♠ Техніка безпеки
Досліди з галогенами слід проводити під тягою (у витяжній шафі). Необхідно працювати в окулярах або масці. Всі роботи з галогенами, особливо бромом, можна проводити тільки з дозволу викладача.
Хлор - отруйний зеленувато-жовтий газ. Вдихання невеликих кількостей його викликає кашель, при вдиханні великої кількості можливі тяжкі наслідки, в тому числі запалення і набряк легенів.
При тяжкому отруєнні хлором до прибуття лікаря необхідний спокій, вдихання кисню. Потерпілому дають молоко, зігрівають кінцівки. При несильному отруєнні дають молоко, виводять на свіже повітря до зникнення симптомів отруєння.
Залишки MnO2 або KMnO4 (після отримання хлору) виливайте не в раковину, а в «банки для зливу» (під тягою). Після того як основна маса з колби перенесена в «банку для зливу», слід заповнити колбу водою доверху, потім вилити цю воду в раковину під тягою. Лише після цього можна винести колбу з-під тяги.
Бром - важка рідина, яка утворює темно-червоні пари, здатні викликати отруєння, сльозотеча, задуха і ураження дихальних шляхів. На шкірі утворюються важко загоюються виразки. Наливати бром в пробірки і краплинні воронки слід обережно, через хімічну воронку, тільки в гумових рукавичках.
При попаданні брому на шкіру слід швидко промити уражені місця спиртом, великою кількістю води, а потім багаторазово 2% розчином бікарбонату натрію NaHCO3. При випадковому вдиханні парів брому необхідний спокій, вдихання парів розведеного розчину аміаку, потім вдихання кисню.
Пари йоду темно-фіолетового кольору, що мають неприємний запах, схожий на запах хлору, роз'їдають слизові оболонки. При отруєнні парами йоду слід вдихати водяні пари з домішкою аміаку, очі промити 1% розчином тіосульфату натрію Na2 S2 O3.
Заняття 3-4. демонстраційний експеримент
♣ 1: Очищення газів
Якщо у вузлі для отримання газу використовується соляна кислота, відразу після нього ставлять промивалку з водою. * Навіщо? Воду заливають через відведення а (рис. 13) так, щоб вона закрила кулька б (або, при відсутності кульки, була на 0,5 см вище дірочок). Трубку в приєднують до вузла для отримання газу.
Мал. 13. Осушувач в промивалки
Осушення. Рідкий осушувач поміщають в промивалку, твердий - в U-подібну трубку. Насипати твердий осушувач треба так, щоб нижня частина трубки була цілком їм заповнена, а відводи - вільні (рис. 14); по обидва боки осушувач обмежується ватою. Рідкий осушувач заливають в промивалку за допомогою спеціальної воронки з витягнутим кінцем (воронка Мюнке).
Мал. 14. Осушувач в U-подібній трубці
Повітря, хлор, хлороводень зазвичай осушують конц. H2 SO4 або безводних CaCl2. Сірководень і вуглекислий газ - безводним CaCl2. Сірчистий газ - конц. H2 SO4. Аміак сушать твердими лугами або оксидами кальцію, барію. Для осушення NO, NO2 використовують P2 O5. нанесений на скловату.
* Чому сірководень НЕ осушують сірчаною кислотою? Чому аміак НЕ осушують сірчаною кислотою? ПочемуNO2 НЕ осушують лугами? Чим осушують водень?
Захист від аерозолів. При отриманні газу в колбі або пробірці Вюрца прікапиваніем рідини до порошкоподібної речовини легко утворюються мікроскопічні тверді частинки або крапельки, що проносяться потоком газу через весь прилад - аерозолі. Щоб уникнути забруднення ними, вставте в відведення колби Вюрца (або на вході в промивалку, U-подібну трубку) шматочок вати.
♣ 2: «Фонтан»
Досвід «фонтан» проробляють з сухими газами, добре розчинними у воді. Його можна використовувати як один з доказів отримання даного газу.
Виділяється газом наповнюють суху товстостінну банку, закривають її корком з трубкою, зверненої витягнутим кінцем всередину (рис. 15). Відкритий кінець трубки поміщають в кристалізатор з водою (можна підфарбувати воду індикатором). Закривають трубку пальцем і струшують банку так, щоб всередину потрапила крапля води. Потім знову поміщають трубку в воду і прибирають палець. * Чим пояснюється «фонтанірова-ня» води всередину банки?
1. Отримання хлору і хлорного води
У колбу або пробірку Вюрца насипати розтертий у ступці і злегка змочений водою (* для чого?) KMnO4. а через крапельну воронку налити конц. HCl. Пропустити виділяється хлор через промивалку з дистильованою водою (* для чого?) І через осушувач (* який і в якому вузлі?).
* Як довести, що виділяється хлор?
Пропустити хлор в пробірку з водою, охолоджуваної снігом.
Піднести до виділяється хлору фільтрувальну папір, змочену розчином KI. Фіксувати зміни.
Наповнити хлором кілька банок (* скільки? - см. Досвід 2) і закрити їх скляними пластинками. * Як визначити закінчення заповнення банки?
Після закінчення виділення хлору перевірити, що знаходиться в колбі Вюрца. * Як це зробити?
* Якими ще способами можна отримати хлор в лабораторії?
** Який процес лежить в основі цих способів отримання хлору?
2. Властивості хлору і хлорного води
А) Помістити на листок паперу трохи порошку сурми і повільно висипати її в банку з хлором.
Фото В.В. Загорського:
Б) Помістити на листок паперу трохи порошку алюмінію і повільно висипати його в банку з хлором.
В) Покласти в ложечку для спалювання трохи червоного фосфору, підпалити його і внести в банку з хлором. * Чим відрізняється характер і продукти горіння фосфору на повітрі і в хлорі?
Г) 1 краплею хлорної води (* де вона утворилася? - см. Досвід 1) змочити лакмусовий папірець. * Який склад хлорної води?
** Які хімічні властивості характерні для хлору? Які хімічні властивості проявляє хлорне вода? А які властивості проявляє хлор при утворенні хлорної води?
3. Властивості брому і бромної води
А) Налити в термостійку пробірку трохи брому, закріпити її вертикально в лапці штатива над піщаної лазнею і кинути в пробірку кілька зачищених наждачним папером шматочків алюмінію. * Відразу чи ні починається реакція? Чому?
Б) Помістити в пробірку трохи сухого червоного фосфору. Капнути за допомогою піпетки 1-2 краплі рідкого брому. * Як відрізняється склад продуктів по висоті пробірки?
В) Капнути 1 краплю рідкого брому в пробірку з водою.
Відлити 2-3 мл отриманого розчину в іншу пробірку і додати по краплях 1 М розчин NaOH. Додати до отриманого розчину кілька крапель 1 М розчину H2 SO4. * Який склад бромної води? Який вплив справляють луг і кислота на зміщення рівноваги в бромной воді і чому?
** Які хімічні властивості характерні для брому? Порівняйте взаємодія алюмінію і фосфору з хлором і бромом. Поясніть відмінність.
4. Плавлення і сублімація йоду
А) Помістити кілька кристаликів йоду в широкий стакан. Закрити годинниковим склом. Обережно нагріти.
Б) Насипати в вузьку пробірку йод (шар 1,5-2 см у висоту), заткнути шматочком вати. Нагріти пальником дно пробірки, покачати і, нахиливши, дати охолонути.
** Чим обумовлено відмінність процесів, що протікають в опи-тах А і Б?
5. Розчинність галогенів
А) Налити в пробірки по 2-3 мл хлорного, бромной і иодной води (* яка розчинність галогенів в воді?) І долити близько 0,5 мл неполярного розчинника (* приведіть 2 прикладу таких). Закрити пробірки пробками, струснути, дати відстоятися. * Згадайте, що таке екстракція.
Б) По одному кристалику йоду розчинити в 1 мл CCl4. гексана, бензолу, етилового спирту. * Поясніть відмінність у забарвленні розчинів.
В) По одному кристалику йоду розчинити в 1 мл розчинів KI, KBr, KCl. * За рахунок чого відбувається розчинення йоду в цих розчинах?
** У яких розчинниках краще розчиняються галогени - полярних або неполярних, - і чому?
6. Порівняння окислювальних властивостей галогенів
У пробірку з розчином KBr долити 0,5 мл неполярного розчинника (* навіщо?) І поступово, при збовтуванні, додавати хлорне воду з досвіду 1. Повторити з розчином KI.
Cl2 + надлишок KI:
Сl2 + мало KI (йод на стінках):
У пробірку з розчином KCl поступово додавати бромную воду.
** Як змінюються окисні властивості галогенів в групі?
7. Взаємодія галогенідів з концентрованої сірчаної кислотою
В одну пробірку помістити трохи сухого KCl, в іншу - KBr, в третю - KI. Змочити солі 1-2 краплями конц. сірчаної кислоти. До отвору кожної пробірки піднести по черзі лакмусовим папірець; папірець, змочену розчином KMnO4; і папірець, змочену розчином нітрату або ацетату свинцю. * Для чого?
** Які властивості галогенідів можна порівняти на підставі цього досвіду?
8. Отримання і властивості хлороводню
А) У колбу Вюрца насипати 5-10 г NaCl так, щоб поверхня солі була скошена (* навіщо?). На виході поставити U-подібну трубку. * Який осушувач в неї помістити? Через крапельну воронку долити в колбу конц. H2 SO4. Обережно нагріти колбу через азбестову сітку. Наповнити хлороводородом суху товстостінну банку. * Як це зробити? Як визначити закінчення її заповнення?
Б) Виконати досвід «фонтан». * Якими індикаторами можна підфарбувати воду - лакмусом, метилоранж, фенолфталеїном?
** Про які властивості хлороводню говорить досвід Б? Чи можна використовувати досвід А для отримання бромоводорода, иодоводорода?
9. Якісні реакції на нітрати-іони
А) подіяли на розчини хлориду, броміду і йодиду калію розчином нітрату срібла. Перевірити розчинність опадів в 1 М розчині аміаку.
Б) подіяли на розчини хлориду, броміду і йодиду калію розчином нітрату або ацетату свинцю.
** Як розрізнити хлорид і бромід? Бромід і йодид?