Keemia alused - Laboratoorne töö 1 (0)

Eksperimentaalne töö
Töö nimetus:
Reaktsioonid elektrolüütide lahustes
Töö eesmärk:
Elektrolüütide lahustes toimuvate reaktsioonide kulgemise peamiste põhjuste selgitamine , reaktsioonivõrrandite kirjutamine molekulaarsel ja ioon -molekulaarsel kujul, redoksreaktsioonide võrrandite tasakaalustamine.
Kasutatud

• mõõteseadmed, töövahendid:
  

Katseklaaside komplekt.
Töö käik:
Viia läbi 12 katset ja igaühe juures kirjeldada toimuvaid muutusi (sademe teke, värvuse muutused, gaaside eraldumine jne) ning tekkivaid sademeid.
Oksüdatsiooniastmete muutuseta kulgevad reaktsioonid
Sademete teke
Katse 1
SO42 - ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust.
H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl
Ba2+ + SO42- = BaSO4
Katseklaasi tekkis valge mittelahustuv sade.
Katse 2
Al3+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada 2 M NH3 H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni.
Al2(SO4)3 + 6 NH3*H2O = 2 Al(OH)3 + 3 (NH4)2 + 3 SO4
Al3+ + 3NH4 = Al(OH)3 + 3NH4+
Katseklaasi tekkis valge sade.
Katse 3
Pb2+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada CrO42- ioone sisaldavat lahust.
Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4 + 2KNO3
Pb2+ + CrO42- = PbCrO4
Katseklaasi tekkis kollane sade.
Hüdrolüüs
Katse 4
Võtta ühte katseklaasi 1 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hinnata lahuste pH-d indikaatoritega (lisada 2...3 tilka).
Al3+ + H2O = AlOH2+ + H+
CO32 - + H2O = HCO3 - + OH-
Gaasi teke
Katse 5
CO32- ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada mõni tilk indikaatori fenoolftaleiini lahust. Lisada tilkhaaval 1 M HCl vesilahust.
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O
CO32- + 2H+ = CO2 + H2O
Fenoolftaleiini lisades muutus lahus roosaks , kuna Na2CO3 loob aluselise keskkonna. Lisades soolhapet lahusesse hakkab sool happega reageerima ning keskkond neutraliseeruma kuni kogu sool on neutraliseerunud. Happe liigsel lisamisel muutub keskkond happeliseks. Lahuse värvus muutus seetõttu läbipaistvaks ja reaktsiooni käigus eraldus vähesel määral gaas .
Kompleksühendi teke
Katse 6
Cu2+ ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada tilkhaaval 6 M NH3 ⋅ H2O, kuni esialgselt tekkiv sade loksutamisel lahustub ja värvus enam ei muutu.
CuSO4 + 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O
Cu2+ + 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O
Esialgselt tekkinud sade on kustutatud lubi (Cu(OH)2), mis andis lahusele valge sademe. Loksutamisel muutus lahus tumesiniseks. Selle värvuse andis kompleksühend [Cu(NH3)4]2+.
Redoksreaktsioonid
Metallid, metallide pingerida
Katse 7
Võtta ühte katseklaasi tükk metallilist tsinki ja teise vaske. Lisada katseklaasidesse lahjendatud vesinikkloriidhapet. Jälgida gaasilise vesiniku eraldumist metalli pinnal mullikestena.
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Cu + HCl = reaktsiooni ei toimu
Reaktsioon toimus ainult ühes katseklaasis. Esimeses reaktsioonis eraldus gaasiline H2, teises katseklaasis reaktsiooni ei toimunud, kuna Cu on metallide pingereas vesinikust taga pool ehk vähem aktiivsem kui vesinik .
Katse 7
Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada ~ 1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet.
Cu + 4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2 NO2 + 2H2O
Cu0 + NO3- = Cu2+ + NO2
Lahus muutub roheliseks, eraldub pruunikas gaas ja palju soojust. Eraldunud mürgine pruun gaas on NO2.
Kokkuvõte
Absoluutseks veaks sain 1,66 ning suhteliseks veaks 3,77%. Need vead tulenesid kõige tõenäolisemalt liigsest ümardamisest või mõnevõrra ka ebatäpsetest mõõtmistest (CO2 ei olnud kolbis mahuliselt sama palju kui vett).
Eksperimentaalne töö 2
Töö nimetus:
Metalli massi määramine reaktsioonis eralduva gaasi mahu järgi.
Töö eesmärk:
Gaasiliste ainete mahu mõõtmine, gaaside segud ja gaasi osarõhk, arvutused gaasidega reaktsioonivõrrandi põhjal.
Kasutatud

• mõõteseadmed, töövahendid:
  

Seade gaasi mahu mõõtmiseks, väike mõõtesilinder, filterpaber, termomeeter , baromeeter.

• kemikaalid
  

10% soolhappelahus, 5,0...10,0 Mg tükk
Töö käik:
Eemaldan katseseadeldiselt katseklaasi ja pesen ning loputan selle destilleeritud veega. Sätin büretid ühele kõrgusele ning kontrollin , et vee nivoo oleks mõlemas büretis ühel tasemel. Ühendan katseklaasi tihedalt korgiga . Tõstan ühe büretiharu teisest 15...20 cm kõrgemale. Viin büretid taas ühele kõrgusele ja eemaldan katseklaasi.
Küsin juhendajalt metallitüki ning mähin selle märja filterpaberi sisse. Mõõdan väikese mõõtesilindriga 5...6 ml 10%-st soolhappelahust. Valan happe läbi lehtri katseklaasi. Asetan metallitüki filterpaberiga katseklaasi seinale umbes 1 cm allapoole avaust. Sulgen katseklaasi hermeetiliselt. Liigutan bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid ühes tasapinnas. Märgin võimalikult täpselt üles näidu ühelt büretilt (V1).
Katseklaasi järsult liigutades kukutan metallitüki happesse. Kui reaktsioon on lõppenud ja nivood enam ei muutu, lasen eraldunud vesinikul 2...3 minutit jahtuda, jälgides, et vee nivoo püsiks enam-vähem paigal. Liigutan bürette üles-alla nii, et vee nivood mõlemas büretis oleksid jällegi silma järgi ühel tasapinnal ja loen samalt büretilt uue nivoo näidu (V2).
Fikseerin õhurõhu ja temperatuuri laboris.
Katseandmed :
V1 = 13,82 ml
V2 = 5,14 ml
Püld = 101300 Pa
t = 20,5 0C ; T = 293,65 K
PH2O = 18,7 mm Hg = 2493,13 Pa
Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs:
Arvutan eraldunud vesiniku mahu
V = | V2 – V1 | = | 5,14 – 13,82 | = 8,68 ml = 0,00868 l
Arvutan vesiniku mahu normaaltingimustel
Leian metallitüki massi reaktsioonivõrrandist
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 ↑
Reaktsioonivõrrandist näen, et nii magneesiumi kui ka vesinikku on 1 mol.
Arvutan suhtelise vea, teades metallitüki tegelikku massi, mis oli 9 mg
Kokkuvõte:
Sain õppejõult magneesiumitüki number 19, mille tegelik mass oli 9 mg. Minu arvutuste suhteline viga oli 5,6%, mis näitab, et sain arvutades magneesiumitüki massiks 8,5 mg. Viga võis tuleneda katseseadeldise valest lugemisest (vee nivoo valesti hindamisest) või sellest, et seadeldis ei olnud täielikult hermeetiline.