♠  Техника безопасности

Сероводород – бесцветный, обладающий неприятным специфическим запахом (запахом тухлых яиц) ядовитый газ. При поджигании легко загорается. Происходит привыкание к запаху H2S, поэтому можно отравиться им, не почувствовав опасного повышения его концентрации.

Первая помощь при отравлении: свежий воздух, покой, тепло, молоко с содой, вдыхание кислорода. При остром отравлении (затрудненное дыхание) следует немедленно вызвать скорую помощь и до ее прибытия делать пострадавшему искусственное дыхание.

Работать с сероводородом можно только под тягой. По возможности чаще проветривать помещение.

Растворы, содержащие сероводород, запрещается выливать в канализацию. Их следует выливать в специальные банки для слива сероводородных отходов.

Мыть посуду из-под растворов сероводорода следует так: колбу под тягой промыть раствором нитрата свинца, дихромата калия или перманганата калия (* зачем?), затем налить в нее воду до краев и вылить в раковину под тягой. Только после этого колбу можно вынести из-под тяги.

С оксидом серы (IV) работают только под тягой.

Концентрированная серная кислота смешивается с водой с выделением большого количества тепла. При попадании на кожные покровы вызывает сильные ожоги. Пары серной кислоты поражают слизистые оболочки.

Работать с конц. H2SO4, особенно при нагревании, можно только под тягой и в очках.

При разбавлении конц. H2SO4 водой следует вливать кислоту в воду при постоянном перемешивании, но не наоборот! * Почему?

Концентрированную серную кислоту запрещается выливать в «банки для слива» под тягой. Ее следует предварительно разбавить и нейтрализовать.

При работе с растворами серной кислоты надо исключить попадание на одежду даже разбавленной кислоты, так как при высыхании она концентрируется и легко «прожигает» одежду.

Занятие 6. Демонстрационный эксперимент

♣  Различение газов

Цвет и запах выделяющегося газа свидетельствуют о его присутствии и обязательно должны быть отмечены в наблюдениях. Но сами по себе они не являются химическим доказательством наличия определенного газа.

Наличие газа должно подтверждаться не менее чем одним из следующих свойств:

1. Кислотно-основные свойства

Над газом следует подержать влажную индикаторную бумажку. По характеру реакции на индикатор газы можно разделить на 3 группы:

– дающие кислую реакцию по лакмусу (рН перехода 4,0-6,4);

– дающие щелочную реакцию по фенолфталеину (рН перехода 8,2-10,0) и лакмусу;

– индифферентные (нейтральные).

Окраска лакмуса в кислой, нейтральной и щелочной средах (слева направо):

   

Окраска фенолфталеина в щелочной среде:

* Распределите по этим 3 группам газы: H2, O2, Cl2, HCl, H2S, SO2, NO, NO2, NH3, PH3, CO, CO2, CH4. Вспомните, какой цвет имеет лакмус, метилоранж и универсальный индикатор РКС в разных средах.

2. Окислительно-восстановительные свойства

Проба на окислитель: над газоотводной трубкой держат фильт­ровальную бумажку, смоченную раствором KI.

Проба на восстановитель: то же самое, но на бумажке подкис­ленный раствор KMnO4.

* Какие газы из вышеперечисленных будут давать пробу на окислитель, какие – на восстановитель? Напишите уравнения реакций. Каковы наблюдаемые признаки этих реакций?

3. Характерные реакции

Признаком образования водорода является хлопок при провер­ке на чистоту.

Присутствие кислорода доказывается вспыхиванием тлеющей лучинки.

лучинка + О2

О наличии сероводорода свидетельствует почернение бумажки, смочен­ной раствором соли свинца. * Какие еще соли можно использовать для доказательства присутствия H2S?

Углекислый газ (как и сернистый) дает при пропускании через раствор Ca(OH)2 белый осадок, растворяющийся при дальнейшем пропускании газа.

В качестве доказательства выделения аммиака подносят к от­верстию газоотводной трубки стеклянную палочку, смоченную конц. HCl. Появляется белый дым. Ту же реакцию (только палочка смачива­ется конц. раствором аммиака) используют для обнаружения HCl.

* Напишите соответствующие реакции.

4. Растворимость

Вода растворяет многократно большие объемы хлороводорода и аммиака, чем ее собственный объем. * Какова раство­римость этих газов? Это свойство является основой для опыта «фонтан». Высокая растворимость также у SO2. * Какая?

фонтан с SO2 1 фонтан с SO2 2

♥  Опыты

1. Изменения серы при нагревании. Модификации серы

А) Поместить в пробирку кусочки серы (до трети или половины ее объема) и осторожно нагреть. * Объясните все наблюдаемые измене­ния, выпишите температуры, при которых они происходят.

         

Б) Кипящую серу вылить в кристаллизатор с водой. * Чем полученная сера отличается от исходной – внешне и по внутреннему строению?

4 льем серу в воду S plast 4 S plast 2 цепочка

В) В круглодонную цилиндрическую пробирку налить на 1/3 объема конц. H2SO4 и добавить столько серы, чтобы в расплаве образовался расплавленный шарик, не касающийся стенок пробирки. Нагреть до плавления серы. * Будет ли сера реагировать с конц. H2SO4? Пробирку оставить охлаждаться на воздухе и наблюдать за кристаллизацией серы. * При какой примерно температуре происходит кристаллизация? Какая модификация образуется? Каковы плотности модификаций серы? Проверить, какая модификация получилась, при помощи жидкости с промежуточной плотностью (раствора BaI2). * Опишите, как это сделать.

** Почему сера образует аллотропные модификации, а хлор – нет?

Приготовление раствора BaI2 (производится на предыдущем занятии!). Взять количество иодида бария, достаточное для приго­товления 10 мл почти насыщенного раствора при комнатной темпе­ратуре. * Приблизительно рассчитайте нужную массу. Растворить в горячей воде и оставить. После охлаждения отобрать в чистый сухой предварительно взвешенный бюкс 1 мл раствора и взвесить. Рас­считать плотность. * Как это сделать? Если плотность больше требуемой (* какая плотность требуется для различения ромбической и моноклинной модификаций серы?), добавлять по каплям воду. Если плотность меньше, добавлять иодид бария.

2. Получение и свойства сероводорода

А) Получить сероводород взаимодействием FeS с 20% раствором HCl. * Какой прибор для этого нужен? От каких примесей следует очистить сероводород? Доказать, что выделяется сероводород. * Как это сделать?

получ H2S прибор 2014

Б) Поднести к выделяющемуся сероводороду бумажку, смо­ченную раствором KMnO4 (подкисленным 1 М раствором H2SO4); иодной водой.

В) К выходу прибора для получения сероводорода поднести бумажки, смоченные растворами солей железа (II), кадмия, марганца (II), цинка, меди (II), висмута.

Слева направо – взаимодействие сероводорода с солями кадмия, висмута, свинца:

  бумажка Bi2S3 2 

Г) К выходу прибора присоединить оттянутую на конце стек­лянную трубку с медной спиралью внутри. Немного подождать (* зачем?) и поджечь выделяющийся сероводород. Внести в пламя холодную фарфоровую чашку или колбу (* зачем?).

H2S горит 2014 H2S холодное пламя

** Какие химические свойства характерны для сероводорода?

3. Сульфиды металлов

К растворам тех солей, которые не прореагировали с сероводо­родом (см. опыт 2В), в пробирках прибавить по 1 мл раствора сульфида аммония. * Какое отличие условий в опытах 2В и 3 приводит к изменению результата? Выпишите значения произведений растворимости сульфидов желе­за (II), кадмия, марганца (II), цинка, меди (II), висмута. Напишите уравнения диссоциации сероводорода в растворе, приведите константы этих процессов.

Осадки сульфидов марганца, свинца, цинка, железа (II), кадмия:

  PbS 2014     

** Используя эти величины, объясни­те различия в условиях выпадения осадков сульфидов.

4. Получение сернистого газа и сернистой кислоты

А) В пробирку положить немного медных стружек и залить конц. H2SO4. Нагреть. * Как доказать, что выделяется SO2?

     

Б) Поместить 3 г сульфита натрия в небольшую колбу Вюрца. Из капельной воронки медленно прилить 3-4 мл 70% раствора H2SO4. Осторожно нагреть. Пропустить выделяющийся газ через промывалку с дистиллированной водой. * Как это делается и для чего? Газ осушить (* чем и в каком узле?) и собрать в сухую банку. * Как это сделать?

** Какие процессы лежат в основе получения SO2 в лаборато­рии?

5. Свойства сернистого газа и сернистой кислоты

А) Закрыть банку из опыта 4Б пробкой с трубкой, оттянутой внутрь, и про­делать опыт «фонтан». * Каким индикатором целесообразно подкрасить воду?

Лакмус в сернистой кислоте:

Б) К выходу прибора для получения SO2 поднести бумажки, смоченные раствором фуксина и раствором K2Cr2O7, подкисленным 1 М раствором серной кислоты.

 

В) К сернистой кислоте (* в каком опыте она получена?) в пробирке прилить сероводородную воду (* в каком опыте она получена?).

** Какие физические и химические свойства характерны для сернистого газа?

6. Свойства серной кислоты

А) На листе бумаги сделать надпись разбавленным раствором H2SO4. Бумагу осторожно просушить над пламенем горелки.

Б) В пробирку поместить гранулы цинка и 3-4 мл конц. H2SO4. При необходимости нагреть. * Какой газ выделяется? Как это доказать?

Zn + H2SO4 2017

* Сравните с опытом 4А. Вспомните, как происходит взаимодействие цинка с разбавленной серной кислотой (демонстрационный эксперимент по теме «Водород»). Реагирует ли медь с разбавленной серной кислотой и почему?

** Какие химические свойства характерны для серной кислоты? Как зависят продукты ее реакции с металлами от природы металла и от концентрации кислоты?