Chémia-
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


IV.1. Úloha: Difúzia rozpustených látok

Pomôcky: kadička (250 cm3 -6ks), filtračný papier, niť, sklená tyčinka.

Chemikálie: kryštalický manganistan draselný, síran meďnatý, kyselina vínna, tuhý hydroxid sodný, roztok fenolftaleínu, vodný roztok amoniaku (c= 2mol/dm3), roztok kyseliny chlorovodíkovej (2mol/dm3), destilovaná voda.

Pracovný postup:

Pokus A

  1. Zabalíme 2-3 kryštáliky manganistanu draselného do filtračného papiera(podľa Obr.1), ktorý dôkladne uviažeme.
  2. Maličký batoh zavesíme na sklenú tyčinku a položíme na kadičku tak, aby visela do kadičky.
  3. Kadičku naplníme vodou tak, aby batoh pripevnený na sklenú tyčinku sa dotýkal svojím dnom povrchu vody. Pozorujeme čo sa odohráva.

Pokus B

  1. Naplníme tri kadičky vodou. Do prvej a druhej pridáme 2-3 kvapky fenolftaleínu.
  2. Do prvej kadičky dáme 1-2 cm3 vodného roztoku amoniaku a do druhej 1-2 cm3 roztoku kyseliny chlorovodíkovej.
  3. Roztoky v obidvoch kadičkách dôkladne premiešame sklenou tyčinkou.
  4. Do prvej kadičky dáme pár kryštálikov kyseliny vínnej, do druhej 1-2 kusy hydroxidu sodného a do tretej, v ktorej bola zatiaľ iba voda, dáme 1-2 väčšie kryštáliky síranu meďnatého.

Aparatúra:

 

Obr. 1 Aparatúra uskutočnenia difúzie manganistanu draselného vo vode

Pozorovanie: Pokus A: Po niekoľkých sekundách v roztoku sa objaví fialové sfarbenie. Prúd fialového sfarbenia smeruje dole a postupne sa rozptýli v celej kadičke.
Pokus B: Po krátkom čase v prvej kadičke "zdola zmizne" červené sfarbenie roztoku (vodný roztok amoniaku + fenolftaleín ) a dostaneme bezfarebný roztok. V druhej kadičke sa zase bezfarebný roztok zdola postupne premení na červený. V tretej kadičke časom vznikne jasne modrý roztok.

Záver:
Pokus A: Látky, obsahujúce farebné ióny vo vodných roztokoch si zachovávajú farbu iónov a tak je možné pozorovať miešanie disociovaných iónov látky a molekúl vody. Postupné sfarbenie roztoku je pôsobené pohybom iónov vo vode, tento proces sa nazýva difúzia .

 

Obr.2 Difúzia manganistanu draselného vo vode


Pokus B: Pri rozpúšťaní kyseliny vínnej vo vodnom roztoku amoniaku prebieha acidobázická reakcia. Takto vzniknuté ióny (oxóniové katióny) zneutralizujú hydroxidové anióny amoniakálneho roztoku, zásaditý charakter roztoku sa postupne mení na neutrálny, čo pozorujeme aj zmenou farby roztoku. V druhom prípade tiež prebieha protolytická reakcia. Na rozdiel od predchádzajúcej sa však do roztoku kyseliny chlorovodíkovej pridáva hydroxid sodný (tuhý), pričom sa postupne mení kyslý charakter roztoku na zásaditý, čo môžeme pozorovať aj farebnou zmenou roztoku. V treťom prípade zmenu farby spôsobujú hydratované ióny Cu2+.

Úlohy:
1. Nakreslite čo ste pozorovali vo všetkých troch prípadoch.
2. Uveďte príklad na difúziu látok z bežného života.

 

 

 

IV.2. Úloha: Difúzia dichrómanových aniónov a meďnatých katiónov v želatínovom prostredí

Pomôcky: skúmavky(3ks), stojan na skúmavky, kadička, kahan, trojnožka, azbestová sieťka.

Chemikálie: želatína (obyčajná používaná v domácnosti ), roytok dichrómanu draselného (c= 1mol/dm3), roztok síranu meďnatého (c= 0,1 mol/dm3), jódo-škrobový roztok.

Pracovný postup:

  1. Do troch skúmaviek dáme 1/2 lyžičky želatíny a nalejeme do nich toľko vody , aby skúmavky boli do poloviny naplnené.
  2. Skúmavky poriadne pretrepeme a necháme stáť.
  3. Po krátkom čase dáme skúmavky do kadičky so zahriatou vodou (t= 700C) a miešame roztoky želatíny dovtedy, kým sa želatína úplne nerozpustí.
  4. Skúmavky s roztokom želatíny vyberieme z vodného kúpeľa a na vzduchu necháme vychladnúť.
  5. Po vychladnutí do jednej skúmavky nalejeme roztok dichrómanu draselného, do druhej roztok síranu meďnatého a do tretej jódo-škrobový roztok.
  6. Skúmavky dáme do stojana a necháme stáť asi 1 hodinu.

Aparatúra:

 

Obr.1 Miešanie roztokov

 

Obr.2 Difúzia dichrómanových aniónov a meďnatých katiónov v želatínovom prostredí

Pozorovanie: Po uplynutí 1 hodiny vidíme, že oranžové anióny dichrómanu a modré katióny medi sa dostali do vrstvy želatíny. Jódo-škrobový roztok, ktorý je modrý ostane nad želatínovým stĺpcom.

Záver: Gélovitá štruktúra želatíny sa správa ako sito. Ióny menšími rozmermi sa ľahko difundujú do želatíny, naopak látky, ktorých stavebné častice sú väčšie, nie sú schopné vniknúť do želatínovej vrstvy (napr. koloidné látky). V tomto prípade molekuly škrobu v porovnaní dichrómanovými aniónmi a meďnatými katiónmi sú "obrovské".

Úlohy:
1. Napíšte v akej forme sa nachádzajú uvedené látky vo vodnom roztoku: K2Cr2O7 , CuSO4, škrob.
2. Nakreslite stav v jednotlivých skúmavkách na konci pokusu!

3. Škrob sa používa aj na kvalitatívny dôkaz jódu. V čom spočíva tento dôkaz :
- vo vzniku zrazeniny
- v tepelnom efekte
- vo farebnej zmene
- vo zvyšovaní rozpustnosti škrobu vo vode ?

 

 

 

IV.3. Úloha: Rozpustnosť látok v závislosti od teploty

Pomôcky: Erlenmeyerova banka(500cm3), skúmavky (10ks), stojan na skúmavky, vanička, zátky (10ks) na skúmavky, vodný kúpeľ, trojnožka, azbestová sieťka, kahan, pipeta(10cm3), teplomer.

Chemikálie: kryštalický dusičnan draselný, roztok dusičnanu olovnatého(c= 0,1mol/dm3), roztok chloridu draselného(c= 0,1 mol/dm3), roztok jodidu draselného(c= 0,1 mol/dm3 ), destilovaná voda.

Pracovný postup:

Pokus A:

  1. Dve skúmavky naplníme do polovice roztokom dusičnanu olovnatého.
  2. Do prvej nalejeme roztok chloridu sodného, do druhej roztok jodidu draselného. V obidvoch prípadoch vznikajú zrazeniny.
  3. Roztoky v oboch skúmavkách zahrejeme a potom ich vložíme do vaničky studenou vodou. Pozorujeme nastávajúce zmeny.

Pokus B:

  1. Erlenmeyerovú banku naplníme 30 cm3 destilovanou vodou.
  2. Za stáleho miešanie pridáme do nej 33g jemného, práškovitého dusičnanu draselného. Roztok dusičnanu draselného zahrievame vo vodnom kúpeli.
  3. Päť skúmaviek vložíme do stojana a stojan do vaničky s vodou s teplotou t= 200C tak, aby 2/3 skúmavky boli pod vodou.
  4. Roztok dusičnanu draselného vo vodnom kúpeli občas premiešame a kontrolujeme teplotu. Ak teplota roztoku je 200C, odoberieme z neho pipetou 3 cm3 (POZOR! iba z povrchu roztoku ) a dáme do prvej skúmavky.
  5. Odobraté množstvo z Erlenmeyerovej banky nahradíme destilovanou vodou (3cm3). Podobne postupujeme pri teplotách 30, 40, 50, 60 0C roztoku dusičnanu draselného.

Aparatúra:

 

Obr.1 Vytemperovanie roztoku

Pozorovanie:
Pokus A: V prvej skúmavke vznikne biela zrazenina a v druhej žltá. Po zahrievaní v obidvoch skúmavkách zrazeniny sa rozpustili. Ak skúmavky po zahrievaní vložíme do studenej vody, zase vznikne zrazenina.
Pokus B: Zo vzoriek odobratých pri rôznych teplotách z nasýteného roztoku dusičnanu draselného sa vylučuje pri izbovej teplote rôzne množstvo tuhého dusičnanu draselného. Množstvo vylúčenej látky je priamo úmerné k teplote.

 

Obr.2 Vznik zrazeniny

Záver: Rozpustnosť látok závisí od teploty. Väčšinou rozpustnosť látok s rastúcou teplotou sa zväčši, ale sú aj látky, ktorých rozpustnosť s rastúcou teplotou sa zmenší.

Úlohy:
1. Pomenujte látky, ktoré sa vyzrážali v pokuse A.
2. Nájdite v chemických laboratórnych tabuľkách, koľko gramov jodidu olovnatého a chloridu olovnatého sa rozpustí v 100cm3 vody pri teplote 25(príp. 20) a 100 0C.
3. Zmerajte výšku zrazeniny v jednotlivých skúmavkách (pokus B) a zostrojte graf závislosti t=f(h) t.j. závislosť výšky zrazeniny od teploty. (Zostrojte graf na milimetrový papier).

 

 

 

IV.4. Úloha: Závislosť rozpustnosti látky od jej kvality a rozpúšťadla

Pomôcky: veľké skúmavky(10ks), stojan na skúmavky, lyžička.

Chemikálie: jód , etanol, tetrachlór-metán, kryštalický chlorid sodný , kryštalický dusičnan draselný , kryštalický síran meďnatý, kryštalický uhličitan vápenatý , práškové železo, destilovaná voda.

Pracovný postup:

Pokus A:

  1. Do prvej skúmavky nalejeme destilovanú vodu, do druhej etanol a do tretej tetrachlór metán. Všetky tri skúmavky naplníme do polovice.
  2. Potom do každej skúmavky hodíme väčší kúsok jódu. Pozorujeme rozpustnosť jódu v rôznych rozpúšťadlách.

Pokus B:

  1. Naplníme 7 skúmaviek do polovice destilovanou vodou.
  2. Do jednotlivých skúmaviek dáme rovnakú hmotnosť látok v poradí: NaCl, KNO3, CuSO4 , K2CO3, práškové železo, jód (do veľkých skúmaviek 2g látky).
  3. Dôkladne pretrepme skúmavky a pozorujeme rozpustnosť látok vo vode:

Pozorovanie:
Pokus A: Jód sa najlepšie rozpúšťa v tetrachlór metáne (fialové sfarbenie), potom v etanole (hnedé sfarbenie), a veľmi málo sa rozpúšťa vo vode (slabožlté sfarbenie).
Pokus B: Chlorid sodný, dusičnan draselný a síran meďnatý sú veľmi dobre rozpustné vo vode, pričom jód sa ťažko rozpúšťa vo vode a nakoniec uhličitan vápenatý a práškové železo sú prakticky nerozpustné vo vode.

Záver:
Pokus A: Medzi nepolárnymi molekulami jódu a polárnymi molekulami vody vznikajú veľmi slabé interakcie, preto je jód menej rozpustný vo vode. Lepšie sa rozpúšťa v etanole, ktorý je menej polárna látka ako voda a je veľmi dobre rozpustný v nepolárnom rozpúšťadle tetrachlór metánu.
Pokus B: Rozpustnosť v danom rozpúšťadle závisí od povahy rozpustenej látky. Poznajúc štruktúru a chemické väzby v rozpúšťadle a mieru do akej sa daná látka rozpúšťa v danom rozpúšťadle, môžeme vyvodiť aké che-mické väzby sú v danej látke a akú má štruktúru.

Úlohy:
1. Na základe pozorovania vysvetlite, od čoho závisí rozpúšťanie tuhých látok !
2. Vysvetlite, prečo sa rozpúšťa jód lepšie v nepolárnych rozpúšťadlách ako v polárnych !
3. Priraďte k uvedeným látkam rozpúšťadlo, v ktorom by sa látka dobre rozpúšťala!

NaCl                                etanol
jód                                   voda
CuSO4.5 H2O                 roztok KI

 

 

VIII.1. Úloha: Reakcia síranu meďnatého so železom a zinkom

Pomôcky: Petriho miska(3ks), pipeta, pinzeta.

Chemikálie: nasýtený vodný roztok síranu meďnatého, pásik železného plechu, zinková platnička(plech).

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misiek nalejeme nasýtený roztok síranu meďnatého.
  2. Do jednej z nich ponoríme pásik očisteného železného plechu, do druhej pásik očisteného zinkového plechu. (Plech ohneme do tvaru L).
  3. Tretia Petriho miska slúži ako porovnávacia.

Aparatúra:

 

Obr.1. Reakcia síranu meďnatého so železom a zinkom

Pozorovanie: Na povrchu železného a zinkového plechu sa vylučuje vrstva medi a modré sfarbenie vodného roztoku síranu meďnatého slabne.

Záver: Katióny medi sa redukujú na kovovú meď. Súčasne kovový zinok a kovové železo sa rozpúšťa, lebo sa oxidujú na zinočnaté a železnaté katióny. Reakcie prebiehajú samovoľne podľa nasledujúcich chemických rovníc:

Cu2+ + 2e Cu0                          Cu2+ + 2e- Cu0

Fe0 - 2e- Fe2+                            Zn0 - 2e-   Zn2+

Oxidácia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) odovzdáva jeden alebo viac elektrónov. Redukcia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) priberá jeden alebo viac elektrónov. Oxidácia a redukcia prebiehajú vždy súčasne. Taká reakcia sa nazýva oxidačno-redukčná alebo redoxná reakcia.

Úlohy:
1.
Napíšte chemickú rovnicu pre reakciu uhlíka s kyslíkom. Pomenujte dej.
2. Napíšte polreakciu, ktorá vyjadruje oxidáciu atómov uhlíka a redukciu kyslíka. Ktorý z reaktantov je oxidovadlo?
3. Napíšte chemickú rovnicu reakcie zinku s oxidom meďnatým. Vyznačte oxidáciu a redukciu.
4. Zistite oxidačné číslo atómov v nasledujúcich zlúčeninách a pomenujte zlúčeniny: KI, NaBr, CaF2, MgO, Fe2O3, AlCl3, SO3, CO2, PbO2, PCl5.

 

 

 

VIII.2. Úloha: Príprava zlúčenín jódu

Pomôcky: skúmavky, pipeta, odsávací lievik, odsávacia banka, výveva, filtračný papier, kadička, odparovacia miska, trojnožka, azbestová sieťka, kahan, sklená tyčinka, stojan, držiak, svorka, váhy.

Chemikálie: roztok hydroxidu draselného(c=4mol/dm3), jód.

Pracovný postup:

  1. Odmeriame 10cm3 roztoku hydroxidu draselného do skúmavky a zahrievame vo vodnom kúpeli v kadičke.
  2. Opatrne, po častiach pridávame pevný jód dovtedy, kým sa zafarbenie roztoku nestane stabilne bordovo-fialové.
  3. Potom pipetou pridáme malé množstvo roztoku hydroxidu draselného tak, aby sfarbenie zmesi bolo slabo žlté.
  4. Roztok ochladíme na izbovú teplotu. Vzniknuté kryštáliky oddelíme filtráciou.
  5. Prefiltrovaný roztok prelejeme na odparovaciu misku a opatrne odparujeme do sucha. Využijeme pri tom vodný kúpeľ.
  6. Vysušené látky zvážime a odložíme do prachovnice.

POZOR!!! Pracujeme opatrne, lebo zmes má tendenciu prskať, hlavne v závere odparovania.

Aparatúra:

 

Obr.1. Filtrácia jodičnanu draselného

 

Obr.2. Kryštalizácia jodidu draselného

Pozorovanie: Jodičnan draselný je menej rozpustný vo vode, preto sa po ochladení hneď vyzráža vo forme bielych drobných kryštálikov. Jodid draselný je však oveľa lepšie rozpustný vo vode, z roztoku ho dostaneme až po odparení vody.

Záver: Oxidácia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) odovzdáva jeden alebo viac elektrónov. Redukcia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) priberá jeden alebo viac elektrónov. Oxidácia a redukcia prebiehajú vždy súčasne. Taká reakcia sa nazýva oxidačno-redukčná alebo redoxná reakcia. Chemickú podstatu pokusu vyjadruje chemická rovnica reakcie:

6KOH + 3I 5KI + KIO3 + 3 H2O,

pričom atóm jódu sa súčasne redukuje aj oxiduje. Redoxné reakcie, v ktorých tá istá látka sa súčasne oxiduje aj redukuje nazývame disproporcionačnými reakciami.

Úlohy:
1.
Napíšte polreakciu, ktorá vyjadruje oxidáciu a redukciu atómov jódu.
2. Napíšte chemickú rovnicu reakcie železa s oxidom meďnatým. Vyznač oxidáciu a redukciu.
3. Zistite oxidačné číslo atómov v nasledujúcich zlúčeninách a pomenuj zlúčeniny: NaI, KBr, CaCl2, MgO, FeO, AlI3, SO2, CO, PbO, PCl5.

 

 

VIII.3. Úloha: Odfarbovacie účinky chlóru

Pomôcky: Petriho miska(rôzneho priemeru), pipeta.

Chemikálie: manganistan draselný, kyseliny chlorovodíková(w=15%), atrament.

Pracovný postup:

  1. Celý pokus pozorujeme v plynovej komôrke, zhotovenej z kompletnej Petriho misky väčšieho priemeru , do ktorej kvapneme malú kvapku atramentu a vedľa nej položíme malú Petriho misku.
  2. Do menšej Petriho misky dáme niekoľko kryštálov manganistanu draselného a prilejeme 10cm3 kyseliny chlorovodíkovej.
  3. Pozorujeme.

POZOR!!! Plynová komôrka musí byť počas pokusu uzavretá. Produkty reakcie odstránime v digestore alebo vonku na vzduchu. Počas pokusu použitý atrament je najlepšie zriediť, lebo príliš intenzitá farba sa odfarbuje veľmi pomaly.

Aparatúra:

 

Obr.1. Plynová komôrka

 

Obr.2. Odfarbenie sa atramentu

Pozorovanie: Počas pokusu pozorujeme slabnutie intenzity farby atramentu.

Záver: Oxidácia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) odovzdáva jeden alebo viac elektrónov. Redukcia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) priberá jeden alebo viac elektrónov. Oxidácia a redukcia prebiehajú vždy súčasne. Taká reakcia sa nazýva oxidačno-redukčná alebo redoxná reakcia. Látka, ktorá je schopná odovzdať svoje elektróny (oxiduje sa), sa nazýva redukovadlo a naopak látka, ktorá je schopná prijímať elektróny (redukovať sa), sa nazýva oxidovadlo. Podstata pokusu je v oxidačnej schopnosti chlóru, ktorý vznikne reakciou manganistanu draselného s kyselinou chlorovodíkovou

2MnO4- + 16H+ + 10Cl- 2Mn2+ + 8H2O + 5Cl2 .

Pri pokuse najprv prebieha reakcia

Cl2 + H2O HOCl + HCl.

Vzniknutá kyselina chlórna dôsledkom svetla sa rozkladá na kyselinu chlorovodíkovú a atomárny kyslík:

HOCl   HCl + O.

Časť kyseliny chlórnej, ktorá sa nerozkladá spolu s kyselinou chlorovodíkovou a vodou reagujú podľa nasledujúcej chemickej rovnice:

HCl + HOCl + 2H2O  2H3O+ + OCl- + Cl- .

Vzniknuté chlórnanové a chloridové anióny majú silné oxidačné schopnosti, sú silné oxidovadlá. Atrament je rastlinné farbivo, obsahujúce heterocyklické jadro, ktoré môže existovať v rôznych oxidoredukčných formách. Keďže redukovaná forma atramentu je modrá, dôsledkom silného oxidovadla prejde do oxidovanej formy, ktorá je bezfarebná.

Úlohy:
1.
Napíšte, čo najviac čistiacich prostriedkov, pri ktorých sa využíva odfarbovacia schopnosť chlóru.
2. Napíšte chemickú rovnicu reakcie chlóru s vodou. Zistite, ktorý z reaktantov je oxidovadlo.
3. Napíšte vzorce nasledujúcich zlúčenín: chlorid horečnatý, oxid hlinitý, jodid sodný, chlorid fosforečný, oxid manganistý, oxid sírový, sulfid meďný, chlorid uhičitý.

 

 

 

VIII.4. Úloha: Rôzne oxidačné formy vanádu

Pomôcky: kuželová banka, sklená tyčinka, sklená rúrka, gumená zátka, gumená hadica, laboratórna lyžička.

Chemikálie: zinok - granulovaný, vanadičnan amónny, pentahydrát síranu meďnatého, roztok kyseliny sírovej (w=5%).

Pracovný postup:

  1. V kuželovej banke rozpustíme 0,4g vanadičnanu amónneho v 100 cm3 kyseliny sírovej(w=5%).
  2. Do roztoku pridáme lyžičku granulovaného zinku a banku uzavrieme Bunsenovým ventilom. POZOR!!! Pri reakcii sa uvoľní plynný vodík, preto je potrebné použiť Bunsenov ventil.
  3. Roztok pretrepeme a pozorujeme farebné zmeny.
  4. Ak prebieha chemická reakcia pomaly, pridáme niekoľko kryštálikov pentahydrátu síranu meďnatého. Pozorujeme.

Aparatúra:

Pozorovanie: Žltý roztok vanadičnanu amónneho po pridávaní granulovaného zinku a kyseliny sírovej sa premení na zelený roztok. Po niekoľkých minútach farba roztoku sa zmení na modrú. Aby sme získali vanád s oxidačným číslom 2+, musíme redukciu urýchliť a to pridaním pentahydrátu síranu meďnatého, pričom vznikne hnedofialový roztok.

CuSO4(aq) + Zn(s)  Cu(s)+ ZnSO4(aq)

Počas reakcie v reakčnom systéme sú stále prítomné ióny, ktoré ovplyvňujú priebeh reakcie tak, že urýchľujú redukciu vanádu.

Záver: Oxidácia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) odovzdáva jeden alebo viac elektrónov. Redukcia je reakcia, počas ktorej atóm (alebo ión) priberá jeden alebo viac elektrónov. Oxidácia a redukcia prebiehajú vždy súčasne. Taká reakcia sa nazýva oxidačno-redukčná alebo redoxná reakcia. Látka, ktorá je schopná odovzdať svoje elektróny (oxiduje sa), sa nazýva redukovadlo a naopak látka, ktorá je schopná prijímať elektróny (redukovať sa), sa nazýva oxidovadlo. Vanád ako predstaviteľ prechodných kovov môže existovať v rôznych oxidačných formách, pričom rôzne oxidačné formy sa prejavujú rôznou farebnosťou: VO3+, VO2+, VO3-, VO43-......žlté

Miernou redukciou                         VO3- + 4H+ + e VO2+ + 2H2O     V(IV) je zelený

Silným redukčným činidlom           VO2+ + 2H+ + e V3+ + H2O          V(III) je bledomodrý

                                                       V3+ + e- V2+                                               V(II) je fialový

Vplyvom H2O2 vznikajú peroxozlúčeniny vanádu s oxidačným číslom 7+.

Na urýchlenie reakcie môžeme pridávať pentahydrát síranu meďnatého, pričom dochádza k reakcii

CuSO4 (aq)+ Zn (s) Cu (s) + ZnSO4 (aq)

Počas reakcie v reakčnom systéme sú stále prítomné ióny, ktoré ovplyvňujú priebeh reakcie tak, že urýchľujú redukciu vanádu

Úlohy:
1.
Doplňte najväčšie kladné oxidačné čísla atómov: Ca, Li, C, S, Al.
2. Napíšte vzorec oxidu chlóru, v ktorom atóm chlóru vystupuje v najväčšom kladnom oxidačnom čísle.
3. Uveďte čo najviac zlúčenín, v ktorých mangán vystupuje v oxidačnom čísle 0, 2+, 4+,7+.

 

 

 

VIII.5. Úloha: Redoxné vlastnosti kovov

Pomôcky: Petriho misky (6ks), pipeta, pinzeta.

Chemikálie: horčík, meď, zinok, hliník, olovo, železo (tenké pliešky)., kyselina chlorovodíková.

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misiek nalejeme rovnaký objem zriedenej kyseliny chlorovodíkovej.
  2. Do roztoku kyseliny chlorovodíkovej vložíme kúsky pripravených kovov.

Aparatúra:

 

Obr.1. Redoxné vlastnosti kovov

Pozorovanie: Intenzita vyvíjania vodíka je rôzna. Kovová meď s kyselinou chlorovodíkovou nereaguje. Podľa intenzity vyvíjania môžeme skúmané kovy zoradiť do poradia Mg > Al > Zn > Fe > Pb > Cu.

Záver: Z priebehu vzájomných reakcií medzi atómami kovov a katiónmi kovov možno odvodiť postavenie kovu v rade kovov, ktorý sa nazýva elektrochemický rad napätia kovov Na Mg Al Zn Fe Pb H2 Cu Au Pt. Čím je kov v tomto rade viac vpravo, tým ľahšie sa jeho katión redukuje na kov. Čím je kov v rade viac vľavo od vodíka, tým je silnejšie redukovadlo.

 

Obr.2 Reakcia síranu meďnatého so železom

Reakciou síranu meďnatého so železom môžeme prípraviť meď. Vysvetľujeme to na základe elektrochemického radu napätia kovov.

Úlohy:
1.
Možno vodíkom vyredukovať železo z jeho oxidu?
2. Hliník reaguje s jódom. Napíšte aký produkt vzniká. Zostavte chemickú rovnicu. Vyznačte oxidáciu a redukciu.
3. Ktorá z reakcií a prečo prebieha samovoľne? Vysvetlite prečo.

Cu + 2H+ Cu2+ + H2

Fe + 2H+   Fe2+ + H

 

 

 

VIII.6. Úloha: Elektrolýza vodného roztoku chloridu sodného

Pomôcky: Petriho miska ,pipeta(2ks), sklená tyčinka, uhlíková elektróda(2ks), vodiče(2ks),zdroj jednosmerného elektrického prúdu.

Chemikálie: vodný roztok chloridu sodného(w=10%), vodný roztok jodidu sodného(w=1%), škrobový maz, roztok fenolftaleínu.

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misky nalejeme vodný roztok chloridu sodného a pridáme kvapku indikátorového roztoku fenolftaleínu.
  2. Do roztoku ponoríme dve uhlíkové elektródy, ktoré zapojíme na zdroj jednosmerného prúdu(U= 4,5-9V).

Aparatúra:

 

Obr.1. Elektrolýza vodného roztoku chloridu sodného

Pozorovanie: Pri elektrolýze vodného roztoku chloridu sodného na elektródach pozorujeme vznik bubliniek, unikanie plynov. Po krátkom čase dôjde aj k zmene sfarbenia roztoku na červenofialové.

Záver: V roztoku chloridu sodného sú prítomné ióny Na+, H3O+, Cl-, OH-, ktoré po zapojení jednosmerného elektrického prúdu sa zúčastňujú v oxidoredukčných premenách. Na elektródach prebiehajú nasledujúce oxidoredukčné deje:

Katóda(-): 2H3O+ + 2e- 2H2O + H2

Anóda(+): 2Cl- + 2e- Cl2

 

Obr.2 Elektrolýza

Na zápornej elektróde sa vylučuje plynný vodík a v roztoku sa hromadia sodné katióny a hydroxidové anióny. Zásaditosť roztoku dokazuje červené sfarbenia fenolftaleínu. Na kladnej elektróde sa vylučuje plynný chlór, ktorého prítomnosť dokazujeme priblížením namočeného filtračného papierika v roztoku škrobového mazu a jodidu sodného. Pričom vlastne prebieha vytesňovacia reakcia 2NaI + Cl2 I2 + 2NaCl a dokazuje sa prítomnosť jódu.

Úlohy:
1.
Napíšte rovnice oxidoredukčných reakcií,ktoré prebiehajú počas elektrolýzy vodného roztoku jodidu zinočnatého.
2. Napíšte vzorce nasledujúcich zlúčenín: oxid horečnatý, chlorid hlinitý, jodid sodný, chlorid fosforečný, oxid manganistý, oxid siričitý, sulfid meďný, chlorid olovnatý.

 

 

 

VIII.7. Úloha: Korózia

Pomôcky: skúmavky(5ks), stojan na skúmavky, držiak na skúmavky, kahan, gumené zátka, železné klince(5ks)

Chemikálie: kyselina chlorovodíková, destilovaná voda, voda z vodovodu, bezvodý chlorid vápenatý(prípade síran meďnatý), stolný olej

Pracovný postup:

  1. Skúmavky položíme do stojana na skúmavky a do každej dáme železný klinec.
  2. Do prvej skúmavky nalejeme destilovanú vodu, ktorú predtým prevaríme.
  3. Na povrch prevarenej destilovanej vody nalejeme olej a skúmavku zazátkujeme.
  4. Do druhej skúmavky nalejeme vodu z vodovodu a poriadne pretrepeme, aby sa nasýtila so vzdušným kyslíkom. Skúmavku necháme otvorenú.
  5. Do tretej skúmavky so železným klincom nalejeme destilovanú vodu a pridáme do nej kvapku koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej.
  6. Do štvrtej skúmavky dáme tuhý bezvodý chlorid vápenatý (v prípade, že ho nemáme k dispozícii môžeme použiť aj bezvodý síran vápenatý) a skúmavku poriadne zazátkujeme.
  7. V piatej skúmavke bude iba samotný železný klinec.
  8. Skúmavky necháme stáť 2 týždne a potom ich porovnávame.

Aparatúra:

 

Obr.1 Hrdzavenie železného klinca vplyvom rôznych chemických látok

Pozorovanie: Na pozorovanie skutočných zmien potrebujeme aspoň 2 týždne. Intenzívne hrdzavenie železného klinca pozorujeme v prípade druhej a tretej skúmavky. Po dlhšom čase hrdzavenie sa objaví aj v prípade piatej skúmavky. Žiadne znaky korózie nenájdeme v skúmavke, kam sme pridávali bezvodý chlorid vápenatý, ani v prípade destilovanej vody nadvrstenej olejom.

Záver: Na povrchu železných súčiastok, ktoré sú v styku so vzdušnou vlhkosťou, sa tvorí hnedočervená vrstva. Chemické zloženie vzniknutej hnedočervenej látky môžeme popísať nasledujúcim chemickým vzorcom:

Fe2O3 . xH2O

Na rozdiel od oxidov iných kovov oxid železitý nevytvára pevnú vrstvu, ale hrdza odpadáva, čerstvý povrch sa odkrýva a hrdzavenie pokračuje.

 

Obr.2 Hrdzavenie železných klincov

Proti korózii chránia železné predmety natieraním rôznymi lakmi a olejom. Podobne môžeme predísť hrdzaveniu vytvorením zinkového, cínového, chrómového a niklového povlaku. Ďalšou výhodnou technologickou protikoróznou metódou je fosfatácia povrchu železa alebo pasivácia železa.

Úlohy:

1. Ktorá z reakcií vyjadruje oxidačno-redukčný dej:

  1. CO2 + H2O  H2CO3
  2. Ca(OH)2 + CO CaCO3 + H2O
  3. H3O+ + OH- 2H2O
  4. BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl.

 

 

 

VIII.8. Úloha: Zelené mince

Pomôcky: Petriho miska(2ks), papierový obrúsok, mince obsahujúce meď(1Sk, 50hal.)

Chemikálie: ocot

Pracovný postup:

  1. Poskladáme papierový obrúsok na 4 časti.
  2. Položíme ho na Petriho misku a nalejeme do neho ocot.
  3. Mince položíme na namočený papier.
  4. Podobne urobíme aj s druhou Petriho miskou, do nej však nedáme ocot a bude slúžiť ako porovnávacia.

Pozorovanie: Mince menia farbu na zelenú.

Záver:

Obr.1 Na začiatku reakcie

Obr.2 Farebná zmena

Ocot obsahuje kyselinu octovú, ktorá reaguje s meďou za vzniku octanu meďnatého, ktorý má zelenú farbu.

2 CH3COOH + Cu (CH3COO)2Cu + H2

Tento chemický dej môžeme nazvať aj pasiváciou medi.

Úlohy:
1. Kde možno v bežnom živote sledovať analogickú reakciu?

 

 

 

VIII.9. Úloha: Leptanie kovov - výroba plošných spojov

Pomôcky: medená doska plošných spojov (5x5cm2), miska z umelej hmoty, porcelánová miska, CENTRO - fixky, laboratórne kliešte, trecia miska

Chemikálie: "leptajúci roztok na výrobu plošných spojov"( zmes chloridu železitého a koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej), resp. zmes koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej a peroxidu vodíka(w=30%), roztok chloridu zinočnatého(w=10%)

Pracovný postup:

  1. Do porcelánovej misky nalejeme roztok chloridu zinočnatého a vložíme do neho medenú dosku.
  2. Po niekoľkých minútach pomocou laboratórnych klieští medenú dosku vyberieme z roztoku.
  3. Pozorujeme.
  4. Na pomedený povrch dosky CENTRO - fixkami nakreslíme obrázok.
  5. Hotové "dielo" ponoríme do leptajúceho roztoku v miske z umelej hmoty tak, aby nepomedený povrch dosky bol zhora.
  6. Pomedenú dosku vyberieme z leptajúceho roztoku asi po uplynutí 20 minút.

Aparatúra:

Pozorovanie: Pred uskutočnením pokusu sme si všimli, že pomedená vrstva dosky je zoxidovaná. Po pôsobení roztoku chloridu zinočnatého, akoby škvrny oxidu meďnatého zmizli. Po leptaní na doštičke ostali iba zafarbené oblasti.

Záver: V roztoku chloridu zinočnatého prebieha hydrolýza, dôsledkom čoho vzniká komplex H2[ZnCl2(OH)2], ktorý má kyslé vlastnosti. Tento komplex je schopný rozpúšťať oxid meďnatý podľa chemickej rovnice:

CuO + H2[ZnCl2(OH)2] Cu[ZnCl2(OH)2] + H2O.

"Leptanie" vysvetľujeme vznikom chloridu meďnatého, ktorý má zelenú (v menších koncentráciách modrú) farbu, pôsobením zmesi koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej a peroxidu vodíka podľa chemickej rovnice:

Cu + 2 HCl + H2O2 CuCl2 + 2 H2O.

Tento chemický spôsob leptania sa často používa napríklad v elektrotechnike pri výrobe plošných spojov ale aj pri príprave klenot a bižutérií.

Úlohy:
1.
Napíšte chemickú rovnicu hydrolýzy chloridu zinočnatého.
2. Uveďte ďalšie príklady leptania kovov, ktoré poznáte z každodenného života.

 

 

 

VII.1. Úloha: Dynamický charakter chemickej rovnováhy

Pomôcky: porcelánový téglik, triangel, trojnožka, kahan, kadičky(4ks).

Chemikálie: hexahydrát chloridu kobaltnatého, koncentrovaná kyselina chlorovodíková, etanol(w=96%), destilovaná voda.

Pracovný postup:

Pokus A:

  1. Do porcelánového téglika dáme 1-2g kryštalického hexahydrátu chloridu kobaltnatého.
  2. Téglik položíme na triangel a začneme zahrievať.
  3. Po zahrievaní rozpustíme chlorid kobaltnatý v etanole.

Pokus B:

  1. Pár kryštálikov hexahydrátu chloridu kobaltnatého rozpustíme v malom množstve destilovanej vody.
  2. Podobne rozpustíme zopár kryštálikov bezvodého chloridu kobaltnatého v destilovanej vody. Pozorujeme.
  3. K obidvom roztokom prilejeme koncentrovanú kyselinu chlorovodíkovú. Pozorujeme.
  4. Obsah jednej kadičky rozdelíme do dvoch kadičiek. Do jednej prilejeme destilovanú vodu a do druhej koncentrovanú kyselinu chlorovodíkovú. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1. Pokus A

 

Obr.2. Pokus B

Pozorovanie: Rozpúšťaním hexahydrátu chloridu kobaltnatého a bezvodého chloridu kobaltnatého dostaneme ružové roztoky. Po pridávaní koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej ružový roztok sa mení na modrý.

Záver:
Pokus A: Hexahydrát chloridu kobaltnatého (CoCl2.6H2O) má ružovú farbu. Stratou kryštalickej vody pôvodná ružová farba chloridu kobaltnatého sa mení na modrú.

CoCl2.6H2O CoCl2   +   6H2O

                                                                    ružový                       modrý

Rozpúšťaním modrého chloridu kobaltnatého v etanole dochádza k solvatácii, pričom však nedôjde k zmene farby.
Pokus B: Rozpúšťaním hexahydrátu chloridu kobaltnatého prebieha tvorba hexaakva komplexu kobaltu:

CoCl2.6H2O [Co(H2O)6]Cl2

Vplyvom koncentrovanej kyseliny chlorovodíkovej sa zvýši koncentrácia chloridových aniónov v roztoku a dochádza k vzniku chlorokomplexov kobaltu, ktoré majú modrú farbu. Túto skutočnosť vyjadrujú nasledujúce chemické rovnice:

6H2O + Co2+ + 2Cl- [Co(H2O)6]2+ + 2Cl-

[Co(H2O)6]2+ + 4Cl  [CoCl4]2- + 6H2O

ďalším pridávaním destilovanej vody rovnováhu posunieme v smere vzniku hexaakva komplexu kobaltu.

Úlohy:
1. Pomenujte nasledujúce zlúčeniny: [Co(H2O)6]Cl2, [Co(NH3)4]Cl2, K3[Fe(CN)6], CoCl2.6H2O, ZnSO4.7H2O.
2. Napíšte chemickú rovnicu reakcie chloridu hexaakva kobaltnatého s kyselinou chlorovodíkovou.
3. Skúste vysvetliť na príkladoch z bežného života dynamický charakter chemickej rovnováhy.

 

 

VII.2. Úloha: Princíp akcie a reakcie - "farebný vodotrysk"

Pomôcky: Erlenmeyerova banka(250cm3), injekčná striekačka, kadička(250cm3), zátka, sklená trubica.

Chemikálie: hydrogenuhličitan sodný, roztok kyseliny chlorovodíkovej(c=6mol/dm3), výluh červenej kapusty, destilovaná voda.

Pracovný postup:

  1. Pripravíme roztok hydrogenuhličitanu sodného tak, že 5g tuhého hydrogenuhličitanu rozpustíme v 250cm3 destilovanej vody.
  2. Do Erlenmeyerovej banky nalejeme asi 200cm3 roztoku hydrogenuhličitanu sodného.
  3. Do roztoku pridáme výluh červenej kapusty.
  4. Banku uzavrieme zátkou so sklenou trubicou tak, aby ústie trubice bolo ponorené pod hladinou roztoku.
  5. Striekačkou vstrekneme roztok kyseliny chlorovodíkovej.
  6. Roztok unikajúci trubicou z banky zachytávame do pripravenej kadičky.

Aparatúra:

 

Obr.1. Roztok hydrogenuhličitanu sodného a výluh červenej kapusty

 

Obr.2. "farebný vodotrysk"

Pozorovanie: Roztok hydrogenuhličitanu sodného má zásaditý charakter, pridávaním antokyanínov dostaneme zelený roztok. Po vstreknutí roztoku kyseliny chlorovodíkovej do banky farba roztoku sa pomaly mení na červenú a po krátkom čase dôjde
k unikaniu červeného roztoku z banky.

Poznámky: Pridávanie roztoku kyseliny chlorovodíkovej môže byť jednorázové(naraz celý objem vstrekneme do banky s roztokom hydrogenuhličitanu sodného a antokyanínov).

POZOR!!! V takomto prípade je dobre držať zátku, aby pri vyrovnaniu tlaku nedošlo k vytlačeniu zátky z banky. Pridávaním kyseliny chlorovodíkovej jednorázovo, dostaneme intenzívny výtrysk.

Záver: Hydrogenuhličitan sodný reaguje s kyselinou chlorovodíkovou podľa reakcie:

NaHCO3(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Keďže sa reakcia uskutočňuje v uzavretej banke, vynikajúci oxid uhličitý sa hromadí nad hladinou reakčnej zmesi. Tým prirodzene, stúpa tlak reakčného systému. Keď jeho hodnota dosiahne dostatočnú veľkosť, dôjde k jeho vyrovnávaniu s atmosferickým tlakom vytláčaním roztoku z banky cez sklenú trubicu v zátke.

Úlohy:
1.
Ako by ste získali inú farbu vodotrysku ? Uveďte príklad .

 

VII.3. Úloha: Vplyv teploty na chemickú rovnováhu I.

Pomôcky: kadička(200cm3), hrubostenná skúmavka, kvapkadlo, odmerný valec(10cm3), trojnožka, kahan, azbestová sieťka.

Chemikálie: kryštalický chlorid kobaltnatý, izopropanol (resp. etanol), destilovaná voda.

Pracovný postup:

  1. Vo veľkej skúmavke rozpustíme 1g chloridu kobaltnatého v 10cm3 izopropanole (ak ho nemáme k dispozícii, tak namiesto izopropanolu môžeme použiť etanol).
  2. K izopropanolovému roztoku kobaltu prikvapkáme destilovanú vodu. Pozorujeme.
  3. Skúmavku položíme do horúceho vodného kúpeľa a pozorujeme.
  4. V ďalšom kroku skúmavku položíme do kadičky so studenou vodou. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1. Vplyv teploty na chemickú rovnováhu

Pozorovanie: Rozpúšťaním hexahydrátu chloridu kobaltnatého v izopropanole nevznikne ružový akvakomplexu kobaltu, pozorujeme vznik modrého roztoku. Prikvapkávaním destilovanej vody modrý roztok sa mení na ružový. Položením skúmavky do kadičky s horúcou vodou dochádza k zmene farby z ružovej na modrú. Ochladením reakčného systému, to znamená v tomto prípade položenie skúmavky do kadičky so studenou vodou, zase pozorujeme farebnú zmenu z modrej na ružovú.

Záver: Rozpúšťaním hexahydrátu chloridu kobaltnatého v izopropanole nedôjde k vzniku akvakomplexu kobaltu. Príčinou je nízka koncentrácia vody v danom reakčnom systéme. Prikvapkávaním destilovanej vody modrý roztok sa mení na ružový. Chemickú podstatu pozorovaného javu vyjadruje nasledujúca chemická rovnica.

6H2O + Co2+ [Co(H2O)6]2+

Zvýšením teploty chemická rovnováha sa posúva v smere uvoľnenia sa vody z akvakomplexu kobaltu, čo vysvetľuje vznik modrého roztoku. Znížením teploty systému, chemická rovnováha sa posúva v smere vzniku akvakomplexu kobaltu, ktorý má ružovú farbu.

Úlohy:
1.
4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O         H= -226,5 kJ.mol-1.
V ktorom smere sa posúva chemická rovnováha

  1. zvýšením teploty sústavy
  2. pridávaním reaktantov
  3. odoberaním produktov
  4. ochladením produktov?

 

 

VII.4. Úloha: Vplyv teploty na chemickú rovnováhu II.

Pomôcky: kadičky, gumené zátky, skúmavky(4ks), teplomer, kahan, azbestová sieťka, trojnožka, stojan na skúmavky, držiak na skúmavky.

Chemikálie: oxid dusičitý, octan sodný, indikátorový roztok fenolftaleínu, ľad, voda.

Pracovný postup:

Pokus A:

  1. Dve skúmavky naplníme plynným oxidom dusičitým tak, aby ich sfarbenie malo približne rovnakú intenzitu.
  2. Zazátkujeme ich. Jednu skúmavku umiestnime v kadičke s vriacou vodou a druhú v kadičke, ktorá obsahuje zmes vody a ľadu.
  3. Pozorujeme zmeny. Potom vymeníme skúmavky v kadičkách.

Pokus B:

  1. Pripravíme roztok octanu sodného tak, že 4g rozpustíme v 100 ml vody. (Pokus je uskutočniteľný aj tuhým octanom sodným, do ktorej podobne prikvapkáme alkoholický roztok fenolftaleínu.)
  2. Pridáme 2-3 kvapky indikátorového roztoku. Takto pripravený roztok prelejeme do troch skúmaviek.
  3. Jednu skúmavku ponoríme do kúpeľa s vriacou vodou. Druhú vložíme do kúpeľa so zmesou vody a ľadu. Tretia je porovnávacia. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1 Chemická rovnováha medzi oxidu dusičitého a jeho dimérom

 

Obr.2 Chemická rovnováha v protolytických reakciách.

Pozorovanie:
Pokus A: V skúmavke, ktorá bola vo vodnom kúpeli s vriacou vodou, obsahuje hnedý plyn a bezfarebný plyn bude v skúmavke položenej do kúpeľa zmesou ľadu a vody. Ak vymeníme prostredie skúmaviek, to znamená porušíme rovnováhu, po určitom čase sa ustáli nová rovnováha za nových podmienok.
Pokus B: Farba roztoku v skúmavke, ktorá bola položená do horúcej vody, bola fialová. V druhej skúmavke roztok bol bezfarebný.

Poznámky:
Pokus A: Prípravu oxidu dusičitého môžeme uskutočniť tepelným rozkladom dusičnanu olovnatého alebo reakciou medi s kyselinou dusičnou.

Záver:
Pokus A: V reakcii 2NO2 N2O4 H<0 , sa po určitom čase ustáli rovnováha, ktorá má dynamický charakter. Znížením teploty rovnováha sa posúva v smere vzniku diméru oxidu dusičitého (N2O4 ), ktorý je bezfarebný. Zväčšením teploty opačne, rovnováha sa posúva v smere vzniku NO2, ktorý je hnedý plyn. To znamená, že priama reakcia je exotermická a jej priebeh môžeme ovplyvňovať odoberaním tepla.
Pokus B: V reakcii CH3COO- + 2 H2O CH3COOH + OH- + H2O , sa po určitom čase ustáli rovnováha, ktorá má dynamický charakter. Všeobecne platí, že rovnováha v protolytických reakciách je posunutá v smere málo disociovaných látok, ale pri tejto reakcii je dôležitý aj vplyv teploty. Spätná reakcia hydrolýzy je exotermická . Zvýšením teploty sa rovnováha posúva v smere hydrolýzy, pričom v reakčnej sústave sa zväčšuje koncentrácia hydroxidových aniónov, čo zapríčiní fialové sfarbenie indikátorového roztoku fenolftaleínu prítomného v roztoku.

Úlohy:
1.
NaOH + HCl   H2O + NaCl        H= -57,2kJ.mol-1
    KOH + HNO3 H2O +NaNO3    H= -57,2kJ.mol-1  

  1. Ako vysvetlíte, že reakčné teplo hore uvedených reakcií rôznych látok je rovnaké?
  2. Aké bude reakčné teplo reakcie hydroxidu sodného s kyselinou sírovou?

2. Prečo je molárne reakčné teplo reakcie slabej kyseliny so silnou zásadou menšie ako molárne reakčné teplo reakcie silnej kyseliny so silnou zásadou?

 

 

 

VII.5. Úloha: Vplyv koncentrácie na chemickú rovnováhu

Pomôcky: kadička(50cm3), Petriho miska(5ks), kvapkadlo(4ks), spätný projektor.

Chemikálie: roztok chloridu železitého (w=1%), roztok tiokyanatanu amónneho (w=3%), roztok chloridu ortuťnatého (w=1%), roztok dihydrogenfosforečnanu sodného (w=1%), destilovaná voda.

Pracovný postup:

  1. Do 30cm3 destilovanej vody pridáme kvapku roztoku chloridu železitého a kvapku roztoku tiokyanatanu amónneho.
  2. Vzniknutý roztok nalejeme do 5 Petriho misiek, ktoré položíme na spätný projektor.
  3. Obsah prvej Petriho misky slúži ako porovnávaci.
  4. Do druhej Petriho misky prikvapkáme roztok chloridu železitého, do tretej roztok tiokyanatanu amónneho, do štvrtej Petriho misky prikvapkáme roztok chloridu ortuťnatého a do piatej roztok dihydrogenfosforečnanu sodného.
  5. Pozorujeme zmeny farieb.

Aparatúra:

 

Obr.1. Vplyv koncentrácie na chemickú rovnováhu

Pozorovanie: Pridávaním kvapky chloridu železitého a tiokyanatanu amónneho do destilovanej vody, pozorujeme vznik žltého (slabooranžového) roztoku. Po prikvapkaní ďalších roztoku kvapiek chloridu železitého a tiokyanatanu amónneho vznikne intenzívnejšie sfarbenie roztoku. V prípade pridávania ortuťnatých katiónov a dihydrogenfosforečnanových aniónov pozorujeme slabnutie žltého sfarbenia.

Záver: Chemickú podstatu pokusu vysvetľuje nasledujúca chemická rovnica:

Fe3+ + 3 SCN-  [Fe(SCN)3]

Zväčšujúcou koncentráciou železitých katiónov a tiokyanatanových aniónov chemická rovnováha sa posúva v smere vzniku komplexu, ktorý má intenzívne červené sfarbenie. Teda pozorujeme intenzívnejšiu farbu porovnaním s pôvodnou farbou roztoku. Ortuťnaté katióny majú schopnosť viazať tiokyanatanové anióny za vzniku komplexného aniónu tetratiokyano ortuťnatého [Hg(SCN)4]2-. Teda pridávaním ortuťnatých katiónov sa zmenší koncentrácia tiokyanatanových aniónov. Podobne vysvetľujeme zmenu sfarbenie dôsledkom prítomnosti dihydrogenfosforečnanových aniónov, ktoré však majú schopnosť naviazať sa na železité katióny a tvoria komplexný katión [Fe(H2O)5H2PO4]2+. Vznikom komplexu dôjde k zmenšeniu koncentrácie železitých katiónov v reakčnom systéme. Zmenšením koncentrácie východiskových látok chemická rovnováha reakčnej sústavy sa posúva v smere reaktantov.

Úlohy:
1.
Naviazanie kyslíka v krvi hemoglobínom a jeho odovzdanie prebieha podľa nasledujúcej rovnice:

HHb + O2 HbO2 + H+

Závisí naviazanie a odovzdanie kyslíka od koncentrácie oxóniových katiónov prostredia pri stálom tlaku ?

 

 

 

VII.6. Úloha: Vplyv tlaku na chemickú rovnováhu I.

Pomôcky: veľká hrúbostenná skúmavka, injekčná striekačka, zátka.

Chemikálie: koncentrovaný roztok kyseliny octovej, destilovaná voda, uhličitan sodný.

Pracovný postup:

  1. Do skúmavky nalejeme 50cm3 destilovanej vody a nasypeme do nej 2g uhličitanu sodného.
  2. (V ďalšom kroku pracujeme veľmi rýchlo.) Naraz pridávame 10cm3 koncentrovanej kyseliny octovej.
  3. Skúmavku zazátkujeme zátkou, ktorú pred pokusom natrieme masťou, aby bola vzduchotesná.
  4. Vzniknutý plyn vytlačí piest injekčnej striekačky. Prudko stlačíme piest a pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1. Vplyv tlaku na chemickú rovnováhu

Pozorovanie: Stlačením piestu tlak v reakčnom systéme sa zväčší a pozorujeme spomalenie vzniku bubliniek až úplne zastavenie. Vytlačením piestu vznikajúcim plynom dochádza k zmenšeniu tlaku, pričom vznik bubliniek je intenzívnejšie.

POZOR!!! Jednorázovým pridaním koncentrovanej kyseliny octovej reakcia prebieha intenzívne, a preto je potrebné držať zátku, ktorú vzniknutý plyn môže vytlačiť.

Záver: Uhličitan sodný reaguje s koncentrovanou kyselinou octovou podľa nasledujúcej rovnice:

CO32-(aq)+ 2 H3O+(aq) H2CO3(aq) + 2 H2O(l)

Vzniknutá kyselina uhličitá je nestabilná, ľahko sa z nej uvoľní plynný oxid uhličitý.

H2CO3(aq) H2O(l) + CO2(aq)

CO2(aq) CO2(g)

Zmena tlaku reakčného systému ovplyvňuje rozpustnosť oxidu uhličitého aj chemický priebeh reakcie. Zväčšením tlaku sa zväčší rozpustnosť oxidu uhličitého vo vode, teda zväčší sa aj koncentrácia oxidu uhličitého vo vode. Rovnováha je posunutá v smere vzniku kyseliny uhličitej.

CO2(g) CO2(aq)

H2O(l) + CO2(aq) H2CO3(aq)

Zmenšením tlaku reakčného systému rozpustnosť oxidu uhličitého vo vode sa zmenší. Zmenší sa aj koncentrácia oxidu uhličitého vo vode, teda chemická rovnováha je posunutá v smere vzniku "bubliniek"- uvoľnenia sa plynného oxidu uhličitého.

H2CO3(aq) H2O(l) + CO2(aq)

CO2(aq) CO2(g)

Ak si všimneme podstate zmena tlaku ovplyvňuje iba chemický systém CO2(aq)   CO2(g), teda na fyzikálnu rovnováhu systému, čo so sebou privádza aj zmenu chemickej rovnováhy.

Úlohy:
1. Ktoré z nasledujúcich tvrdení sú správne ?
Chemická rovnováha

  1. nastáva, ak v1= v2, pričom v1 a v2 sú rýchlosti reakcie v oboch smeroch.
  2. má dynamický charakter
  3. nastáva iba vizolovaných sústavách
  4. je neovplyvniteľná.

 

 

 

VII.7. Úloha: Vplyv tlaku na chemickú rovnováhu II.

Pomôcky: frakčná skúmavka, premývačka, vodná výveva, gumená zátka, gumené hadice, laboratórna lyžička, stojan, držiak.

Chemikálie: uhličitan amónny, indikátorový roztok fenolftaleínu, voda.

Pracovný postup:

  1. Do frakčnej skúmavky nasypeme jednu lyžičku uhličitanu amónneho. Zazátkujeme ju.
  2. Frakčnú skúmavku pripojíme cez premývačku na vodnú vývevu.
  3. Do premývačky nalejeme malé množstvo vody a pridáme niekoľko kvapiek fenolftaleínu.
  4. Spustíme vývevu a pozorujeme.

POZOR!!! Pri rozobratí aparatúry treba si dávať pozor, aby roztok sa nenasával do frakčnej skúmavky. Preto uvolníme najprv gumenú hadicu medzi premývačkou a vodnou vývevou.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Farba roztoku v premývačke sa mení na fialovú.

Záver: Zmena tlaku spôsobí posun chemickej rovnováhy najmä v tých systémoch, v ktorých sa nachádzajú plynné látky. Zväčšovaním tlaku (zmenšením objemu reakčného systému) chemická rovnováha sa posúva v smere vzniku menšieho počtu molov plynných látok. Podobne, zmenšovaním tlaku chemická rovnováha sa posúva v smere vzniku väčšieho počtu molov plynných látok. Zmenšením tlaku v našom systéme pary uhličitanu amónneho sa dostanú do premývačky. Chemickú podstatu pokusu vyjadruje nasledujúca chemická rovnica:

(NH4)2CO3 (g) 2 NH4(g) + CO32-(g)

Úlohy:
1.
V ktorom smere sa posúva chemická rovnováha reakcie 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g) -H

  1. Zvýšením teploty
  2. Znížením tlaku
  3. Vplyvom katalyzátora
  4. Zvýšením koncentrácie produktov.

 

 

 

III.1. Úloha: Acido-bázické vlastnosti látok

Pomôcky: skúmavky(11x), acidobázický indikátor(fenolftaleín, lakmus, metyloranž, tymoltaleín, univerzálny indikátor).

Chemikálie: mlieko, kyslá smotana, prací prášok, mydlo, zubná pasta, ocot, Coca-cola, dažďová voda(príp. minerálka), farby na vlasy(príp. trvalá ondulácia), citrónová šťava, čistiaci prostriedok "fixinela".

Pracovný postup:

  1. Do skúmaviek dáme vymenované chemikálie príp. ich vodné roztoky.
  2. Pomocou acidobázického indikátora určime ich kyslé príp. zásadité vlastnosti.
  3. Pozorovanými sfarbeniami doplňte tabuľku!

Aparatúra:

 

Obr.1 Sfarbenie acidobázických indikátorov v kyslom a zásaditom prostredí



Obr.2 Sfarbenie univerzálneho indikátora

Pozorovanie: Dané látky poskytnú rôzne sfarbenie univerzálneho acidobázického indikátora na základe odlišných acidobázických vlastností.

Záver: Prehľad najčastejšie používaných indikátorov

 

 

 

III.2. Úloha: Určenie pH pôdy

Pomôcky: skúmavky(2x), lievik, filtračný papier, vata

Chemikálie: destilovaná voda, vzorka pôdy (aspoň tri rôzne), univerzálny indikátor

Pracovný postup:

  1. Do skúmavky dáme malé množstvo vzor-ky(pôdy) a približne 10 cm3 destilovanej vody.
  2. Obsah skúmavky dôkladne pretrepeme a chvíľku necháme stáť.
  3. Zmes prefiltrujeme a filtrát prelejeme do druhej skúmavky.
  4. Pomocou univerzálneho indikátora testujeme acidobázické vlastnosti filtrátu a zároveň určí-me aj hodnotu pH.
  5. Podobne analyzujeme aj ďalšie vzorky.

Aparatúra:

 

Obr.1 Filtrácia výluhu pôdy

Pozorovanie: Po pridávaní acidobázického indikátora, pozorujeme farebnú zmenu.

Záver: Acidobázické vlastnosti pôdy sú dôležitým faktorom pre poľnohospodárstvo, kde treba vedieť v akej pôde aký typ rastlín možno vypestovať. Acidobázické vlastnosti pôdy je možné ešte korigovať vhodnými chemikáliami, ktorých používanie v dnešnej dobe nie je veľmi schvaľované širokou verejnosťou.

 

Obr.2 Meranie pH roztoku

Určenie pH roztoku sa môže uskutočniť aj digitálnym prístrojom, ktorý sa nazýva pH meter.

 

 

 

III.3. Úloha: Príprava acidobázického indikátora

Pomôcky: kadička, trojnožka, azbestová sieťka, kahan

Chemikálie: prírodné farbivá (napríklad orgován, farebné klinčeky - nie žlté!, vlčí mak, nevädza, černica, čierne ríbezle, červená kapusta, cvikla), NaHCO3, destilovaná voda, citrónová šťava(príp. ocot)

Pracovný postup:

  1. Malé množstvo vody povaríme s prírodným farbivom.
  2. Povarenú zmes prefiltrujeme cez filtračný papier.
  3. Na overenie vlastnosti indikátora pripravíme do jednej skúmavky vodný roztok NaHCO3, do druhej destilovanú vodu a do tretej citrónovú šťavu.
  4. Do každej skúmavky dáme pár kvapiek pripraveného acidobázického indikátora a zároveň určíme aj acidobázické vlastnosti látok.

Aparatúra:

 

Obr.1 príprava acidobázického indikátora

 

Obr.2 Skúška acidobázického indikátora

Záver: Acidobázické indikátory sú vo väčšine prípadov rastlinné farbivá, pomocou týchto indikátorov možno určiť, či daná látka je kyslá alebo zásaditá. Nielenže určí acidobázické prostredie, ale do určitej mieri je schopná signalizovať aj silu kyseliny príp. zásady. Mnohé indikátory sa používajú vo forme roztokov. Často sa však používa indikátorový papierik(papier napustený roztokom indikátora. Kyslosť roztoku kyseliny(zásady) a sfarbenie indikátora nezávisia od druhu a sily kyseliny(zásady).

Úlohy:
1.
Vymenujte aké indikátory poznáte !
2. Priraďte látkam vhodné sfarbenie acidobázického indikátora !

 

 

 

 

III.4. Úloha: Kyselina chlorovodíková

Pomôcky: Erlenmeyerova banka, L-rúrky(2ks), premývačka, stojan, lapáky, svorky, frakčná banka, trojnožka, azbestová sieťka, kadička, lievik, oddeľovací lievik.

Chemikálie: tuhý chlorid sodný, koncentrovaná kyselina sírová (w=98%), koncentrovaná kyselina chlorovodíková.

Pracovný postup:

  1. Zostavíme aparatúru podľa Obr.1.
  2. Do Erlenmeyerovej banky prisypeme 25g NaCl a pridávame 2-3 cm3 koncentrovanú kyselinu chlorovodíkovú (aby pri reakcii sa nepenilo), zazátkujeme prevŕtanou zátkou, do ktorej vsunieme oddeľovací lievik a L-rúrku (ako vývod).
  3. Do oddeľovacieho lievika nalejeme 15-20 cm3 koncentrovanej kyseliny sírovej.
  4. Premývačku naplníme do tretiny koncentrovanú kyselinou sírovou a pripojíme k nej L-rúrku, ktorú vložíme najprv do destilačnej banky, ktorú naplníme a dôkladne zazátkujeme (zachytaný plyn používame v nasledujúcom pokuse). Neskôr vzniknutý plyn zavádzame cez obrátený lievik do kadičky naplnenej destilovanou vodou a 2-3 kvapkou výluhu červenej kapusty (indikátor) - podľa Obr.2.
  5. Prípade, že rýchlosť reakcie sa zníži, mierne zahrievame. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1 Príprava plynného chlorovodíka

 

Obr.2 Rozpúšťanie plynného chlorovodíka vo vode

Pozorovanie: Pri zavádzaní vzniknutého plynu do vody s výluhom červenej kapusty pôvodná fialová farba sa zmení na červenú.

Záver: Podstatou pokusu je reakcia
NaCl + H2SO NaHSO4 + HCl
Počas zahrievania reakcia prebieha rýchlejšie a vzniknutý NaHSO4 reaguje s chloridom sodným pričom sa uvoľní ďalší chlorovodík. Ak tvorba plynu sa zastaví otvoríme kohútik oddeľovacieho lievika a až potom sa zastaví zahrievanie frakčnej banky, lebo počas ochladenia sa zníži tlak, ktorý by nasával kyselinu do banky.

Úlohy:
1.
Porovnajte väzby v HF a HCl, HBr a HI !
V čom sú rovnaké?........................................................................................................
V čom sa líšia?...............................................................................................................
Čo zapríčiní odlišnosti?...................................................................................................

2. Ako nazývame zlúčeniny chlóru s vodíkom?................................................................
Sumárny vzorec:................        Konštrukčný vzorec:................................
Z akých častíc sa skladá zlúčenina?................................................................................
Aká je väzba medzi časticami?.......................................................................................
Na základe čoho zistíš charakter väzby?.........................................................................

3. Napíš prípravu chlorovodíka !
Slovom:................................................................................................................................ Vzorcami:.............................................................................................................................
Aké sú to typy reakcií?.........................................................................................................

 

 

III.5. Úloha: Chlorovodíková fontána

Pomôcky: sklená vanička, aparatúra pre prípravu chlorovodíka, destilačná banka so zábrusom, stojan, svorky, lapáky.

Chemikálie: chlorid sodný, kyselina sírová, indikátorový roztok metylovej oranžovej, voda.

Pracovný postup:

  1. Naplníme banku plynným chlorovodíkom a uzavrieme prevŕtanou zátkou, do ktorej vsunieme sklenú trubicu vytiahnutým koncom.
  2. Banku hore dnom ponoríme do vaničky s vodou a 2-3 kvapkou metylovou oranžovou, pričom volný koniec uzavrieme prstom a uvoľníme až vtedy, ak sme ju už ponorili do vody.
  3. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1 Chlorovodíková fontána

Pozorovanie: Pôvodná oranžová farba vodného roztoku metylovej oranžovej vytrysknutím cez kapiláru do banky sa zmení na červenú.

Záver: Podstatu odfarbenia je možné vysvetliť reakciou:
HCl(g) + H2O(l)  H3O+(aq) + Cl-(aq) .
Zvýšením koncentrácie oxóniových katiónov sa zníži hodnota pH roztoku. Acidobázický indikátor metylová oranžová v silne kyslom prostredí existuje v červenej forme.

Úlohy:
1. Aké vlastnosti chlorovodíka môžeme určiť pomocou zmyslových orgánov?.................................................. ......................................................................................................................................................................

2. Čo môžeme určiť na základe javu fontány?.................................................................................................. .......................................................................................................................................................................

3. Napíšte rovnicu chemickej reakcie:...............................................................................................................
Typ reakcie:.......................................................................................................
Názov vzniknutého roztoku:...............................................................................

4. Aká je acidita (kyslosť) kyseliny chlorovodíka?.............................................................................................
Napíšte vlastné pozorovanie:.............................................................................................................................

 

III.6. Úloha: Amoniaková fontána

Pomôcky: destilačná banka so zábrusom, upravený nástavec na premývačku, gumené balóniky z kvapkadla, sklená vanička, stojan, držiak, svorka, varná banka, gumená zátka, sklená trubica (1m).

Chemikálie: hydroxid sodný, koncentrovaný vodný roztok amoniaku, indikátorový roztok fenolftaleínu.

Pracovný postup:

  1. Zostavíme aparatúru podľa Obr.1.
  2. Do varnej banky nalejeme asi 50cm3 vodného roztoku amoniaku.
  3. Pridáme niekoľko granuliek hydroxidu sodného.
  4. Banku uzavrieme gumenou zátkou, do ktorej vsunieme sklenú trubicu dlhú asi 1m.
  5. Plynný amoniak, ktorý uniká touto trubicou zachytávame do destilačnej banky tak, aby ústie bolo čo najbližšie ku dnu.
  6. Po naplnení banky zostavíme aparatúru podľa Obr.2.
  7. Kvapkadlom injektujeme malé množstvo vody do destilačnej banky. Stiahneme druhý balónik a počkáme, kým voda nezačne tryskať do destilačnej banky.

Aparatúra:

Obr.1 Príprava amoniaku

                    

Obr.2 Amoniaková fontána

Pozorovanie: Hustota amoniaku je menšia ako hustota vyduchu, z toho vychádzajúc zachytávanie amoniaku do destilačnej banky sa uskutoční obrátením destilačnej banky hore dnom. Vsunutím namočeného indikátorového papierika do destilačnej banky zistíme, či banka je plná plynným amoniakom.

Záver: Zahrievaním koncentrovaného roztoku NH4OH vznikne :
NH4+ + OH- NH3 + H2O
V našom prípade namiesto zahrievania sme využili reakciu hydroxidu sodného s vodou, ktorá je exotermická a teplo ktoré sa uvoľní pri reakcii NaOH(s) + H2O(l ) Na+ (aq) + OH-(aq) + H2O(l ) + Q je vlastne iniciátorom reakcie vzniku plynného amoniaku. Plynný amoniak je veľmi dobre rozpustný vo vode a to pri štandardných podmienkach 700 dm3 plynného amoniaku v 1 dm3 vody. Amoniak s vodou dáva protolytickú reakciu NH3 + H2O NH4+ + OH- pričom dôsledku prítomnosti hydroxidových aniónov vodný roztok amoniaku má zásaditý charakter. Vstreknutím malého množstva vody do naplnenej banky amoniakom dochádza k reakcii : NH3 + H2O NH4+ + OH- dôsledkom čiastočného uskutočnenia reakcie spotrebúva určité množstvo plynného amoniaku a v banke dochádza k zníženiu tlaku (podtlak). Aby nastala rovnováha medzi tlakom v banke a vonkajším tlakom, tak vonkajší podtlak pretláča vodu(s fenolftaleínom) cez sklenú trubicu (efekt farebného vodotrysku). Okrem fenolftaleínu môžeme použiť aj iný indikátor, ktorý bude mať v zásaditom prostredí výraznú farbu. Nikdy nepoužívame na zachytávanie amoniaku varnú banku, lebo vzniknutý podtlak sklo varnej banky nevydrží. Ďalej nie sú vhodné použiť korkové zátky.

Úlohy:
1.
Vymenujte pozorovateľné vlastnosti plynného amoniaku:..............................................................................

2. Priraďte charakteristické vlastnosť k daným látkam.
a.) bezfarebný                                                              e.) kvapalina
b.) zapách                                                                    f.) reakciou zinku vzniká vodík
c.) hustota je menšia ako hustota vzduchu                     g.) vodný roztok látky je kyslého charakteru
d.) výborné rozpúšťadlo
                              HCl: ......................... H2O: .......................... NH3: ..............................
3. Napíš zlúčeninu vodíka a dusíka.
a.) sumárny vzorec...............................
b.) konštrukčný vzorec ............................................
c.) chemickú rovnicu vzniku........................................................................................................................
d.) vlastnosti...............................................................................................................................................
e.) chemickú rovnicu reakcie s vodou..........................................................................................................

 

 

 

III.7. Úloha: Vlastnosti kyseliny sírovej

Pomôcky: prúžok filtračného papiera, kúsok bavlnenej látky, porcelánová miska, kadička(500 cm3), kadičky(100 cm3 - 3ks), teplomer.

Chemikálie: roztok chloridu kobaltnatého(resp. CuSO4.5H2O), koncentrovaná kyselina sírová, cukor, destilovaná voda.

Pracovný postup:

Pokus A: Hygroskopické vlastnosti kyseliny sírovej

  1. Pripravíme roztok chloridu kobaltnatého a to tak, že pol laboratórnej lyžičky kryštalického chloridu kobaltnatého rozpustíme v malom množstve destilovanej vody, aby sme dostali výraznú ružovú farbu.
  2. Suchý prúžok filtračného papiera napustíme ružovým roztokom chloridu kobaltnatého.
  3. Namočený filtračný papierik zavesíme do skúmavky s koncentrovanou kyselinou sírovou. Pozorujeme.

Pokus B: Vplyv a účinky kyseliny sírovej na živé organizmy

  1. Kúsok bavlnenej látky ponoríme do porcelánovej misky s koncentrovanou kyselinou sírovou.
  2. Pozorujeme.

Pokus C: Vplyv kyseliny sírovej na organické látky

  1. V kadičke (500 cm3) pripravíme hustú kašu z cukru a vody.
  2. Pridáme približne rovnaké množstvo koncentrova-nej kyseliny sírovej. Pozorujeme.

Pokus D: Tepelné javy pri zriedení kyseliny sírovej

  1. Do jednej kadičky(100 cm3) nalejeme 20cm3 destilovanej vody a ponoríme do nej teplomer.
  2. Podobne do druhej kadičky (100 cm3) nalejeme 20cm3 koncentrovanú kyselinu sírovú a zmeriame teplotu.
  3. Do tretej kadičky nalejeme najprv destilovanú vodu z prvej kadičky a až potom za stáleho miešania koncentrovanú kyselinu sírovú po malých dávkach z druhej kadičky.
  4. Sledujeme teplotu pripraveného roztoku kyseliny sírovej.

Aparatúra:

 

Obr.1 Pokus A

 

Obr.2 Pokus B

Obr.3 Pokus C

Záver:

Pokus A: Koncentrovaná kyselina sírová je hygroskopická. Ružový roztok CoCl2 (obsahuje vodu) sa nad kyselinou sírovou zmení na modrú bezvodú soľ. Kyselina sírová je dobré vysušovadlo.

Pokus B a C: Koncentrovaná kyselina sírová odoberá vodu aj z niektorých zlúčenín, ktoré sú zložené z uhlíka, vodíka a kyslíka, napr. cukor alebo voda. Ako zvyšok zostáva uhlík. Kyselina sírová zničí aj šaty, vlasy a pokožku, lebo z nich odoberá vodu.

 

Obr.4 "Kyselina sírová zničí aj šaty"

Pokus D: Rozpúšťanie (zriedenie) koncentrovanej kyseliny sírovej je exotermická reakcia.

 

 

III.8. Úloha: Kyselinotvorné a hydroxidotvorné oxidy

Pomôcky: Petriho miska (16 ks), kvapkadlo(4ks), spätný projektor.

Chemikálie: destilovaná voda, oxid vápenatý, oxid hlinitý, oxid siričitý (kyselina siričitá), indikátory (A-univerzálny , B-červený lakmus, C-modrý lakmus, D-fenolftaleín)

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misiek nalejeme rovnaký objem destilovanej vody ,do ktorej dáme indikátory(A,B,C,D). V stĺpci 1 misky budú porovnávacie.
  2. Do misiek v stĺpci 2 dáme malé množstvo oxidu vápenatého a pozorujeme farebnú zmenu indikátorov.
  3. Do misiek v stĺpci 3 dáme roztok kyseliny siričitej a pozorujeme farebnú zmenu indikátorov.
  4. Do misiek v stĺpci 4 dáme oxid hlinitý.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Oxid hlinitý s vodou nereaguje, nevzniká látka, ktorá by vyvolala farebnú zmenu indikátora. V ostatných troch prípadoch nastávajú farebné zmeny vhodných indikátorov.

Záver: Oxid vápenatý patrí do skupiny oxidov, v ktorých sú s atómami kyslíka zlúčené atómy prvkov s hodnotou elektronegativity rovnou 1 alebo menšou ako 1. Takéto oxidy reagujú s vodou za vzniku hydroxidov, preto ich nazývame hydroxidotvorné oxidy. K ním patria predovšetkým oxidy prvkov I.A a II.A skupiny. Oxid siričitý patrí do skupiny oxidov,
v ktorých sú s atómami kyslíka zlúčené atómy prvkov s hodnotou elektronegativity väčšou ako 2. Väčšina týchto oxidov reaguje s vodou za vzniku kyseliny, preto ich nazývame kyselinotvorné oxidy. Oxid hlinitý patrí do skupiny oxidov, v ktorých sú s atómami kyslíka zlúčené atómy prvkov s hodnotou elektronegativity väčšou ako 1 (ale najviac rovnou 2). Takýchto oxidov, ktoré s vodou nereagujú, je väčšina.

Reakcie:
CaO + H2O Ca(OH)2
SO2 + H2O H2SO3
Al2O3 + H2O nereaguje

Úloha:
1.
Napíšte 3 kyselinotvorné a 3 hydroxidotvorné oxidy: vzorec názov ........................ ........................................................ ........................ ....................................................... ......................... .......................................................

2. Vyznačte farebné zmeny

3. Charakterizujte kyselinotvorné a zásadotvorné oxidy .(Oxid kovu, nekovu, druh väzby prvok-kyslík)

 

 

 

III.9. Úloha: Neutralizácia

Pomôcky: Petriho miska (3ks), sklená dostička (3ks), pipeta, spätný projektor.

Chemikálie: vodný roztok hydroxidu sodného (w=10%), kyselina chlorovodíková (w=10%), fenolftaleín

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misiek nalejeme rovnaké množstvo chemických látok a k látkam pridáme po jednej kvapke fenolftaleínu.
  2. Do misky, v ktorej je hydroxid sodný, dáme sklenú dostičku, na ktorú prikvapkáme kyselinu chlorovodíkovú.
  3. Po pridaní každej kvapky kyseliny sa roztok v mieste dopadu kvapky kyseliny odfarbuje.
  4. Kyselinu chlorovodíkovú pridávame do odfarbenia roztoku.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Po pridaní kvapky fenolftaleínu do vodného roztoku hydroxidu sodného nastáva zmena farby - roztok bude fialový. Po pridaní každej kvapky kyseliny sa roztok v mieste dopadu kvapky kyseliny odfarbuje.

Záver: Reakciu medzi kyselinou chlorovodíkovou a hydroxidom sodným môžeme vyjadriť nasledujúcou rovnicou
NaOH + HCl + H2O Na+ + OH- + H3O+ + Cl- Na+ + Cl- + 2 H2O
Z rovnice vidíme, že nereagujú všetky ióny. Ióny kovu z hydroxidu a zvyšok kyseliny chlorovodíkovej sa v nezmenenej forme nachádzajú aj v neutrálnom roztoku chloridu sodného. Podstata reakcie je vznik vody z hydroxidových aniónov OH- a oxóniových katiónov H3O+.

Úloha:
1.
Napíš ako by si pripravil nasýtený roztok hydroxidu sodného. ...................................................................... .....................................................................................................................................................................

2. Koľko g hydroxidu sodného treba rozpustiť vo vode, ak jeho 10%-ný roztok má hmotnosť 110,89g? [V(NaOH)= 100cm3, r(NaOH)= 1,1089 g/cm3 ] ..........................................................................................

3. Ktorá reakcia vyjadruje podstatu neutralizácie?.............................................................................................

4. Napíš aké ióny sú prítomné počas neutralizácie hydroxidu sodného s kyselinou sírovou............................... .....................................................................................................................................................................

 

 

III.10. Úloha: Titrácia hydroxidu sodného kyselinou chlorovodíkovou

Pomôcky: byreta, titračná banka, filtračný papier, kadičky(2ks)

Chemikálie: destilovaná voda, hydroxid sodný, fenolftaleín, kyselina chlorovodíková.

Pracovný postup:

  1. Pripravíme 0,1mol/dm3 roztok hydroxidu sodného a 0,1mol/dm3 roztok kyseliny chlorovodíkovej.
  2. Zostavíme aparatúru podľa obrázku. Titračnú banku naplníme do 1/4 vodným roztokom hydroxidu sodného a pridáme kvapku fenolftaleínu.
  3. Titračnú banku položíme na filtračný papier, aby zmena farby pri titrácií bola výrazná.
  4. Byretu naplníme kyselinou chlorovodíkovou.
  5. Otvorením kohútika byrety prikvapkáme kyselinu chlorovodíkovú do roztoku hydroxidu sodného za intenzívneho miešania roztoku.
  6. Kyselinu chlorovodíkovú pridávame do odfarbenia roztoku.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Pridávaním fenolftaleínu do roztoku hydroxidu sodného nastáva farebná zmena. Po pridaní každej kvapky kyseliny sírovej sa roztok v mieste dopadu kvapky kyseliny odfarbuje.

Záver: Titrácia je odmerná analytická metóda. Podstatou titrácie je určiť neznámu koncentráciu roztoku pomocou odmerného roztoku, ktorej koncentrácia je známa. V tomto prípade však poznáme koncentrácia roztokov, chceme určiť aký objem roztoku hydroxidu sodného sme použili pri titrácii. Vidíme, že titrácia v tomto prípade je založená na reakcii kyseliny so zásadou- teda ide o neutralizačnej reakcii:
NaOH + HCl + H2O Na+ + OH- + H3O+ + Cl- Na+ + Cl- + 2 H2O
Z reakcie vyplýva, že ekvivalentné množstvo hydoxidu sodného musí reagovať s kyselinou chlorovodíkovou za kvantitatívne uskutočnenie neutralizácie.
1mol NaOH...............1mol HCl
       V(NaOH)=V(HCl)
       c(NaOH)=c(HCl)= 0,1mol/dm3

Úloha:
1. Napíšte reakciu, ktorá prebieha počas titrácie. ...............................................................................................

2. Po naplnení titračnej banky odhadnite objem roztoku hydroxidu sodného. Po titrácii určte presný objem roztoku NaOH.

 

 

 

III.11. Úloha: Vznik solí

Pomôcky: Petriho miska (3ks), pipeta (2ks), lyžička, kahan, podložné (mikroskopické) sklíčka, spätný projektor.

Chemikálie: roztok kyseliny chlorovodíkovej (w=10%), zinok, oxid zinočnatý, hydroxid zinočnatý, indikátor.

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misiek dáme po 3 cm3 roztok kyseliny chlorovodíkovej a prikvapkáme univerzálny indikátor.
  2. Do jednotlivých misiek naplnených kyselinou dáme postupne zinok, oxid zinočnatý a hydroxid zinočnatý (po 1g).
  3. Pozorujeme priebeh chemickej reakcie.
  4. Po uskutočnení reakcií nadbytočné množstvo vody odparíme.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Vo všetkých troch prípadoch po odparení vody sme dostali ten istý produkt - chlorid zinočnatý, ktorý je biela kryštalická látka. V prvej Petriho miske počas reakcie pozorujeme vznik plynu vo forme unikajúcich bubliniek.

Záver: Podstata pokusu spočíva v tom, že príprava tej istej soli sa môže uskutočniť rôznymi spôsobmi. V prvom prípade išlo o reakciu kovového zinku s kyselinou chlorovodíkovou: Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2 . V druhej Petriho miske sa uskutočnila nasledujúca reakcia: ZnO + 2 HCl ZnCl2 + H2O. V tretej Petriho miske sme mohli pozorovať neutralizačnú
reakciu: Zn(OH)2 + 2HCl ZnCl2 + 2H2O.

Úloha:
1.
Napíšte názvy nasledujúcich solí: ZnSO4, MgCO3, NH4Cl, KNO3.

2. Napíšte vzorce čo najviac solí z uvedených iónov: Mg2+, Na+, Cl-, SO42-, Ca2+, K+, F-, CO32-, NO3-.

3. Doplňte nasledujúce chemické rovnice reaktantmi a chýbajúcimi produktm

aCl +

NaNO3 +

Na2SO4 +

 

 

 

III.12. Úloha: Vlastnosti solí

Pomôcky: Petriho miska, hliníková platnička (2ks), vodiče, zdroj jednosmerného prúdu, žiarovka, pinzeta, spätný projektor.

Chemikálie: kryštál modrej skalice, destilovaná voda.

Pracovný postup:

  1. Dve hliníkové platničky v Petriho miske, napojíme vodičmi na elektrický obvod spojíme kryštálom modrej skalice.
  2. Pozorujeme.
  3. Kryštál vyberieme a do Petriho misky nalejeme destilovanú vodu. Pozorujeme žiarovku.
  4. Do destilovanej vody vhodíme kryštál modrej skalice (tak, aby nepadol na hliníkové platničky).
  5. Pozorujeme žiarovku.

Aparatúra:

 

Obr.1 Zapojenie elektrického obvodu

Pozorovanie: V prípade kryštalickej modrej skalice i keď dochádza k optimálnemu uzavretiu elektrického obvodu, žiarovka sa nerozsvieti. Podobne nepozorujeme rozsvietenie žiarovky ponorením hliníkových platničiek do čistej destilovanej vody. Ako náhle sme rozpustili modrú skalicu v destilovanej vode a zapojili do elektrického obvodu, žiarovka sa rozsvietila.

Záver: Soli v tuhom skupenstve elektrický prúd nevedú, pretože ióny v kryštalickej mriežke sú viazané elektrostatickými príťažlivými silami. Modrá skalica je veľmi dobre rozpustná vo vode a jej vodný roztok vedie elektrický prúd. Elektrickú vodivosť zapríčiní prítomnosť Cu2+ a SO42- disociovaných iónov.

Úloha:
1.
Napíšte názvy nasledujúcich solí: CuSO4, Na2CO3, FeCl3, NH4NO3.

2. Napíšte vzorce čo najviac solí z uvedených iónov: Mg2+, Na+, Cl-, SO42-, Ca2+, K+,Br-, CO32-, NO3-, Ba2+,NH4+.

 

 

 

VI.1. Úloha: Rôzne rýchlosti reakcií

Pomôcky: skúmavky(4ks), stojan na skúmavky, pipeta(10cm3), kvapkadlo, kadička, odmerný valec.

Chemikálie: roztok chloridu železitého(c=0,01mol/dm3), roztok tiosíranu sodného(c=0,01mol/dm3), roztok peroxodisíranu sodného(c=0,03mol/dm3), roztok jodidu draselného(c=0,06mol/dm3), roztok škrobového mazu(w=2%).

Pracovný postup:

Pokus A:

  1. Do skúmavky nalejeme 2cm3 roztoku chloridu železitého.
  2. K roztoku prilejeme chloridu železitého prilejeme 2cm3 roztoku tiokyanatanu draselného.
  3. Pozorujeme.

Pokus B:

  1. Naplníme skúmavku do jednej tretiny roztokom chloridu železitého.
  2. Potom prilejeme rovnaké množstvo roztoku tiosíranu sodného.
  3. Pozorujeme aspoň 2 minúty.

Pokus C:

  1. Do kadičky nalejeme 30cm3 roztoku jodidu draselného.
  2. Kvapkadlom prikvapkáme 8-10 kvapiek roztoku škrobového mazu.
  3. Potom prilejeme 30cm3 roztoku peroxodisíranu sodného.
  4. Poriadne premiešame obsah kadičky a pozorujeme.

Pozorovanie:
Pokus A: Pozorujeme rýchle červené sfarbenie.
Pokus B: Po miešaní farba roztoku sa mení zo žltej cez červenobordovú až na žltozelenú farbu. Prechod farieb trvá asi 2 minúty.
Pokus C: Farba roztoku očividne, postupne sa mení na modrú farbu. (Farebný prechod trvá viac ako v predchádzajúcom pokuse.)

Záver:
Pokus A: Chemickú podstatu pokusu vyjadruje chemická rovnica: Fe3+(aq) + 3SCN-(aq) [Fe(SCN)3](aq) pričom ako javovú stránku vidíme vznik červeného sfarbenia vzniknutého roztoku. Reakcia prebieha bleskovo.
Pokus B: Princíp pokusu môžeme vysvetľovať na základe chemickej rovnice: Fe3+(aq) + 2 S2O32-[Fe(S2O3)2]- (aq). Farba železitého komplexu je tmavočervená, ale v dôsledku nadbytočného množstva tiosíranových iónov prebieha redukcia železitých iónov na železnaté ióny, ktoré majú zelenú farbu.2 Fe3+(aq) + 2 S2O32- 2 Fe2+(aq) + S4O62-(aq). Reakcia prebieha "stredne rýchlou" rýchlosťou.
Pokus C: Chemickú podstatu pokusu popisuje chemická rovnica: 2I- + S2O82- I2 + 2 SO42- . Vylučovanie jódu dokazujeme roztokom škrobového mazu. Dôkaz spočíva v zabudovaní sa molekúl jódu do špirálovitej štruktúry škrobu.

 

Priebeh reakcie je pomalý.

Úlohy:
1.
Napíšte chemickú rovnicu reakcie chloridu železitého s tiokyanatanom draselným.
2. Nakreslite svoje pozorovania.
3. Uveďte príklady na rýchle-, stredne rýchle- a pomalé reakcie z bežného života.

 

 

 

VI.2. Úloha: Odfarbenie brómovej vody s kyselinou mravčou I.

Pomôcky: kadičky(4ks), pipeta(5cm3), stopky.

Chemikálie: nasýtený roztok brómovej vody, destilovaná voda, roztok kyseliny mravčej(w =10%).

Pracovný postup:

  1. Do štyroch kadičiek(100cm3) nalejeme po 20cm3 roztok brómovej vody a do každej po 20cm3 destilovanej vody.
  2. Potom do prvej kadičky napipetujeme 0,5cm3, do druhej 1,5cm3 a do tretej 3cm3 roztoku kyseliny mravčej. ( Brómová voda v štvrtej kadičke slúži ako porovnávacia.)
  3. Obsah kadičiek poriadne premiešame.
  4. Pozorujeme zmeny a meriame čas až do vzniku farebnej zmeny.

Aparatúra:

 

Obr.1. Odfarbenie brómovej vody s kyselinou mravčou

Pozorovanie: Nastáva odfarbenie brómovej vody. Najrýchlejšie prebieha odfarbenie v tretej kadičke [V(kyseliny mravčej)= 3cm3], potom v druhej kadičke [V(kyseliny mravčej)= 1,5cm3]. Najpomalšie sa odfarbuje roztok v prvej kadičke.

Záver: Rýchlosť chemickej reakcie je priamo úmerná s koncentráciou reagujúcich látok. Chemická podstata pokusu sa vysvetľuje na základe chemickej rovnice: HCOOH + Br2 2 HBr + CO2. Zvyšujúcou koncentráciou kyseliny mravčej zvýši sa aj reakčná rýchlosť, teda skracuje sa čas reakcie.

Úlohy:
1.
Reakcia kyseliny mravčej s brómovou vodou je:
   a.)protolytická
   b.)zrážacia
   c.)oxidoredukčná
   d.)komplexotvorná?

 

 

VI.3. Úloha: Farebná reakcia jodidu draselného I.

Pomôcky: kadičky(4ks-100cm3), pipeta, stopky.

Chemikálie: roztok peroxidu vodíka (w=1%), roztok kyseliny sírovej (w=5%), kryštalický jodid draselný, roztok škrobového mazu.

Pracovný postup:

  1. Pripravíme 100cm3 w=1% roztoku peroxidu vodíka a z neho urobíme zriedením roztoky w=0,1; 0,01 a 0,001%.
  2. 0,5g jodidu draselného rozpustíme v 100cm3 roztoku kyseliny sírovej.
  3. Do štyroch skúmaviek nalejeme roztoky peroxidu vodíka rôznej koncentrácie( zvlášť, po 5cm3) a pridáme 5 kvapiek roztoku škrobového mazu.
  4. Potom do každého roztoku s rôznou koncentráciou prilejeme rovnaké množstvá z roztoku jodidu draselného s kyselinou sírovou.
  5. Pozorujeme farebnú zmenu a meriame čas až do vzniku farebnej zmeny.

Aparatúra:

 

Obr.1. Farebná reakcia jodidu draselného

Pozorovanie: Pozorujeme modré sfarbenie roztokov. Zmena nastáva v poradí v 4., 3., 2. kadičke a v 1.kadičke nakoniec.

Záver: Koncentrácia roztoku jodidu draselného je vo všetkých prípadoch je rovnaká, teda reakčná rýchlosť závisí od koncentrácie roztokov peroxidu vodíka. So znížením koncentrácie roztokov peroxidu vodíka zníži sa aj reakčná rýchlosť, čo sa prejavuje v rozdielnom časovom objavení sa modrého sfarbenia. Vplyvom rôznej koncentrácie roztokov peroxidu vodíka aj miera vylučovania sa jódu je rôzne, teda intenzita modrého sfarbenia ukazuje postupný prechod. Chemickú podstatu pokusu môžeme vyjadriť rovnicou: 2I- + 2 H3O+ + H2O2  I2 + 4 H2O.

Úlohy:
1.
Reakcia medi s kyselinou dusičnou je charakterizovaná nasledujúcou závislosťou:

 

Napíšte chemickú rovnicu reakcie a pomocou nej vysvetlite zmenu reakčnej rýchlosti!

VI.4. Úloha: Reakcia tiosíranu sodného s kyselinou sírovou

Pomôcky: skúmavky(3ks), pipety, stopky.

Chemikálie: roztok tiosíranu sodného (c=0,1mol/dm3), destilovaná voda, roztok kyseliny sírovej (c=0,1 mol/dm3).

Pracovný postup:

  1. Do troch skúmaviek nalejeme v poradí 5, 10 a 15cm3 roztoku tiosíranu sodného.
  2. Do prvej skúmavky nalejeme 10cm3 a do druhej 5cm3 destilovanej vody.
  3. Do každej skúmavky prilejeme po 5cm3 roztoku kyseliny sírovej. Obsah skúmaviek poriadne premiešame.
  4. Pozorujeme zakalenie roztokov, pričom meriame čas.

Aparatúra:

 

Obr.1. Reakcia tiosíranu sodného s kyselinou sírovou

Pozorovanie: V tretej skúmavke sa najrýchlejšie zakalí roztok, potom v druhej a naposledy v prvej skúmavke.

Záver: Chemická podstata je v chemickej rovnici: S2O32- + 2H+ + SO42- SO42- + SO2 + S + H2O. Čím väčšia je koncentrácia tiosíranových iónov, tým je rýchlejšie vylučovanie síry a sýtosť zakaľovania roztoku.

Úlohy:
1.
Rozhodnite o pravdivosti nasledujúceho výroku: "Reakčná rýchlosť je konštantná, charakterizujúca danú reakciu, lebo jej hodnota je stála, neovplyvniteľná."

 

 

 

VI.5. Úloha: Vplyv teploty na rýchlosť chemickej reakcie

Pomôcky: skúmavky(4ks), pipeta, laboratórna lyžička, kadička (4ks), kahan, azbestová sieťka, trojnožka, teplomer, odmerný valec.

Chemikálie: granulovaný zinok, roztok kyseliny chlorovodíkovej(c=1mol/dm3), voda, ľad, kúsky medi, koncentrovaná kyselina dusičná, roztok hydroxidu sodného.

Pracovný postup:

Pokus A:

  1. Do dvoch skúmaviek nalejeme po 2cm3 roztoku kyseliny chlorovodíkovej.
  2. Jednu skúmavku vložíme do kadičky so studenou vodou(s kúskami ľadu) a necháme vytemperovať.
  3. Druhú skúmavku vložíme do kadičky s horúcou vodou(t=600C) a tiež necháme vytemperovať.
  4. Do oboch skúmaviek potom pridáme rovnaké množstvá granulovaného zinku.

Pokus B:

  1. Pripravíme roztok kyseliny dusičnej z koncentrovanej kyseliny dusičnej zriedením vodou v pomere 1:1.
  2. Do dvoch skúmaviek nalejeme po 5 cm3 vodného roztoku kyseliny dusičnej.
  3. Jednu skúmavku vytemperujeme v kadičke s horúcou vodou a druhú v kadičke s ľadovou vodou.
  4. Do skúmaviek vložíme kúsky medi. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr. 1 Pokus A

Obr. 2 Pokus B

Pozorovanie:

Pokus A: V skúmavke, ktorá bola vložená do horúcej vody, intenzívnejšie prebieha reakcia. Na povrchu zinku sa uvoľňuje vodík rýchlejšie a vo väčších bublinkách , ako v skúmavke vloženej do studenej vody.
Pokus B: V skúmavke, ktorá bola vložená do horúcej vody, intenzívnejšie prebieha reakcia. Nad roztokom kyseliny dusičnej vzniknú hnedé pary oxidu dusičitého. Bezfarebný roztok kyseliny dusičnej počas reakcie sa zmení na modrý (modrozelený) roztok. V skúmavke, ktorá bola vložená do studenej vody prebieha reakcia veľmi pomaly.

Záver: Zväčšenie rýchlosti chemickej reakcie možno vysvetliť tým, že pri väčšej teplote majú častice väčšiu energiu, čím sa zväčší počet častíc s aktivačnou energiou. Pri väčšej teplote sa častice častejšie a silnejšie zrážajú. Dochádza k zväčšeniu počtu účinných zrážok, čo spôsobuje urýchlenie chemickej reakcie. Experimentálne sa zistilo, že zväčšením teploty o 100C sa rýchlosť väčšiny reakcií zväčší dvoj- až štvornásobne.
REAKCIE:
Pokus A: 2HCl + Zn     ZnCl2 + H2
Pokus B: 3Cu + 8HNO3     3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O, bezfarebný oxid dusnatý sa okamžite oxiduje vzdušným kyslíkom na hnedý oxid dusičitý   2NO + O2    2NO2 .
Medzi chemikáliami nájdeme aj hydroxid sodný, ktorý slúži na zachytávanie oxidov dusíka v pokuse B. Môžeme to uskutočniť tak, že chumáčik vaty jemne ponoríme do roztoku hydroxidu sodného a namočenú vatu dáme k ústiam skúmavky.

Úlohy:
1. Prečo nie je vhodná ani tá najzriedenejšia kyselina dusičná na prípravu vodíka?
2. Uveďte iné spôsoby prípravy vodíka!
3. Prečo nie je uskutočniteľná reakcia v smere reaktantov NaOH + HCl    H2O + NaCl      H= -57,2 kJ.mol-1?

 

 

 

VI.6. Úloha: Odfarbenie brómovej vody s kyselinou mravčou II.

Pomôcky: kadičky(2ks-100cm3),kadička(400cm3), skúmavky(2ks), odmerný valec, pipeta(5cm3), stopky, trojnožka, azbestová sieťka, kahan, teplomer.

Chemikálie: nasýtený roztok brómovej vody, destilovaná voda, roztok kyseliny mravčej(w=10%).

Pracovný postup:

  1. Do dvoch kadičiek (100cm3) nalejeme po 20cm3 roztok brómovej vody a do každej po 20cm3 destilovanej vody.
  2. Do dvoch skúmaviek nalejeme po 10 cm3 roztok kyseliny mravčej, z ktorých jednu položíme do vodného kúpeľa a zahrievame na 50-60°C.
  3. Obsah skúmaviek prilejeme k roztokom brómovej vody (do prvej kadičky s brómovou vodou nalejeme teplý roztok kyseliny mravčej a do druhej roztok kyseliny mravčej pri izbovej teplote).
  4. Pozorujeme zmeny a meriame čas až do vzniku farebnej zmeny.

Aparatúra:

 

Obr.1. Vytemperovanie roztokov kyseliny mravčej

 

Obr.2. Odfarbenie brómovej vody s kyselinou mravčou

Pozorovanie: Nastáva odfarbenie brómovej vody. Najrýchlejšie prebieha odfarbenie v prvej kadičke, do ktorej sme pridávali teplý roztok kyseliny mravčej.

Záver: Chemickú podstatu pokusu vyjadruje nasledujúca chemická rovnica: HCOOH + Br2 2 HBr + CO2. Zväčšenie rýchlosti chemickej reakcie vysvetľujeme tým, že pri väčšej teplote častice majú väčšiu kinetickú energiu, čím sa zväčší počet účinných zrážok. Experimentálne sa zistilo, že zväčšením teploty o 100C sa rýchlosť väčšiny reakcií zväčší dvoj- až štvornásobne.

Úlohy:
1.
Prečo môžeme zahrievaním rozkladať chlorid amónny? (NH3 + HCl    NH4Cl    H= -313,5kJ.mol-1)

 

 

 

VI.7. Úloha: Farebná reakcia jodidu draselného II.

Pomôcky: kadičky(4ks-100cm3), pipeta, odmerný valec, stopky, vanička, trojnožka, azbestová sieťka, kahan, teplomer.

Chemikálie: roztok peroxidu vodíka (w=1%), roztok kyseliny sírovej (w=5%), kryštalický jodid draselný, roztok škrobového mazu.

Pracovný postup:

  1. Rozpustíme 0,25g jodidu draselného v 60cm3 roztoku kyseliny sírovej a prilejeme 5cm3 roztok škrobového mazu.
  2. Tri kadičky naplníme hore uvedeným roztokom po 10cm3, z ktorých jednu zahrievame vo vodnom kúpeli na 50oC, druhú necháme pri izbovej teplote a tretiu kadičku položíme do vaničky so studenou vodou a ľadom.
  3. Potom do každej kadičky nalejeme 10cm3 roztok peroxidu vodíka.
  4. Pozorujeme farebnú zmenu a meriame čas až do nastavania zmeny.

Aparatúra:

Obr.1. Farebná reakcia jodidu draselného

Pozorovanie: Pozorujeme modré sfarbenie roztokov. Farebná zmena sa objaví najskôr v prípade prvej kadičky, ktorej obsah sme najprv zahrievali. Najpomalšie vznikne modré sfarbenie v ochladenom reakčnom systéme.

Záver: Chemickú podstatu pokusu môžeme vyjadriť rovnicou: 2I- + 2 H3O+ + H2O2 I2 + 4 H2O.
Pri väčšej teplote sa častice častejšie a silnejšie zrážajú. Dochádza k zväčšeniu počtu účinných zrážok, čo spôsobuje urýchlenie chemickej reakcie. Experimentálne sa zistilo, že zväčšením teploty o 100C sa rýchlosť väčšiny reakcií zväčší dvoj- až štvornásobne.

Úlohy:
1.
Ako by ste dokázali vzniknutý jód? Nakreslite reakciu.
2. Nakreslite závislosť časového intervalu reakcie od koncentrácie reakcie pokusu.

 

 

 

VI.8. Úloha: Vplyv katalyzátora a inhibítora na rýchlosť chemickej reakcie

Pomôcky: Petriho-misky(4ks), laboratórna lyžička, sklená tyčinka, trecia miska s roztieradlom, plastová striekačka, porcelánový téglik, spätný projektor.

Chemikálie: práškový hliník, tuhý jód, pentahydrát síranu meďnatého, voda.

Pracovný postup:

  1. V porcelánovom tégliku zmiešame zmes suchého práškového hliníka vopred vysušeného pri teplote 1200C a dobre rozotretého suchého jódu v pomere 1:1.
  2. Zmes dôkladne premiešame sklenou tyčinkou a rozdelíme na tri časti.
  3. Jednu necháme v pokoji, slúži ako porovnávacia. Na druhú časť opatrne prikvapkáme vodu a prikryjeme. Tretiu časť premiešame s dôkladne rozotretým pentahydrátom síranu meďnatého a prikryjeme.
  4. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1 Reakcia hliníka s jódom

Pozorovanie: V Petriho miske, kde sme k zmesi pridávali kvapku vody reakcia prebehla veľmi rýchlo až búrlivo.
V prítomnosti pentahydrátu síranu meďnatého reakcia taktiež prebieha, ale pomaly (po niekoľkých minútach). Bez prítomnosti vody v akejkoľvek forme reakcia neprebieha.
Pri odstránení zmesi treba si dávať pozor
!!!- nevyhadzovať do koša(mohol by sa spáliť)

Záver:

 

Obr.2 Znázornenie pôsobenia katalyzátora

Katalyzátory urýchľujú rýchlosť chemickej reakcií preto, lebo zmenšujú hodnotu aktivačnej energie reakcie. Z toho vyplýva, že menšiu energetickú bariéru môže prekonať väčší počet častíc za ten istý čas, a tým sa rýchlosť reakcie zväčší. Pôsobenie katalyzátorov v priebehu reakcie sa vysvetľuje tak, že katalyzátor vytvára s reaktantom nestály medziprodukt, ktorý už nemá toľko energie, aby mohol obnoviť "staré" väzby, ale má dostatočnú energie na tvorbu "nových" väzieb, to znamená vznik produktov, pričom katalyzátor sa uvoľní bez zmeny. Princíp pokusu vysvetľujeme na základe nasledujúcej chemickej reakcie, ktorá sa uskutoční iba za prítomnosť katalyzátora (v tomto prípade katalyzátorom je voda).

2Al + 3I2    2AlI3

Úlohy:
1. Látky A,B prakticky nereagujú na látku AB. Pridávaním látky C do reakčného systému očividne narastá množstvo vznikajúceho produktu AB. Napíšte chemickú reakciu, vysvetlite podstatu látky C a nakreslite energetický diagram.

 

 

 

VI.9. Úloha: Reakcia zinku s kyselinou chlorovodíkovou I.

Pomôcky: Petriho miska(2ks), pipeta, laboratórna lyžička, drevená trieska, spätný projektor.

Chemikálie: zinok(dva pliešky 5x5mm), roztok kyseliny chlorovodíkovej(w=10%), močovina(urotropín), saponát.

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misiek dáme po 3cm3 roztok kyseliny chlorovodíkovej, do ktorej vložíme zinok.
  2. Potom do jednej z misiek dáme asi 0,5g močoviny.
  3. Pozorujeme rozdiel v rýchlosti reakcie.
  4. Na dôkaz vodíka pridáme do roztoku malé množstvo saponátu a prítomnosť vodíka dokážeme horiacou trieskou.

Aparatúra:

 

Obr.1. Reakcia zinku s kyselinou chlorovodíkovou

 

Obr.2. Dôkaz vodíka

Pozorovanie: V Petriho miske s močovinou očividne sa spomalila reakcia. Teda močovina spôsobila ako inhibítor reakcie. V druhej Petriho miske, do ktorej sme pridávali saponát, pozorovali sme intenzívne penenie.

Záver: Pokus je založený na reakcie s chemickou rovnicou: Zn + 2 HCl     ZnCl2 + H2 .
Rýchlosť reakcie je ovplyvnená pridaním močoviny (urotropínu), ktorá zabráni prístup kyseliny chlorovodíkovej na povrch zinku, čím sa rýchlosť reakcie spomaľuje.

 

Obr.3 Znázornenie pôsobenia katalyzátora

Prítomnosť saponátu je dôležitá, lebo zníži povrchové napätie kyseliny, čím ľahšie unikajú bublinky vodíka. Priblížením horiacej triesky k unikajúcemu vodíku dôjde k výbuchu (explózii).

Úlohy:
1.
Prečo nie sú správne nasledujúce tvrdenia?

  1. "Katalyzátory sa nezúčastňujú reakcie"
  2. "Enzým amyláza hydrolyzuje škrob"

Vysvetlite a sformulujte správne vety!

 

 

 

VI.10. Úloha: Reakcia zinku s kyselinou chlorovodíkovou II.

Pomôcky: oddeľovací lievik(3ks), ohnuté sklené rúrky(3ks), odmerné valce(3ks-100cm3 a 1ks-25cm3), vanička, stojan, svorky, lapáky, frakčné banky(3ks).

Chemikálie: granulovaný zinok, roztok kyseliny chlorovodíkovej(c=2mol/dm3), roztok formaldehydu(w=10%), urotropín, destilovaná voda.

Pracovný postup:

  1. Zostavíme aparatúru podľa obr.1.
  2. Do frakčných baniek dáme zhruba rovnaké množstvo zinku a naplníme oddeľovacie lieviky 20cm3 kyseliny sírovej.
  3. Do jedného oddeľovacieho lievika pridáme 1cm3 formaldehydu, do druhého 1cm3 vody (slúži na porovnávanie) a do tretieho lyžičku urotropínu.
  4. Odmerné valce naplníme vodou a vložíme ich hore dnom do vaničky s vodou.
  5. Konce ohnutých trubíc dáme do valcov, kde sa zachytáva plyn.
  6. Naraz otvoríme kohútiky oddeľovacích lievikov a pozorujeme reakčnú rýchlosť.

Aparatúra:

 

Obr.1. Reakcia zinku s kyselinou chlorovodíkovou

Pozorovanie: Najväčšie množstvo plynu uniká v prípade reakčnej sústavy, do ktorej sme priliali roztok formaldehydu. Oveľa pomalšie sa napĺňa odmerný valec plynom, kde do oddeľovacieho lievika sme pridali urotropín.

Záver: Pokus je založený na reakciách s chemickou rovnicou:

Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2

Zn + 2 HCl  ZnCl2 + H2

Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2

Rýchlosť reakcie je ovplyvnená pridaním močoviny (urotropínu), ktorá zabráni prístup kyseliny chlorovodíkovej na povrch zinku, čím je reakcia spomalená. Urotropín pôsobí ako inhibítor. Naopak pridávaním roztoku formaldehydu vznik vodíka je intenzívnejšie to znamená , že pôsobí ako katalyzátor.

 

Obr.2 Znázornenie pôsobenia katalyzátora

Úlohy:
1. 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O   H= -226,5 kJ.mol-1. Prečo sa musia produkty prudko ochladiť ?
2. Uveďte ďalšie katalyzované reakcie z bežného života !

 

 

VI.11. Úloha: Rozklad peroxidu vodíka pôsobením tuhých a kvapalných katalyzátorov

Pomôcky: Petriho miska(6ks), laboratórna lyžička, kvapkadlo(6ks), spätný projektor.

Chemikálie: jodid draselný, dichróman draselný, pentahydrát síranu meďnatého, destilovaná voda, dichróman diamónny, peroxid vodíka (w=6%).

Pracovný postup:

  1. Do Petriho misiek nalejeme po 2cm3 roztoku peroxidu vodíka.
  2. Potom postupne skúšame účinok katalyzátora v tuhom skupenstve a roztok katalizátora.
  3. Najvhodnejšou koncentráciou pre roztoky katalyzátorov je 0,5 mol/dm3.
  4. Pokus môžeme realizovať ako porovnávací tak, že do jednej z dvojice Petriho misiek s peroxidom vodíka dáme katalyzátor v tuhom skupenstve a do druhej roztok katalyzátora.

Aparatúra:

 

Obr.1. Rozklad peroxidu vodíka pôsobením katalyzátorov

Pozorovanie:
Prípade tuhého dichrómanu draselného pozorujeme skôr a prudší vznik bubliniek ako pridávaním roztoku dichrómanu draselného. Vplyvom tuhého dichrómanu amónneho reaguje asi po 30s, roztokom dichrómanu amónneho reakciu pozorujeme až po minúte. Pôsobením tuhého jodidu draselného vznik bubliniek pozorujeme ihneď, kým roztok jodidu draselného vyvoláva reakciu až po niekoľkých sekundách.

Záver:

 

Obr.2 Znázornenie pôsobenia katalyzátora


Na základe pozorovania môžeme konštatovať, že vplyvom katalyzátora v tuhom skupenstve reakčná rýchlosť bude väčšia ako pôsobením kvapalných katalyzátorov.

Úlohy:
1. Reakcia 2S + C    CS2    H= 108,16 kJ.mol-1 prebieha pri vysokej teplote bez katalyzátora. Vysvetlite prečo.

 

 

 

VI.12. Úloha: Reakcia uhličitanu vápenatého s kyselinou chlorovodíkovou

Pomôcky: oddeľovací lievik(2ks), frakčné banky(2ks), sklená vaňa, odmerný valec(2ks - 100cm3), gumené hadice, stojany, svorky, držiaky.

Chemikálie: tuhý uhličitan vápenatý , roztok kyseliny chlorovodíkovej ( c=4mol/dm3)

Pracovný postup:

  1. Zostavíme aparatúru (Obr. 1 )na vývoj a zachytávanie oxidu uhličitého tak, aby sme mohli demonštrovať bez použitia hodín, že pri reakcii z rozdrveného uhličitanu vápenatého a kyseliny chlorovodíkovej vznikne za rovnaký čas viac plynu ako pri reakcii rovnakého množstva kúskového uhličitanu vápenatého s rovnakým množstvom kyseliny chlorovodíkovej s rovnakou koncentráciou.
  2. Na pripravenie 100cm3 plynu potrebujeme 0,446g uhličitanu vápenatého a 2,23cm3 kyseliny chlorovodíkovej, teda do jednej frakčnej banky nasypeme 0,446g z rozdrveného uhličitanu vápenatého a do druhej rovnaké množstvo kúskového uhličitanu vápenatého.
  3. Naplníme oddeľovacie lieviky potrebným množstvom kyseliny chlorovodíkovej a naraz otvoríme kohútiky oddeľovacích lievikov.

Aparatúra:

 

Obr. 1 Vývoj a zachytávanie oxidu uhličitého

Pozorovanie: Reakcia s rozdrveným uhličitanom vápenatým očividne prebieha rýchlejšie, čo spôsobuje aj vznik väčšieho objemu oxidu uhličitého za daný čas oproti reakcie s kúskovým uhličitanom vápenatým.

Záver: Zistilo sa, že reakčná rýchlosť závisí od veľkosti povrchu tuhých látok. Je to spôsobené tým, že chemickej reakcie sa spočiatku zúčastňujú častice tvoriace povrch reaktantov a až po ich zreagovaní vstupujú do reakcie ďalšie častice. Chemickú podstatu pokusu vyjadruje nasledujúca chemická rovnica: CaCO3 + 2HCl CaCl2 + H2O + CO2
Pri uskutočnení pokusu musíme dbať na nasledujúce veci: po spustení kyseliny chlorovodíkovej z oddeľovacieho lievika treba uzavrieť kohútik, kyselinu spustíme pomaly a rovnomerne, frakčné skúmavky dobre zazátkujeme.

Úlohy:
1.
Ktoré z nasledujúcich tvrdení je správne?
Reakčná rýchlosť reakcií závisí od:

  1. koncentrácie reaktantov
  2. tlaku
  3. teploty
  4. typu reakcie
  5. prítomnosti inhibítora.

 

 

 

VI.13. Úloha: Vplyv veľkosti povrchu tuhých reaktantov na rýchlosť chemickej reakcie

Pomôcky: kahan, laboratórne kliešte, sklená rúrka, gumený balónik.

Chemikálie: hliníkový plech, práškový hliník (alternatívne môžu byť - železo a železné piliny).

Pracovný postup:

  1. Do plameňa kahana vložíme hliníkový pliešok a zahrievame. Pozorujeme.
  2. Potom do plameňa kahana pomocou sklenej rúrky s balónikom fukneme hliníkový prášok. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1. Hliníkový pliešok v plameni kahana

 

Obr.2. Práškový hliník v plameni kahana

Pozorovanie: Hliníkový pliešok v plameni kahana nezhorí. V prípade práškového hliníka však pozorujeme vznik malých iskričiek.

Záver: Zistilo sa, že reakčná rýchlosť závisí aj od veľkosti povrchu tuhých látok. Je to spôsobené s tým, že v chemickej reakcie sa spočiatku zúčastňujú častice tvoriace povrch reaktantov a až po ich zreagovaní vstupujú do reakcie ďalšie častice reaktantov. Chemickú podstatu pokusu popisuje chemická rovnica: 4 Al + 3 O2 2 Al2O3 .

Úlohy:
1.
Zoberieme dve skúmavky. Do jednej nalejeme 1cm3 vody, do druhej rovnaký objem oleja. Do prvej skúmavky pridáme slabo zásaditý roztok lipázy, do druhej tiež roztok lipázy a trocha žlče. Obidve skúmavky dobre pretrepeme a položíme do vodného kúpeľa (400C). V ktorej skúmavke nastáva zmena ? Prečo ?

 

 

 

V.1. Úloha: Niektoré kovy horia (?)

Pomôcky: kliešte, kahan

Chemikálie: železná vlna, Fe-prášok, pliešok horčíka a hliníka, Mg- a Al-prášok

Pracovný postup:

  1. Železnú vlnu dáme do plameňa. Necháme tam dovtedy, kým sa nerozžeraví. Pozorujeme čo sa deje.
  2. Neskôr na kúsok poskladaného filtračného papiera vysypeme Fe-prášok, ktorý potom fúkneme do plameňa.
  3. Skúsime reakciu podobne aj pre horčík a hliník. Práškový horčík a hliník zapálime na lyžičke. Pliešok Mg a Al iba vložíme do plameňa. Pozorujeme horenie kovov.
    Počas pokusu je potrebné použiť ochranné okuliare!

Pozorovanie: Po uskutočnení pokusov vidíme, že železná vlna horí bez plameňa. Naopak Fe-prášok, ktorý fúkneme do plameňa, zhorí za súčasného sršania iskier. Rozžeravené častice Fe "lietajúce" vo vzduchu v plameni reagujú so vzdušným kyslíkom, teda horia. Po reakcii na stôl padajú drobné čierne sľudy Fe2O3.V plameni prebiehala reakcia opísaná rovnicou

4 Fe + 3 O2 2 Fe2O3
Prúžok horčíka sa v plameni kahana zapáli a zhorí oslnivo bielym plameňom. Po zhorení ostáva biely prášok MgO a uvoľňuje sa teplo.

2 Mg + O2 2 MgO

Počas horenia práškového hliníka tiež sa uvoľňuje obrovské množstvo tepla a oslnivého svetla.

4 Al + 3 O2 2 Al2O3

Hliníkový plech nereaguje.

Záver:

 

Obr. 1 Horenie železnej vlny

 

Obr. 2 Horenie horčíka

Niektoré kovy horia. Počas ich horenia sa vyvíja teplo a vznikajú nové látky. Prudkosť, s akou látka horí, závisí od zrnitosti látky. Horenie je chemická reakcia, ktorá je sprevádzaná tepelným javom. Chemické deje , pri ktorých sa teplo uvoľní nazývame exotermické.

Úloha:
1. Ktoré z nasledujúcich tvrdení sú pravdivé:
   a.)Pri exotermických dejoch sa zvýši entalpia reakčnej sústavy.
   b.)Pri endotermických dejoch sa zvýši entalpia prostredia.
   c.)Mrznutie vody je dej exotermický.
   d.)Kondenzácia vodnej pary je dej exotermický.

 

 

V.2. Úloha: Vplyv kyslíka a oxidu uhličitého na horenie

Pomôcky: kadičky(2ks), vyvíjač kyslíka, vyvíjač oxidu uhličitého, sklené trubice, gumené zátky, sviečky(2ks), zápalky.

Chemikálie: chemikálie na vývoj kyslíka (napr. manganistan draselný, kyselina sírová - w=20%, peroxid vodíka - w=30%), chemikálie na vývoj oxidu uhličitého (uhličitan vápenatý, kyselina chlorovodíková).

Pracovný postup:

  1. Zostavíme aparatúru podľa obrázku na prípravu kyslíka a oxidu uhličitého.
  2. Do dvoch kadičiek postavíme malé sviečky a zapálime ich.
  3. Do jednej privádzame kyslík z vyvíjača a do druhej oxid uhličitý. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Do kadičky do ktorej sme zavádzali oxid uhličitý sviečka sa zhasla. V druhej kadičke s kyslíkom horenie sa zintenzívnilo.

Záver: Kyslík podporuje horenie, pričom oxid uhličitý nie.
Štruktúra plameňa - Plameň sa skladá z troch častí. Vnútorná časť je "tmavé" jadro, kde sa horenie neuskutoční, to znamená., že ak do neho vložíme špajdlu, nezapáli sa. V jadre sú nespálené pary parafínov. Okolo jadra je svetelný obal, ktorý sa skladá z horiacich častíc uhlíka. Horenie v tejto časti plameňa je nedokonalé, lebo nie je dostatočný prístup kyslíka, čo by podporovalo horenie. Vo vonkajšom obale plameňa už hovoríme o dokonalom horení, lebo je tu už dostatočný prístup kyslíka. Na uskutočnenie pokusu potrebujeme vyrobiť min. 0,5dm3 z každého plynu.

Úloha:
1. Aké látkové množstvo kyslíka je potrebné na spálenie 3g uhlíka?
2. Uveďte chemické reakcie z bežného života, ktoré prebiehajú vplyvom kyslíka.

 

 

 

V.3. Úloha: Horenie horčíka v oxide uhličitom

Pomôcky: semimikro skúmavka, vyvíjač plynu, stojan, svorka, držiak na skúmavku, vata, filtračný papier, špachlička.

Chemikálie: práškový horčík, vápenec-mramor, zriedený roztok kyseliny chlorovodíkovej.

Pracovný postup:

  1. Suchú mikroskúmavku upevnime do stojana. Na jej dno nasypeme asi špachličku práškového horčíka.
  2. V mikrovyvíjači plynu pripravíme rozkladom uhličitanu vápenatého kyselinou chlorovodíkovou oxid uhličitý.
  3. Pripravený plyn zavádzame do mikroskúmavky s horčíkom. Po jej naplnení skúmavku uzavrieme gumenou zátkou.
  4. O tom, či skúmavka je plná oxidom uhličitým presvedčíme sa tak, že do skúmavky vložíme rozžeravenú (nie horiacu) špajdľu. Keďže oxid uhličitý nepodporuje horenie a rozžeravená špajdľa sa zhasne.
  5. Vložíme skúmavku do držiaka na skúmavky a opatrne zahrievame.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Zahrievaním skúmavky s horčíkom a oxidom uhličitým vznikne biely prášok(MgO).

Záver: Princíp je založený na nasledujúcich chemických reakciách:
Príprava oxidu uhličitého: CaCO3 + 2 HCl   CaCl2 + CO2 + H2O
Oxidácia horčíka: Mg + CO2    MgO + CO ,kde polreakcie sú nasledovné:

Mg - 2e-     Mg2+
C4+ + 2e-     C2+

Úloha:
1. Koľko gramov horčíka musí reagovať s kyslíkom za vznik 4g oxidu horečnatého?
2. Aký objem oxidu uhličitého má reagovať s horčíkom za vznik 4g oxidu horečnatého?

 

 

 

V.4. Úloha: Príprava kyslíka

Pomôcky: frakčná banka, valec(20 cm3), vodný kúpeľ, ohnutá sklená trubica, kahan, prevŕtaná gumená zátka, oddeľovací lievik, stojan, svorky, lapáky .

Chemikálie: kryštalický manganistan draselný, roztok kyseliny sírovej(w=20%), roztok peroxidu vodíka(w=30%).

Pracovný postup:

  1. Zostavíme aparatúru podľa obrázku.
  2. Do frakčnej banky nasypeme 8-10g kryštalického manganistanu draselného a zazátkujeme prevŕtanou gumenou zátkou, do ktorej vsunieme oddeľovací lievik.
  3. Oddeľovací lievik naplníme roztokom kyseliny sírovej a prikvapkáme zopár kvapiek peroxidu vodíka.
  4. Otvorením kohútika oddeľovacieho lievika pomaly prikvapkáme roztok kyseliny sírovej a peroxidu vodíka na kryštáliky manganistanu draselného.
  5. Vzniknutý plyn zachytávame (podľa ďalšieho použitia) do valca, hore dnom, nad kvapalinovým uzáverom (resp. do plynojemu).
  6. Po naplnení valca plynom, zapálime špajdlu a vsunieme ju do valca. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Vzniknutý plyn podporoval horenie. Plameň v priestore s kyslíkom sa zintenzívňuje.

Záver: Podstata prípravy kyslíka vyjadruje oxidoredukčná reakcia:

2 MnO4- + 5 H2O2 + 6 H+ 2 Mn2+ + 8 H2O + 5 O2 .

Na základe analýzy izotopov kyslíka sa zistilo, že kyslík vznikne z peroxidu vodíka.

Vlastnosti kyslíka:

farba

bezfarebný

zápach

bez zápachu

teplota topenia

-219 0C

teplota varu

-183 0C

skupenstvo

plyn

horľavosť

nehorľavý, podporuje horenie

hustota (pri 20 0C)

1,33 g/cm3

rozpustnosť vo vode

nepatrná (31cm3/l)

Úloha:
1. Ako by ste dokázali prítomnosť kyslíka v skúmavke?
2. Prečo zachytávame kyslík do skúmavky prevrátenej hore dnom?
3. Uveďte ďalšie spôsoby prípravy kyslíka.

 

 

V.5. Úloha: Rastliny a kyslík

Pomôcky: vodný kúpeľ, fľaša na zaváranie

Chemikálie: zelené listy, voda

Pracovný postup:

  1. Pripravíme si vodný kúpeľ.
  2. Do fľaše na zaváranie dáme čerstvé, zelené listy rôznych rastlín.
  3. Fľašu naplníme vodou a hore dnom, pomocou kartónu , položíme do vodného kúpeľa.
  4. Celú nádobu dáme do okna, aby dostala určité množstvo slnečného žiarenia. Necháme stáť a po niekoľkých hodinách pozrieme na nastávajúce zmeny.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Po krátkom čase z listov unikajú malé bublinky , čo nie je nič iný ako kyslík. Po hodine nad vodou sa vytvorí priestor plynu.

Záver: Zelené listy zo vzduchu prijímajú oxid uhličitý, z pôdy vodu a pomocou slnečnej energie z nich vznikajú sacharidy, pričom vzniká kyslík:

6 CO2 + 6 H2O + energia C6H12O6 + 6 O2

Látky, ktoré vznikajú pri fotosyntéze, napríklad cukor, škrob, sa uskladňujú ako zásobné látky v ovocí, semenách, listoch a stonkách.

Úloha:
1. Pripravte referát o ozónovej diere.
2. Vodu sa dá rozložiť(napr. elektrolýzou). Napíšte chemickú rovnicu rozkladu vody .
3. 34g vody obsahuje 32g kyslíka. Aká je hmotnosť kyslíka v 1 litre vody ?

 

 

 

V.6. Úloha: Horenie v kyslíku

Pomôcky: valec(3ks)

Chemikálie: síra, železná vlna, prúžok horčíka, kyslík

Pracovný postup:

  1. Počas pokusu použijeme kyslík pripravený v predchádzajúcom pokuse.
  2. Do troch valcov pripravíme kyslík.
  3. Na lyžičku dáme malé množstvo síry a opatrne zahrievame. Síra sa zapáli a zhorí modrým plameňom.
  4. Lyžičku potom ponoríme do prvého valca kyslíkom, kde očividne síra zhorí intenzívnejšie modrým plameňom na SO2.
  5. Do druhého valca s kyslíkom dáme horiacu železnú vlnu a do tretieho prúžok horčíka.
    POZOR! Ochranné okuliare.

Aparatúra:

 

Obr.1 Horenie síry v kyslíku

Pozorovanie: Na vzduchu železná vlna sa iba rozžeraví, v čistom kyslíku však zhorí za prudkého sršania iskier. Horčík zhorí tak prudko, že celý produkt reakcie vidíme vo forme bieleho dymu. Ani v jednom prípade sa produkty reakcie nelíšia od produktov, ktoré vznikajú počas horenia týchto kovov na vzduchu.

 

Obr.1 Horenie železnej vlny v kyslíku

 

Obr.2  Horenie horčíka v kyslíku

Záver: Horenie je chemická reakcia látok s kyslíkom. Uvoľňuje sa počas nej teplo - je to exotermická reakcia.

Úloha:
1. Napíšte chemické rovnice nasledujúcich reakcií:horenie horčíka, oxidácia železa a vznik oxidu siričitého. V bežnom živote kde sa stretnete a na čo sa používa oxid horečnatý, oxid železitý a oxid siričitý?

 

 

 

V.7. Úloha: Tepelný rozklad uhličitanu vápenatého

Pomôcky: kliešte, kahan, kadička.

Chemikálie: škrupina vajca , fenolftaleín, destilovaná voda.

Pracovný postup:

  1. Pripravíme kadičku s destilovanou vodou (max. 5-6cm3), do ktorej pridávame pár kvapiek fenolftaleínu.
  2. Škrupinu vajca chytíme kliešťami a vložíme do plameňa kahana.
  3. Necháme dôkladne zohrievať v plameni kahana.
  4. Prepálenú škrupinu vajca hodíme do kadičky a pozorujeme nastávajúcu zmenu.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Nastáva farebná zmena roztoku fenolftaleínu, vzniká bledofialové sfarbenie.

Záver: Počas pokusu v plameni prebieha reakcia daná termochemickou rovnicou:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)                 H= 178 kJ.mol -1

Z hodnoty reakčného tepla H>0 vyplýva, že reakcia je endotermická to znamená, že k rozkladu uhličitanu vápenatého je potrebné poskytnúť teplo, pričom vznikne oxid uhličitý a oxid vápenatý (pálené vápno). Ďalším krokom pokusu je reakcia daná chemickou rovnicou: CaO + H2O Ca(OH)2 , dôsledkom vzniku Ca(OH)2 sa zvýši koncentrácia OH- iónov v roztoku a súčasne stúpa hodnota pH. Tieto zmeny sa prejavujú sfarbením roztoku fenolftaleínu na bledofialový roztok, ktorý signalizuje zásadité prostredie.

Úloha:
1. Nakreslite svoje pozorovanie.
2. Napíšte chemickú rovnicu tepelného rozkladu uhličitanu vápenatého.

 

 

 

V.8. Úloha: Reakcia zinku s kyselinou chlorovodíkovou

Pomôcky: skúmavka, teplomer, stojan na skúmavky.

Chemikálie: roztok kyseliny chlorovodíkovej (zriedenie 1:1), zinok.

Pracovný postup:

  1. Do skúmavky nalejeme 5cm3 roztoku kyseliny chlorovodíkovej a vložíme do nej teplomer.
  2. Odmeriame teplotu roztoku.
  3. Potom vhodíme do roztoku kyseliny chlorovodíkovej jednu granulku zinku a opäť pozorujeme teplotu.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: V priebehu reakcie sme pozorovali zvýšenie teploty reakčného systému.

Záver: Reakcia zinku s kyselinou chlorovodíkovou je exotermická. Zmena reakčného tepla je záporná. Podstatu reakcie môžeme popísať chemickou rovnicou:
Zn(s) + 2 H3O+(aq) + 2 Cl-(aq) Zn2+(aq) + H2(g) + 2 H2O(l) + 2 Cl-(aq)               H = -147,4 kJ.mol-1 .

Úlohy:
1.
Vyberte si správnu chemickú rovnicu reakcie zinku s kyselinou chlorovodíkovou

  1. Zn(s) + 2 H3O+(aq) + 2 Cl-(aq)+147,4 kJ Zn2+(aq) + H2(g) + 2 H2O(l) + 2 Cl-(aq) 
  2. Zn(s) + 2 H3O+(aq) + 2 Cl-(aq)-147,4 kJZn2+(aq) + H2(g) + 2 H2O(l) + 2 Cl-(aq)
  3. Zn(s) + 2 H3O+(aq) + 2 Cl-(aq) Zn2+(aq) + H2(g) + 2 H2O(l) + 2 Cl-(aq)+147,4 kJ
  4. Zn(s) + 2 H3O+(aq) + 2 Cl-(aq) Zn2+(aq) + H2(g) + 2 H2O(l) + 2 Cl-(aq)-147,4 kJ

 

 

 

V.9. Úloha: Reakcia hydroxidu bárnatého s dusičnanom amónnym

Pomôcky: Erlenmeyerova banka(250cm3), gumená zátka, drevená dostička (15x15x2 cm).

Chemikálie: oktahydrát hydroxidu bárnatého, kryštalický dusičnan amónny ( resp. chlorid amónny).

Pracovný postup:

  1. Do Erlenmeyerovej banky nasypeme 32g kryštalického hydroxidu bárnatého a 17g dusičnanu amónneho(resp. 11g chloridu amónneho).
  2. Banku zazátkujeme gumenou zátkou.
  3. Prudkým a rýchlym trepaním banky iniciujeme reakciu dvoch látok.
  4. Na drevenú dostičku prikvapkáme 8-10 kvapiek vody a položíme na ňu Erlenmeyerovú banku obsahujúcu reakčnú zmes.
  5. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Pozorovanie: Po minúte potrepania banky s reakčnou zmesou môžeme pozorovať vznik značného množstva vody, pritom cítime silný zápach amoniaku a ochladenie reakčného systému, ktoré pozorujeme primrznutím Erlenmeyerovej banky k drevenej dostičke. Tento stav môžeme pozorovať 3-4 minúty.

Záver: Reakcia hydroxidu bárnatého s dusičnanom amónnym je endotermická, vyjadruje ju nasledujúca chemická rovnica:

Ba(OH)2.8H2O (s) + NH4NO3(s) Ba(NO3)2 (s) + 2NH3 (aq) + 10 H2O (l)                     H = +63,6 kJ.mol-1.

Na základe merania teploty pri tejto reakcii môžeme dosiahnuť v reakčnom systéme aj -20°C.

Úlohy:
1. Nakreslite energetický diagram reakcie hydroxidu bárnatého s dusičnanom amónnym.

 

 

 

V.10. Úloha: Ďalšie tepelné efekty pri rozpúšťaní

Pomôcky: hrubostenná skúmavka (2ks), kahan, držiak na skúmavky, kadička (500cm3), laboratórna lyžička, teplomer.

Chemikálie: kryštalický dusičnan amónny, kryštalický síran manganatý, destilovaná voda, kuchynská soľ, ľad.

Pracovný postup:

  1. Do skúmaviek dáme dusičnan amónny a síran manganatý (zvlášť po 2g) a prilejeme vodu postupne v malých dávkach.
  2. Odmeriame teplotu reakčného systému v obidvoch skúmavkách a pripravíme nasýtené roztoky tak, aby tuhá fáza bola v rovnováhe s roztokom.
  3. Položíme skúmavky do vodného kúpeľa s vriacou vodou. Pozorujeme.
  4. Potom po zahrievaní, do skúmavky s dusičnanom amónnym pridáme ešte kryštalický dusičnan amónny. Pozorujeme.
  5. Skúmavku s roztokom síranu manganatého vyberieme z vodného kúpeľa a vložíme do kadičky s ľadom (osoleným).

Aparatúra:

Obr.1. Vytemperovanie roztokov

 

Obr.2. Ochladenie nasýteného roztoku síranu manganatého

Pozorovanie: Pri zahrievaní sme si všimli, že nadbytočné množstvo dusičnanu amónneho sa rozpúšťalo, pričom v skúmavke s roztokom síranu manganatého začalo sa vyzrážať tuhý síran manganatý. Ďalším zahrievaním roztoku dusičnanu amónneho aj pridávané množstvo soli sa rozpustilo. Vyberaním a vložením skúmavky s roztokom síranu manganatého do kadičky s osoleným ľadom sme pozorovali rozpúšťanie vyzrážanej látky v značnej miere.

Záver: Obidva reakčné systémy sa správali podľa princípu pohyblivej rovnováhy (le Chatelier-Braun). Rozpúšťanie dusičnanu amónneho je reakcia endotermická, pričom rozpúšťanie síranu manganatého je dej exotermický.

Úlohy:
1. Vysvetlite podstatu pokusu a napíšte termochemické rovnice.

2. Priraďte k nasledujúcim chemickým reakciám vhodné energetické diagramy:
a) H2 + Cl22HCl
b) rozpúšťanie hydroxidu sodného
c) rozpúšťanie dusičnanu amónneho

 



 

 

II.1. Úloha: Delenie zmesí

Pomôcky: odmerný valec, lievik, filtračný papier, oddeľovací lievik, 2 kadička.

Chemikálie: krieda, voda, jedlý olej

Pracovný postup:

Pokus A: Delenie suspenzie - krieda + voda

  1. Kriedu rozdrvíme a zmiešame s vodou.
  2. Aparatúru zostavíme podľa obr.1 a danú zmes oddelíme filtráciou prípade dekantáciou (odliatím), alebo sedimentáciou (usadzovaním).

Pokus B: Delenie emulzie- voda + olej

  1. Zmiešame olej s vodou.
  2. Aparatúru zostavíme podľa obr.2 a danú zmes nalejeme do oddeľovacieho lievika a oddelíme extrakciou.

Aparatúra:


                    

Obr.1 Delenie suspenzii - krieda + voda                                                     

              

Obr.2 Delenie emulzii -voda + olej

Záver:

 

Po rozptýlení nerozpustnej tuhej látky vo vode (alebo v inej kvapaline) vznikne suspenzia. Po určitom čase sa pevné zložky zmesi usadia na dne nádoby. Na oddelenie takéhoto typu zmesi možno použiť rôzne spôsoby oddelenia, ako je filtrácia, dekantácia, sedimentácia. Voda a olej sú kvapaliny, navzájom nerozpustné. Po pretrepaní tejto vody s olejom vznikne zmes, ktorú nazývame emulzia. Tento typ zmesi vznikne vtedy, keď sa jemné kvapky jednej kvapaliny rozptýlia v druhej kvapaline. Po krátkom čase sa však emulzia rozdelí a vytvárajú sa dve samostatné fázy. Spôsob oddelenia emulzie je zakladaná na princípe extrakcie.

Úlohy:

1. Uveďte príklad z každodenného života na emulziu a na suspenziu.
2. Príkladom prírodnej zmesi je ovocná šťava, ktorá neobsahuje z uvedených látok - cukor, voda, tuk, rastlinné farbivo, vitamíny? Nájdite ešte jednu látku, ktorá je v ovocnej šťave a ktorú sme neuviedli!
3. Kvapaliny, ktoré sa navzájom nemiešajú, napr. olej a voda, benzín a voda, možno oddeliť v oddeľovacom lieviku. Popíš, ako prakticky oddelíš obe kvapaliny, ak vieš, že olej a benzín majú menšiu hustotu ako voda?
4. Ku ktorému typu zmesí patrí zmes: benzínu a vody, piesku a vody, múky a vody, cukru a múky?

 

 

 

II.2. Úloha: Adsorbcia na tuhom fázovom rozhraní

Pomôcky: reagenčná fľaša, kadička, lievik, filtračný papier

Chemikálie: aktívne uhlie = carbotox t.j. tabletky carbon adsorbents, vývar cvikly (červenej kapusty príp. atrament)

Pracovný postup:

  1. Šťavu cvikly( alebo iného prírodného farbiva ) dáme do reagenčnej fľaše a dôkladne pretrepe-me aktívnym uhlím.
  2. Prefiltrujeme suspenziu a pozorujeme čo nám vytečie ako filtrát.

Aparatúra: 

            

Obr.1 Filtrácia zmesi

Pozorovanie: Sledujeme farby filtrátu.

Záver: Existujú "aktívne" látky, ktoré majú schopnosť zachytávať menšie častice na svojom povrchu. Táto vlastnosť povrchovo - aktívnych látok sa nazýva adsorbcia. V prípade vývaru cvikla, aktívne uhlie adsorbuje malé častice prírodného farbiva, preto filtrát bude bezfarebná kvapalina.

 

 

 

 

 

II.3. Úloha: Destilácia červeného vína

Pomôcky: destilačná banka, teplomer, chladič, kadička, gumové hadice, stojan, trojnožka, azbestová sieťka, kahan, svorky a lapáky.

Chemikálie: červené víno.

Pracovný postup:

  1. Zostavíme aparatúru podľa obrázku.
  2. Do tretiny destilačnej banky nalejeme červené víno, dôkladne zazátkujeme.
  3. Vhodným smerom a rýchlosťou pustíme prúd vody do chladiča a začneme zahrievať víno.
  4. Predlohu niekoľkokrát vymeníme a porovnávame vôňu rôznych frakcií.
  5. Počas destilácie pozorujeme teplotu a v momente keď sa zastaví kvapkanie destilátu odčítame hodnotu teploty , ktorá prislúcha k teplotu varu alkoholu v červenom víne.

Aparatúra:

Záver: Destilácia je oddeľovanie zmesi látok vyparovaním a následnou kondenzáciou. Destiláciou možno oddeliť látky s rozdielnou teplotou varu.

 

 

II.4. Úloha: Chromatografia

Pomôcky: Petriho-miska, filtračný papier, čierna farba fixky, krieda, kadička, chromatografický papier.

Chemikálie: extrakt červenej papriky, farbivá (atrament, farbivá kvetov, tráva), nosiče: etanol, butanol (príp. ocot + voda, benzín + alkohol, acetón + alkohol v rôznych pomeroch ).

Pracovný postup:

Pokus A: Chromatografia na papieri

  1. Na Petriho-misku dáme filtračný papier, na ktorý položíme vnútro fixky čiernej farby.
  2. Ako vymývaciu kvapalinu môžeme použiť vodu alebo zmes vody (2 diel), butanolu (2 diel) a octu (1 diel).

Pokus B: Stĺpcová chromatografia - chromatografia na tenkej vrstve

  1. Na jednej stene bielej kriedy urobíme vodorovnú čiaru 1cm od hrany dolnej podstavy. Označme to ako ŠTART. Na túto čiaru nanesieme škvrnu farbív a kriedu položíme do kadičky s vymývacou kvapalinou (alkohol : destilovaná voda = 2 : 1)
  2. Postupujeme podobne ako v predchádzajúcom prípade , ale namiesto kriedy teraz ako chromatografickú kolónu použijeme chromatografický papier. Na štartovaciu čiaru nanesieme kvapku extrátu červenej papriky.

Aparatúra:

                                         

Obr.1 Chromatografia na papieri

             

Obr.2 Stĺpcová chromatografia - chromatografia na tenkej vrstve

Pozorovanie: Po určitom čase z jednej škvrny sa oddeľujú jednotlivé komponenty vo forme rôzne farebných škvŕn, ktoré sa pohybujú rôznou rýchlosťou. Pôvodná farebná škvrna je teda zmesou viacerých látok.

Záver: Chromatografia je spôsob oddelenia zmesi, pozostávajúcej z viacerých zlúčenín. Delenia látok prebieha na základe rôznej absorbčnej schopnosti látok.

 

 

 

II.5. Úloha: Kryštalizácia

Pomôcky: Petriho miska (2ks rôzneho priemeru), kadička, sklená tyčinka, trojnožka, sieťka, kahan, spätný projektor.

Chemikálie: pentahydrát síranu meďnatého, destilovaná voda, chladiaca zmes (ľad).

Pracovný postup:

  1. Pripravíme malé množstvo nasýteného roztoku síranu meďnatého pri teplote asi 600C (rozpustnosť CuSO4.5H2O pri 600C je 80,8g CuSO4.5H2O v 100cm3 vody).
  2. Rozdrvený ľad dáme do väčšej Petriho misky.
  3. Nasýtený roztok modrej skalice nalejeme do menšej Petriho misky a položíme ju do chladiacej zmesi.
  4. Pozorujeme.

Aparatúra:

 

Obr.1 Kryštalizácia nasýteného roztoku síranu meďnatého

Pozorovanie: Pozorujeme vylúčenie modrých kryštálikov.

Záver: U väčšiny látok rozpustnosť rastie s rastúcou teplotou. Teda platí aj opačne - klesajúcou teplotou klesá rozpustnosť.
V prípade roztoku síranu meďnatého rozpustnosť pri 600C je 80,8g CuSO4.5H2O v 100cm3 vody. Klesajúcou teplotou menej pentahydrátu síranu meďnatého sa rozpúšťa v 100cm3 vody a nadbytok síranu meďnatého sa vylúči vo forme modrých kryštálikov.

 

 

 

I.1. Úloha: Vznik väzby

Pomôcky: 2 premývacie fľaše, tlačidlo, hadice (gumové)

Chemikálie: zried. roztok H2SO4, prúžok horčíka, zried. roztok KMnO4

Pracovný postup:

  1. Do oboch fliaš nalejeme veľmi zriedený roztok KMnO4 do výšky asi 4cm.
  2. Jednu z fliaš uzavrieme tlačkou na gumovej hadici. Do tejto flaše pridáme zriedený roztok H2SO4 a prúžok horčíka. pozorujeme vývoj plynu.
  3. Plyn prechádza do druhej premývacej fľaše, sledujeme zmenu farby roztoku.

Aparatúra:    


Pozorovanie: Roztok KMnO4 sa odfarbí.
Záver: Vodík, ktorý vznikne reakciou KMnO4 + H2SO4 + Mg je príčinou odfarbenia. Plyn vodíka za normálnych podmienok pozostava z dvojatómových molekúl H2. V okamžiku, keď vodík vzniká, sú prítomné atómy vodíka, ktoré sú veľmi reaktívne - odfarbia roztok KMnO4 , ale tiež sa môžu veľmi rýchlo zlučovať do dvojatómových molekúl. Odfarbenie roztoku manganistanu draselného vysvetľujeme na základe redoxnej reakcie, ktorá prebieha medzi vodíkom a mangánom s oxidačným číslom VII (z Mn7+ na Mn2+).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I.2. Úloha: Rozpustnosť iónových a kovalentných zlúčenín vo vode

Pomôcky: kadička, sklená tyčinka, kahan, trojnožka, azbestová sieťka

Chemikálie: NaCl, I2, NaHCO3, destilovaná voda .

Pracovný postup:

  1. Príprava roztokov vymenovaných látok.
  2. Pozorujeme rozpustnosť.
  3. V prípade, že rozpúšťanie je pomalá, tak miešame alebo zahrievame roztok.

Pozorovanie: NaCl a NaHCO3 budú dobre rozpustné vo vode a I2 je ťažko rozpustný.

Záver: Rozpustnosť NaCl a NaHCO3, vysvetlujeme ich iónovým charakterom. Jód je nepolárna zlúčenina, je rozpustná v nepolárnych rozpúšťadlách. Cukor ako makromolekulová organická zlúčenina obsahuje v molekule kovalentné, nepolárne ale aj polárne väzby, čo môže byť príčinou hydratácie, teda rozpustnosti cukru.

Úlohy:
1.
Ktoré látky budú rozpustné vo vode?·
2. Aké rozpúšťadlo je voda?·
3. Ako prebieha rozpúšťanie?·
4. V akej forme budú prítomné vo vode nasledujúce látky: NaCl, I2, CuCl2, Na2SO4.

 

 

I.3. Úloha: Overenie vodivosti roztokov iónových zlúčenín a dôkaz nevodivosti schopnosti kovalentných zlúčenín

Pomôcky: kadička, elektródy, zdroj jednosmerného prúdu, žiarovka, svorky, káble s banánikom

Chemikálie: ocot, roztok NaCl, mlieko, roztok NaHCO3, roztok (NH4)2CO3, roztok cukru, roztok I2.

Pracovný postup:

  1. Zostavenie aparatúry podľa obrázku.
  2. Jednotlivé roztoky nalejeme do kadičky a ponorením elektród pozorujeme nastávajúce zmeny.

Aparatúra:   

Pozorovanie: V prípade roztokov NaCl, NaHCO3, (NH4)2CO3 žiarovka svietila.

Záver: Iónové zlúčeniny, ktoré sa úplne disociujú vo vode sú schopné so svojími voľne pohybujúcimi iónmi viesť elektrický prúd v roztoku. Kovalentné nepolárne zlúčeniny to nie sú schopné, hoci niektoré sú čiastočne rozpustné vo vode, ale ich vodné roztoky neobsahujú ióny,ale molekuly (napr. Roztok cukru a I2).

 

 

 

I.4. Úloha: Rýchlosť pohybu iónov v roztokoch iónových zlúčenín pôsobením elektrického prúdu

Pomôcky: elektródy, svorky, spojovacie káble, filtračný papier , U-trubica, zdroj jednosmerného prúdu

Chemikálie: roztok KNO3, kryšt. CuCl2, kryšt. K2CrO4, kryšt. KMnO4, destilovaná voda , roztok ZnI2 .

Pracovný postup:·

Pokus A

  1. Do roztoku ZnI2 v U-trubici ponoríme dve grafitové elektródy.
  2. Napätie nastavíme pribl. na 10-20 V a pozorujeme nastávajúce zmeny.

PokusB

  1. Prúžky filtračného papiera navlhčíme roztokom KNO3.
  2. Do stredu papiera položíme kryštáliky CuCl2, K2CrO4 a KMnO4.
  3. Pripojíme napätie jednosmerného prúdu.

Aparatúra:

Pokus A                                                                            Pokus B
                   

Pozorovanie: Po zapojení prúdu sa farebné škvrny pohybujú ku kladnému alebo k zápornému pólu. Priťahujú sa iba častice opačným nábojom, teda farebné čiastočky soli musia mať elektrický náboj - sú to ióny uvedených zlúčenín. Pri pozornom skúmaní elektród zistíme, že sa na nich vylučujú prvky, z ktorých je zložená soľ.

Záver: V roztoku ZnI2 sú prítomné ióny: Zn2+ a I-. Po zapojení zdroja jednosmerného prúdu pozorujeme „pohyb“ častíc
k opačnému pólu.
Anóda(+): 2I- - 2e- I20
Katóda(-): Zn2+ + 2e- Zn0

 

 

 

I.5. Úloha: Intermolekulárne sily

Pomôcky: pravítko, 2 valce, filtračný papier(príp. vata).

Chemikálie: voda(prúd vody z vodovodu), Br2, I2 .

Pracovný postup:

Pokus A: dipól-dipól interakcie

  1. Trením pravítka o syntetickú látku privedieme ho do elektricky nabitého stavu.
  2. Priblížením pravítka k slabo prúdiacej vode pozorujeme nastávajúcu zmenu.

Pokus B: slabé medzimolekulové interakcie - Van der Waalsove sily

  1. Otvorenú fľaštičku brómu dáme pod valec, ktorý je obrátený hore dnom.
  2. Kryštalický I2 dáme tiež do valca, ktorého otvor uzavrieme chumáčikom vaty alebo filtračným papierom.
  3. V takto pripravenom uzavretom systéme pozorujeme prebiehajúce deje.

Aparatúra:

 

Obr.1 Pokus A

 

Obr.2 Pokus B

Pozorovanie: V prvom prípade pravítko priťahuje k sebe prúd vody. V prípade brómu a jódu môžeme pozorovať žltkasté a fialovohnedé pary látok v priestore valca.

Záver:

Pokus A: Molekula vody nie je budovaná z iónov, ale napriek tomu voda má polárny charakter, čo je spôsobené prítomnosťou čiastočného záporného náboja na atóme kyslíka a čiastočného kladného náboja na atóme vodíka, ktorý vznikne dôsledkom väčšej elektronegativity kyslíka.

 

Obr.3 Vychýlenie prúdu polárnych rozpúšťadiel

Molekuly etanolu sú polárne, preto prúd etanolu sa vychýli pôsobením zelektrizovanej tyčinky.

Pokus B: Kovalentné nepolárne látky ako je Br2 a I2 sú prchavé a slabé dipól - indukovaný dipól sily (slabé medzimolekulové interakcie , ktoré sa nazývajú Van der Waalsove sily) sa snažia okamžite uniknúť, čomu sa hovorí vyparovanie (sublimácia I2 ) látok.