Sešit pro laboratorní práci z chemie Základní chemické reakce v anorganické chemii téma:
autor: MVDr. Alexandra Gajová vytvořeno při realizaci projektu: Inovace školního vzdělávacího programu biologie a chemie registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/01.0002 projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Základní chemické reakce v anorganické chemii
Teorie Chemické reakce jsou děje, při kterých se výchozí látky – reaktanty mění v látky jiné – produkty. Při reakci ve výchozích látkách zanikají chemické vazby a vznikají nové. Proto je každý průběh reakce spojen se změnou energie. V analytické chemii rozlišujeme tyto základní typy reakcí (toto dělení je někdy také označováno jako klasifikace podle přenášených částic): Srážecí – při reakci reaktantů vzniká málo rozpustný produkt – sraženina. Komplexotvorné – kdy se vytváří donor – akceptorová vazba, vzniká koordinační sloučenina – komplex, který se projevuje barevnou změnou roztoků. Acidobazické (protolytické) – vznik solí neutralizací kyseliny a zásady. Při reakci dochází k výměně vodíkového kationtu mezi kyselinou a zásadou a výsledným produktem kromě soli je také voda. Redoxní (oxidačně-redukční) – probíhá na základě vzájemné reakce oxidačního a redukčního činidla.
Laboratorní práce Srážecí reakce – vznik uhličitanu vápenatého Pokus provedeme v malé kádince. K asi 50 ml 10% roztoku chloridu vápenatého přidáme stejné množství uhličitanu sodného. Pozorujeme vznik sraženiny. Došlo k reakci vápenatých kationtů a uhličitanových aniontů. Zapište průběh reakce rovnicí. Zapište také iontovým zápisem, kde je uvedena reakce pouze účastných iontů a vznik uhličitanu. http://www.youtube.com/watch?v=LSvFJh1HYjw&feature=player_embedded Komplexotvorní reakce – vznik komplexních sloučenin mědi Do 3 zkumavek nalijeme asi 2 ml síranu měďnatého. Do první zkumavky přikápneme pár kapek roztoku amoniaku a protřepeme. Vytvoří se modrá sraženina hydroxidu měďnatého a po přidání dalších několika kapek se mění na modrofialový roztok komplexu tetraaminměďnatého komplexu. Do druhé zkumavky přidáme pár kapek žluté krevní soli – hexakyanoželeznatanu tetradraselného. Vzniká tmavě hnědá sraženina komplexu hexakyanoželeznatan měďnatý – tzv. Hattchetova měď. Třetí zkumavka slouží jako kontrolní vzorek původní látky – roztok síranu měďnatého. Acidobazická reakce – neutralizace kyseliny sírové a hydroxidu sodného Pracujte s ochrannými brýlemi, nebo se štítem. Odměrným válcem naměřte 10 cm3 5% kyseliny sírové a v malé suché kádince zvažte, změřte teplotu roztoku, stanovte pH univerzálním indikačním papírkem. Totéž proveďte s 5% roztokem hydroxidu sodného. Z obou kádinek odlijte přibližně polovinu objemu do třetí kádinky, promíchejte tyčinkou, změřte teplotu, pH. V závislosti na zjištěném pH po kapkách přidávejte kyselinu, nebo zásadu – neutralizujte přibližně do hodnoty pH 6–8. Dobře promíchejte a zvažte. Zvažte zbytky roztoků a vypočítejte spotřebované množství a součtem porovnejte s hmotností neutrálního roztoku. V kádinkách s kyselinou, hydroxidem i neutrálním roztokem vyzkoušejte přírodní indikátor z červeného zelí (nebo jiný acidobazický indikátor, například lakmus). Neutralizační roztok odpařte na parní lázni (ve zkumavce) a pozorujte vznik krystalů Na 2SO4 . 10 H2O. Zapište neutralizační rovnici této reakce. Na základě rovnice vypočítejte, kolik byste teoreticky měli spotřebovat g NaOH k neutralizaci 100% kyseliny. Redoxní reakce – reakce dichromanu draselného se siřičitanem sodným K roztoku (0,1 M) K2Cr207 o objemu 3 cm3 přidejte několik kapek zředěné kyseliny sírové a stejný objem roztoku Na2SO3 (1 M). Vysvětlete změnu zbarvení, zapište tuto redoxní reakci, vyznačte oxidační čísla, určete oxidační a redukční činidlo.
Úkoly: 1. Prostudujte teorii a učivo z učebnice – chemické reakce. 2. Veškerou práci ve cvičení zapište do laboratorního protokolu, pro každý pokus zvláště. Zapište pracovní protokol pro každou zkoušku zvláště (předloha laboratorního protokolu v příloze). Protokol vypracuje každý student samostatně, a odevzdá ho vyučujícímu před následujícím cvičením společně s krátkým kontrolním testem ze zadaných úkolů.
Pracovní protokol – musí obsahovat: jméno studenta a číslo pracovní skupiny: datum provedené práce: název laboratorního cvičení:
princip:
chemikálie:
pomůcky:
pracovní postup v krocích:
Závěr:
1. 2. 3. 4.
Metodické pokyny pro vyučující -
veškeré roztoky připravíme předem v dostatečném množství a koncentraci
-
důležitá je teoretická příprava, jednotlivé typy reakcí můžeme vysvětlit na konkrétních příkladech
-
žáci pracují ve skupinách, potřebný čas pro všechny pokusy je asi 30 minut
-
reakční schéma rovnice pro 4. pokus je:
K2Cr2O7 + H2SO4 + Na2SO3 + H20
Cr2(SO4)3 + K2SO4 + NaOH
Můžeme ho zapsat ve cvičení na tabuli, s tím, že žáci za domácí úkol vypočítají stechiometrické koeficienty pomocí způsobu řešení redoxních rovnic (dílčí rovnice, výměna elektronů), tak jak se to naučili v prvním ročníku.
Zdroje: FLEMR, V., DUŠEK, B. Chemie obecná a anorganická. 1. vyd. Praha: SPN, 2001. ISBN 80-7235147-8. MAREČEK, A., HONZA, J. Chemie pro čtyřletá gymnázia 1. díl. 3. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc s.r.o., 2002. ISBN 80-7182-055-5. MAREČEK, A., HONZA, J. Chemie pro čtyřletá gymnázia 2. díl. 3. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc s.r.o., 2005. ISBN 80-7182-141-1. MAREČEK, A., HONZA, J. Chemie pro čtyřletá gymnázia 3. díl. 1. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc s.r.o., 2000. ISBN 80-7182-057-1. MAREČEK, A., HONZA, J. Sbírka příkladů pro studenty středních škol. 1. vyd. Brno: Proton, 2001. ISBN 80-902402-2-4. ČTRNÁCTOVÁ, H., HALNÝCH, J., HUDEČEK, J., ŠÍMOVÁ, J. Chemické pokusy pro školu a zájmovou činnost. 1. vyd. Praha: Prospektrum, 2000. ISBN 80-7175-057-3. VACÍK, J. a kolektiv Přehled středoškolské chemie. 3. vyd. Praha: SPN, 1995. ISBN 80-85937-08-5.
