Дія кислоти на метали.

У чотири пробірки налити по 3-4 мл розчину Н₂SO₄ і додати у кожну відповідно по шматочку алюмінію, цинку, заліза і міді.

Спостерігати за виділенням водню в деяких розчинах.

Скласти молекулярно-йонні рівняння реакцій, зробити висновки щодо дії кислот на різні метали. Як пояснити різну швидкість протікання реакцій?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Витіснення міді з її сульфату залізом.

У пробірку налити 4-5 мл розчину купрум(II) сульфату CuSO₄ і в нього занурити очищений цвях або шматочок залізного дроту. Через 5-6 хвилин розчин вилити та спостерігати утворення шару міді на поверхні заліза.

Скласти молекулярно-йонне рівняння реакції, зробити висновок .

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Руйнування захисної плівки на поверхні алюмінію.

Зачистити шліфувальним папером кінець алюмінієвого дроту і закрутити його спіраллю так, щоб він легко входив у пробірку.

Занурити спіраль у воду і впевнитися, що алюміній з водою не реагує.

Занурити спіраль у пробірку з розчином солі HgCI₂ і перемішувати її протягом 2-3 хвилин.

Спіраль споліснути водою і занурити у пробірку з водою. Що відбувається?

Вийняти спіраль з води, протерти фільтрувальним папером та залишити на 2-3 хвилини на повітрі. Звернути увагу на зміни, які відбуваються на поверхні спіралі.

Скласти молекулярно-йонні рівняння реакцій, пояснити спостереження.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Пасивування заліза.

Залізний цвях ретельно очистити шліфувальним папером на висоту 2-3 см.

В пробірку налити 3-4 мл концентрованої сульфатної кислоти Н₂SO₄ і занурити в неї залізний цвях очищеним кінцем, залишити під тягою на 30 хв.

Вийняти цвях з розчину кислоти, споліснути водою і занурити у пробірку з розбавленим розчином сульфатної кислоти на 3-4 см глибше від того рівня, на який він був занурений в концентровану кислоту.

Чому реакція з кислотою відбувається лише на непасивованих ділянках?

Скласти рівняння відповідних реакцій, зробити висновки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 5. Корозія лудженого й оцинкованого заліза.

Відрізати ножицями дві пластинки лудженої (білої) й оцинкованої бляхи. На кожній з них зробити з обох боків подряпити на таку глибину, щоб зачепити залізо.

Пластинки помістити в окремі пробірки, в яких міститься по 4-5 мл розбавленого розчину сульфатної кислоти Н₂SO₄ і по 3-4 краплини гексаціано(III) ферату калію К₃[Fe(CN)₆ ] . Що відбувається?

К₃[Fe(CN)₆ ] з йонами Fe²⁺ утворює турнбулеву синь складу Fe ₃[Fe(CN)₆ ] темно-синього кольору, а з йонами Zn²⁺ сполуку складу Zn₃[Fe(CN)₆ ] світло- жовтого кольору.

Скласти рівняння відповідних реакцій, пояснити спостереження, зробити висновки.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________