♠ Техника безопасности
Аммиак оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки. При остром отравлении аммиаком наблюдается поражение глаз, дыхательных путей, одышка, приступы удушья. В тяжелых случаях возможно воспаление легких. Средствами первой помощи являются свежий воздух, вдыхание водяных паров, обильное промывание глаз водой. Все работы, связанные с применением аммиака, следует проводить под тягой.
Оксиды азота раздражающе действуют на дыхательные пути. Отравляющее действие оксидов может проявляться не сразу, а через некоторое время после их вдыхания. Следствием отравления могут быть воспаление или отек легких. С оксидами азота можно работать только под тягой.
Азотная кислота является сильным окислителем: органические вещества при взаимодействии с концентрированной HNO3 могут воспламеняться или взрываться. Хлопчатобумажная ткань, пропитанная азотной кислотой, может воспламениться. Пролитую азотную кислоту нельзя вытирать тряпками, бумагой. Ее следует сначала нейтрализовать содой.
Пары азотной кислоты раздражающе действуют на дыхательные пути. Концентрированная HNO3, попадая на кожу, может вызвать тяжелые ожоги. При легких ожогах кожа желтеет (протекает ксантопротеиновая реакция – взаимодействие белка с азотной кислотой). Все эксперименты с концентрированной HNO3 проводят в очках (масках) и под тягой, в резиновых перчатках.
Неотложная помощь при ожогах азотной кислотой: после быстрого промывания пораженного места водой его следует обработать 2-3% раствором гидрокарбоната натрия, после чего наложить на промытую рану синтомициновую эмульсию.
Занятие 8. Демонстрационный эксперимент
♣ Определение рН
Для определения рН часто используют специальные приборы – рН-метры. Стеклянный электрод рН-метра представляет собой концентрационный элемент. * Вспомните, что это такое. С электродом нужно обращаться бережно, после каждого использования промывать его дистиллированной водой и аккуратно промокать фильтровальной бумагой для удаления остатков жидкости. Приборы удобно использовать для рН-метрического титрования. Включать рН-метр следует в присутствии преподавателя.
Для приближенного экспресс-определения рН применяют универсальный индикатор. Он имеет цветовую шкалу, где каждому цвету соответствует приблизительное значение рН.
В практикуме Вы будете использовать бумажный универсальный индикатор РКС. Не следует опускать в пробирки полоски индикатора! Отрежьте примерно 1/3 полоски, нанесите на нее стеклянной палочкой каплю исследуемого раствора и подождите немного, пока капля растечется (это особенно важно для растворов с окрашенным осадком – * почему?). Затем сравните цвет со шкалой.
♥ Опыты по теме «Азот»
1. Получение и свойства аммиака
А) Приготовить смесь эквимолярных количеств хлорида аммония (* почему не нитрата или сульфата?) и гидроксида кальция (* почему не калия или натрия?), перенести в пробирку, закрепленную в штативе горизонтально с небольшим наклоном к отверстию (* зачем?), и закрыть пробкой с газоотводной трубкой. Нагреть пробирку и доказать, что выделяется аммиак. * Как это сделать?
Б) Собрать аммиак, полученный в опыте А, в сухую толстостенную банку и проделать опыт «фонтан». * Каким индикатором целесообразно подкрасить воду? Какова растворимость аммиака в воде?
В) Влить в большую колбу 10-15 мл конц. раствора аммиака, тщательно смочить стенки и вылить в стаканчик. Сильно нагреть в железной ложечке оксид хрома (III) и небольшими порциями сбрасывать в колбу. * Какую роль играет оксид хрома?
Г) В одну пробирку налить 4-5 капель иодной воды, в другую – раствора KMnO4. В каждую пробирку добавить по 4-5 капель конц. раствора аммиака (используйте аммиак из опыта В).
** Какие свойства характерны для аммиака?
2. Соли аммония
А) Поместить в пробирку, наклонно укрепленную в лапке штатива, несколько кристалликов хлорида аммония. Нагреть небольшим пламенем горелки только ту часть пробирки, где находится соль. * Почему в данном опыте нельзя прогревать всю пробирку?
Б) Нагреть в пробирке сульфат аммония. Поднести к отверстию пробирки влажную индикаторную бумагу РКС и бумажку, смоченную подкисленным раствором KMnO4 (сразу после начала нагревания и через 1-2 минуты). * Чем обусловлено различие Ваших наблюдений?
В) Опыт проводится под тягой! На большой лист бумаги положить кусочек листового асбеста и насыпать на него горкой немного дихромата аммония. Поджечь соль длинной лучинкой.
Г) Сильно нагреть маленькую полоску листовой меди, держа ее тигельными щипцами. Охладить полоску. * Как меняется цвет и почему? Снова нагреть до красного каления. Насыпать на горячую полоску немного хлорида аммония и дать остыть. Вымыть полоску. * На чем основано применение хлорида аммония при пайке металлов?
** Какие химические свойства проявляют соли аммония?
3. Оксиды азота (II) и (IV)
В пробирку или колбу Вюрца поместить нитрит калия и прилить 20% раствор HCl или H2SO4. Выделяющийся газ пропустить через промывалку с 1 М раствором NaOH (* зачем?) и собрать в маленькую пробирку под водой. Открыть пробирку на воздухе. * На каком фоне лучше проводить это наблюдение? Отсоединить промывалку со щелочью и пропустить выделяющуюся смесь газов через охлажденную воду. * Какой узел для этого требуется? Что образуется в растворе и как это доказать?
* Какими еще способами можно получить оксиды азота?
** На основании каких свойств оксиды азота можно отделить друг от друга? Всегда ли это практически осуществимо?
4. Свойства азотистой кислоты
Испытать действие азотистой кислоты, полученной в опыте 3 (* где она находится?) на растворы иодида калия и перманганата калия, подкисленные разбавленной серной кислотой. * Почему азотистую кислоту нельзя взять у лаборанта?
Слева — реакция с KI, справа — с KMnO4:
** Какие свойства характерны для азотистой кислоты?
5. Свойства азотной кислоты
А) Испытать действие конц. (68%) и разб. (20%) растворов азотной кислоты на железо. * Какие газы выделяются? На каком основании можно сделать это заключение? Проверить, какие ионы присутствуют в растворе. * Как это сделать?
(в двух пробирках слева — разбавленная HNO3, справа — концентрированная)
Б) Испытать действие 20 % раствора азотной кислоты на марганец. * Какой газ выделяется? На каком основании можно сделать это заключение?
В) Испытать действие 20-30 % раствора азотной кислоты на никель. Добавить к полученному раствору концентрированный раствор гидроксида натрия. * Какие свойства никеля определяют отличие наблюдений от пунктов А и Б?
Г) Капнуть конц. HNO3 на яичный белок. * Почему подобное явление наблюдается при попадании конц. HNO3 на кожу?
** Какие свойства характерны для азотной кислоты?
6. Свойства нитратов
А) Укрепить вертикально в лапке штатива пробирку, расплавить в ней 0,5 г нитрата калия. Прекратить нагревание и внести в пробирку тлеющую лучинку, осторожно коснувшись ей расплава.
Б) Несколько кристалликов Cu(NO3)23H2O поместить в пробирку, закрепить ее в лапке штатива горизонтально с небольшим наклоном к отверстию и сильно нагреть пламенем горелки. * Какие газы выделяются? Что остается в пробирке? Как это доказать?
** Какие свойства характерны для нитратов?
7. Получение фиолетовой кислоты
Налить в пробирку столько концентрированной H2SO4, чтобы она заняла половину объема, добавить 0,5 г просушенного нитрита натрия и погрузить в кислоту вертикально узкую полоску меди.
* С чем может быть связано наблюдающееся окрашивание?
♥ Опыты по теме «Фосфор»
1. Фосфорные кислоты
А) Небольшое количество оксида фосфора (V) внести в фарфоровую чашку с дистиллированной водой. Определить рН полученного раствора.
Б) Добавить к части раствора ацетат натрия (* для чего?). Половиной полученного раствора подействовать на сырой яичный белок.
К другой половине добавить раствор нитрата серебра. Проверить растворимость осадка в 1 М HNO3.
В) К оставшемуся раствору из опыта А добавить в пробирке несколько капель 1 М раствора H2SO4 и прокипятить. После охлаждения проделать опыты, аналогичные описанным в пункте Б.
* Чем отличаются результаты опытов Б и В?
** В чем причина этого отличия?
2. Ортофосфаты
А) В три пробирки поместить немного твердых фосфата, гидрофосфата и дигидрофосфата натрия и налить в каждую по 5 мл дистиллированной воды. Определить рН. * Как он различается и почему? Обоснуйте с помощью констант протекающих процессов.
(Обратите внимание, что эксперимент проведен неправильно. В чем неправильность?)
Б) Налить в три пробирки примерно по 1 мл полученных в опыте А растворов и добавить к ним такой же объем раствора хлорида кальция. * В каких пробирках выпадает осадок?
Измерить рН. * О чем свидетельствуют его значения? Какие именно осадки выпадают? Испытать отношение осадков к 1 М раствору уксусной кислоты.
** Какие свойства проявляют ортофосфаты в зависимости от характера аниона? От характера катиона?