ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Transcript

1 Εργαστηριακό Κέντρο Φυσικών Επιστηµών Aγίων Αναργύρων Υπεύθυνος Εργαστ. Κέντρου : Χαρακόπουλος Καλλίνικος Επιµέλεια Παρουσίαση : Καραγιάννης Πέτρος ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ 1. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Υ ΑΤΙΚΩΝ ΙΑΛΥΜΑΤΩΝ ΟΞΕΩΝ, ΒΑΣΕΩΝ ΚΑΙ ΑΛΑΤΩΝ Απαιτούµενα όργανα υλικά µπαταρία καλώδια λαµπάκι ηλεκτρόδια ποτήρια ζέσεως των 100 ml διαλ. HCI 1M ασβεστόνερο αλατόνερο Κατασκευάζεται αρχικά το απλό ηλεκτρικό κύκλωµα, το οποίο περιλαµβάνει πηγή, λαµπτήρα, καλώδια και ηλεκτρόδια γραφίτη, ενώ σε τέσσερα ποτήρια ζέσεως των 100 ml προσθέτονται 50 ml νερού, διαλ. HCI, ασβεστόνερου και αλατόνερου αντίστοιχα.τα ηλεκτρόδια βυθίζονται διαδοχικά σε κάθε ποτήρι και από τη φωτοβολία του λαµπτήρα διαπιστώνεται η αγωγή του ηλεκτρικού ρεύµατος από τα διαλύµατα των ηλεκτρολυτών. 2. Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΟΞΕΩΝ Α. ιαπίστωση του όξινου χαρακτήρα υδατικών διαλυµάτων µε χρήση δεικτών Απαιτούµενα όργανα υλικά χυµός λεµονιού ξύδι λευκό υγρό καθαρισµού πέτρας αναψυκτικό γκαζόζα κόκκοι κιτρικού οξέος (ξινό) βάµµα ηλιοτροπίου ηλιανθίνη Σε πέντε δοκιµαστικούς σωλήνες προσθέτονται χυµός λεµονιού,ξύδι λευκό, υγρό καθαρισµού πέτρας αναψυκτικό γκαζόζα και κόκκοι κιτρικού οξέος (ξινό) διαλυµένοι σε λίγο αντίστοιχα. Στη συνέχεια σε κάθε δοκιµαστικό σωλήνα προσθέτονται 2-3 σταγόνες δείκτη βάµµατος ηλιοτροπίου και µε ανακίνηση παρατηρείται η αλλαγή χρώµατος λόγω του όξινου χαρακτήρα κάθε διαλύµατος. Το πείραµα επαναλαµβάνεται µε νέα πεντάδα δοκιµαστικών σωλήνων στους οποίους τοποθετούνται οι ίδιες ουσίες και προστίθεται στη συνέχεια δείκτης ηλιανθίνη, µε ανάλογο αποτέλεσµα. Β. Επίδραση οξέων σε µέταλλα µεταλλικό στήριγµα σφικτήρας ρινίσµατα ψευδαργύρου διάλυµα HCI 2M Ρινίσµατα ψευδαργύρου τοποθετούνται σε δοκιµαστικό σωλήνα, στον οποίο προσθέτονται ~5ml διαλ. HCI 2M. Παρατηρείται έντονος αφρισµός και το εκλυόµενο αέριο συλλέγεται σε ανεστραµµένο σωλήνα. Μετά από µικρό χρονικό διάστηµα, µε βοήθεια φλόγας,ανιχνεύεται µέσω χαρακτηριστικού κρότου («κροτούν αέριο». Χηµικές Αντιδράσεις Zn 2 HCI ZnCI 2 H 2 2 H 2 O 2 2 H 2 O

2 Γ. Επίδραση οξέων σε ανθρακικά άλατα µεταλλικό στήριγµα Na 2 CO 3 (s) ( ~ 2,5 g ) σφικτήρας διαλ. HCI 1 M κωνική φιάλη διήθησης των 250 ml κορ. διαλ. Ca(OH) 2 σταγονοµετρική χοάνη των 100 ml απιονισµένο φελλός µε οπή λάστιχο ψυκτήρα δύο ποτήρια ζέσεως των 100 ml κερί Σε φιάλη διήθησης των 250 ml τοποθετούνται 2,5 g Na 2 CO 3 και διαλύονται σε ~50 ml. Στο στόµιο της φιάλης προσαρµόζεται, µέσω φελλού µε οπή, σταγονοµετρική χοάνη των 100 ml στην οποία προσθέτονται ( µε την στρόφιγγα κλειστή ) 50 ml διαλ. HCI 1Μ, ενώ στο ακροφύσιο της φιάλης διήθησης εφαρµόζεται λάστιχο του οποίου το άκρο βυθίζεται σε διαλ. Ca(OH) 2.Το διάλυµα HCI προστίθεται αργά στη φιάλη στο εσωτερικό της οποίας παρατηρείται έντονος αφρισµός, ενώ στο διάλυµα Ca(OH) 2 παρατηρούνται φυσαλίδες και θόλωµα, λόγω έκλυσης αερίου CO 2 και δέσµευσης του µε σχηµατισµό δυσδιάλυτου CaCO 3. Το βυθισµένο άκρο του σωλήνα ανασύρεται και µεταφέρεται σε φλόγα κεριού, στην οποία προκαλεί τρεµόπαιγµα ή και σβήσιµο, ενώ στη συνέχεια τοποθετείται σε άδειο ποτήρι ζέσεως το οποίο και εµπλουτίζει σε CO 2 ( βαρύτερο του αέρα ), ώστε µε απόχυση πάνω από φλόγα να παρατηρείται επίσης διακοπή της καύσης, λόγω αποκλεισµού του Ο 2. Na 2 CO 3 2 HCI 2 NaCI CO 2 H 2 O Ca(OH) 2 CO 2 CaCO 3 H 2 O. Προσδιορισµός ph υδατικών διαλυµάτων οξέων, µεταβολή τιµής ph µε αραίωση ph µετρικό χαρτί ποτήρια ζέσεως των 100 ml και 250 ml υδροχλωρικό οξύ του εµπορίου απιονισµένο Σε ποτήρι ζέσεως των 100 ml εισάγονται 10 ml νερού ενώ σε ποτήρι ζέσεως των 250 ml εισάγονται 200 ml νερού και σε κάθε ποτήρι προσθέτονται δύο σταγόνες υδροχλωρικού οξέος του εµπορίου. Στη συνέχεια, µε βοήθεια γυάλινης ράβδου, σταγόνα από κάθε διάλυµα µεταφέρεται σε ξεχωριστό κοµµάτι πεχαµετρικού χαρτιού και µε τη βοήθεια του χρωµατολόγιου του πεχαµετρικού χαρτιού υπολογίζεται η τιµή ph κάθε διαλύµατος και διαπιστώνεται η αύξηση της τιµής ph µε αραίωση για την όξινη περιοχή. 3. Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΒΑΣΕΩΝ Α. ιαπίστωση βασικού χαρακτήρα υδατικών διαλυµάτων µε χρήση δεικτών ασβεστόνερο αραιό διάλυµα υδροξειδίου του νατρίου ύαλος ωρολογίου φαινολοφθαλεΐνη Σε δοκιµαστικό σωλήνα εισάγονται 2-3 ml διαλύµατος καυστικού νατρίου ενώ σε άλλο δοκιµαστικό σωλήνα εισάγονται 2-3 ml ασβεστόνερου και σε κάθε δοκιµαστικό σωλήνα προσθέτονται δύο σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεΐνης. Από το έντονο ιώδες χρώµα που εµφανίζει κάθε διάλυµα, διαπιστώνεται ο βασικός χαρακτήρας του. Η δοκιµή µπορεί να πραγµατοποιηθεί µε τοποθέτηση µικροποσότητας βασικού διαλύµατος σε ύαλο ωρολογίου και χρήση του προβολέα διαφανειών.

3 Β. Εξουδετέρωση οξέων από βάσεις διάλυµα HCI 0,1 M διάλυµα NaOH 0,1 M ηλιανθίνη φαινολοφθαλεΐνη Σε δοκιµαστικό σωλήνα εισάγονται 2-3 ml διαλ. HCI και προστίθεται σταγόνα ηλιανθίνης. Το διάλυµα χρωµατίζεται κόκκινο λόγω του όξινου χαρακτήρα του. Στη συνέχεια προσθέτονται σταγόνες διαλύµατος NaOH, οπότε µετά από κάποιο σηµείο παρατηρείται µεταβολή στο χρώµα του διαλύµατος, το οποίο τελικά εµφανίζεται κίτρινο. Η ίδια διαδικασία µπορεί να πραγµατοποιηθεί µε προσθήκη σταγόνων διαλύµατος HCI σε διάλυµα NaOH, στο οποίο αρχικά είχε προστεθεί σταγόνα φαινολοφθαλεΐνης. HCI NaOH NaCI H 2 O ή H - OH H2 O Γ. Προσδιορισµός ph υδατικών διαλυµάτων βάσεων, µεταβολή τιµής ph µε αραίωση και εξουδετέρωση, κατάταξη υδατικών διαλυµάτων σε όξινα και βασικά. ph µετρικό χαρτί υδροχλωρικό οξύ 0,1M διαλ. υδροξειδίου του νατρίου 0,1 Μ σιφώνιο πληρώσεως του 1ml χυµός λεµονιού ογκοµετρικός κύλινδρος των 100 ml σόδα του εµπορίου ποτήρια ζέσεως των 100 ml και 250 ml αλατόνερο απιονισµένο Σε ποτήρι ζέσεως των 100 ml εισάγονται 10 ml νερού ενώ σε ποτήρι ζέσεως των 250 ml εισάγονται 200 ml νερού και σε κάθε ποτήρι προσθέτονται δύο σταγόνες διαλύµατος καυστικού νατρίου. Στη συνέχεια, µε βοήθεια γυάλινης ράβδου, σταγόνα από κάθε διάλυµα µεταφέρεται σε ξεχωριστό κοµµάτι πεχαµετρικού χαρτιού και µε τη βοήθεια του χρωµατολόγιου του πεχαµετρικού χαρτιού υπολογίζεται η τιµή ph κάθε διαλύµατος και διαπιστώνεται η µείωση της τιµής ph µε αραίωση για την βασική περιοχή. Στη συνέχεια στο ποτήρι των 100 ml προστίθεται σταγόνα υδροχλωρικού οξέος και µετά από πεχαµέτρηση, κατά τα γνωστά, διαπιστώνεται επίσης µείωση της τιµής του ph, λόγω αντίδρασης εξουδετέρωσης και κατανάλωσης υδροξειδιοανιόντων. Σε τρία ποτήρια ζέσεως, τέλος, προσθέτονται λίγα ml χυµού λεµονιού, διαλύµατος σόδας και αλατόνερου αντίστοιχα. Τα ποτήρια µπερδεύονται και αριθµούνται τυχαία. Tο περιεχόµενο του καθενός διαπιστώνεται µε µέτρηση του ph µε πεχαµετρικό χαρτί, κατά τα γνωστά. 4. ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΥΣ ΙΑΛΥΤΩΝ ΑΛΑΤΩΝ ΜΕ ΑΝΤΙ ΡΑΣΕΙΣ ΙΠΛΗΣ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ αραιά διαλύµατα H 3 PO 4, H 2 SO 4, Ca(OH) 2, Ba(OH) 2, χωνί διήθησης NaCI, AgNO 3, KΙ, Pb(CH 3 COO) 2 διηθητικό χαρτί Σε τέσσερεις δοκιµαστικούς σωλήνες εισάγονται λίγα ml διαλυµάτων H 3 PO 4, H 2 SO 4, NaCI και KΙ αντίστοιχα και στη συνέχεια προσθέτονται στον πρώτο δοκιµαστικό σωλήνα σταγόνες διαλύµατος Ca(OH) 2, στον δεύτερο σταγόνες διαλύµατος Ba(OH) 2, στον τρίτο σταγόνες διαλύµατος AgNO 3 και στον τέταρτο σταγόνες διαλύµατος Pb(CH 3 COO) 2. Σε κάθε δοκιµαστικό σωλήνα παρατηρείται καταβύθιση ιζήµατος, λόγω σχηµατισµού δυσδιάλυτου άλατος, το οποίο µπορεί να παραληφθεί µε διήθηση. 2 H 3 PO 4 (aq) 3 Ca(OH) 2 (aq) Ca 3 (PO 4 ) 2 (s) 6 H 2 O H 2 SO 4 (aq) Ba(OH) 2 (aq) BaSO 4 (s) 2 H 2 O NaCI (aq) AgNO 3 (aq) AgCI (s) NaNO 3 (aq) 2 KΙ (aq) Pb(CH 3 COO) 2 (aq) PbI 2 (s) 2 CH 3 COOK (aq)

4 5. ΥΓΡΟΧΗΜΙΚΗ ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΛΟΓΟΝΩΝ διαλύµατα NaCI, AICI 3, HCI, KBr, KI, AgNO 3 0,01 0 / w 0 / v ογκοµετρικός κύλινδρος των 10 ml διαλύµατα NH 3 1Μ, π. NH 3 διάλυµα π. HNO 3 Σε τρεις δοκιµαστικούς σωλήνες εισάγονται ~5 ml διαλυµάτων NaCI, AICI 3 και HCI αντίστοιχα και στο καθένα προσθέτονται 2-3 σταγόνες διαλ. AgNO 3 και παρατηρείται καταβύθιση λευκού στερεού. Στη συνέχεια στον πρώτο δοκιµαστικό σωλήνα προσθέτονται σταγόνες π. HNO 3, ενώ στον δεύτερο 2-3 ml διαλ. NH 3 1Μ. Παρατηρείται η επαναδιάλυση του αρχικά καταβυθισθέντος AgCI µε επίδραση αµµωνίας, λόγω σχηµατισµού ευδιάλυτου συµπλόκου Ag(NH 3 ) 2. H παραπάνω διαδικασία επαναλαµβάνεται µε διαλ. KBr, από το οποίο τοποθετούνται από ~5 ml σε τρεις δοκιµαστικούς σωλήνες,προσθέτονται σταγόνες διαλ. AgNO 3 και παρατηρείται καταβύθιση υποκίτρινου AgBr. Στη συνέχεια στον ένα δοκιµαστικό σωλήνα προσθέτονται 2-3 ml αραιού διαλ. NH 3,ενώ στον άλλο προσθέτονται 2-3 ml π. NH 3. Παρατηρείται επαναδιάλυση µόνο µε επίδραση π. NH 3. Με διάλυµα KI,τέλος και επανάληψη της διαδικασίας παρατηρείται καταβύθιση κίτρινου AgI,αδιάλυτου και σε π. NH 3. NaCI AgNO 3 AgCI NaNO 3 AICI 3 3 AgNO 3 3 AgCI AI(NO 3 ) 3 HCI AgNO 3 AgCI HNO 3 ΚBr AgNO 3 AgBr KNO 3 KI AgNO 3 AgI KNO 3 AgCI (S) 2 NH 3 Ag(NH 3 ) 2, CI - AgBr (S) 2 NH 3 Ag(NH 3 ) 2, Br - 6. ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΛΚΟΟΛΙΚΩΝ ΒΑΘΜΩΝ ΣΕ ΙΑΛΥΜΑΤΑ ΑΙΘΑΝΟΛΗΣ, ΑΠΟΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΣ ΕΓΧΡΩΜΩΝ ΙΑΛΥΜΑΤΩΝ αλκοολόµετρο ογκοµετρικοί κύλινδροι των 100 ml, 250 ml ποτήρι ζέσεως των 100 ml χωνί διήθησης διηθητικό χαρτί λευκό κρασί, κόκκινο κρασί, τσίπουρο ενεργός άνθρακας Σε τρεις ογκοµετρικούς κυλίνδρους εισάγονται 200 ml λευκού κρασιού, κόκκινου κρασιού και τσίπουρου του εµπορίου αντίστοιχα. Στη συνέχεια, σε κάθε κύλινδρο διαδοχικά, βυθίζεται το αλκοολόµετρο και αφού ισορροπήσει, η χαραγή που εφάπτεται της επιφανείας παρέχει την 0 / 0 v / v περιεκτικότητα (αλκοολικούς βαθµούς). Σε ποτήρι ζέσεως εισάγονται ~ 50 ml νερού και προσθέτονται σταγόνες κόκκινου κρασιού. Στο έγχρωµο διάλυµα που προέκυψε προστίθεται ενεργός άνθρακας και αναδεύεται, οπότε παρατηρείται αποχρωµατισµός. Το µίγµα διηθείται και εάν ο αποχρωµατισµός δεν είναι πλήρης η διαδικασία επαναλαµβάνεται.

5 7. ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ Υ ΑΤΑΝΘΡΑΚΩΝ Α. Ανίχνευση γλυκόζης µε αντιδραστήριο Tollens διάλυµα AgNO 3 0,1 M ογκοµετρικός κύλινδρος των 10 ml π. NH 3 γλυκόζη ποτήρι ζέσεως των 250 ml φρουκτόζη λύχνος-τρίποδας θέρµανσης - µεταλλικό πλέγµα διάλυµα Lugol Αρχικά παρασκευάζεται το αντιδραστήριο Tollens µε 10 ml διαλύµατος νιτρικού αργύρου, στο οποίο προστίθεται στάγδην και υπό ανάδευση πυκνή αµµωνία, µέχρι να επαναδιαλυθεί το αρχικά σχηµατιζόµενο ίζηµα. Στη συνέχεια τοποθετείται µικρή ποσότητα γλυκόζης σε δοκιµαστικό σωλήνα και προσθέτονται 2 ml αντιδραστηρίου Tollens. Ο σωλήνας θερµαίνεται σε υδατόλουτρο ( σε βρασµό) και παρατηρείται η καταβύθιση στοιχειακού αργύρου, λόγω αναγωγής,µε σχηµατισµό χαρακτηριστικού κατόπτρου. Η ίδια διαδικασία επαναλαµβάνεται και µε φρουκτόζη, οπότε και παρατηρείται το ίδιο αποτέλεσµα. Β. Ανίχνευση του αµύλου σε τρόφιµα µε διάλυµα Lugol µαχαίρι διάλυµα Lugol πατάτα, µήλο, αλεύρι, ζάχαρη ύαλοι ωρολογίου Σε φέτα πατάτας, φέτα µήλου, αλεύρι και ζάχαρη ρίχνονται σταγόνες διαλύµατος Lugol και παρατηρείται η εµφάνιση έντονου κυανού χρώµατος στις τρεις πρώτες δοκιµές, λόγω του αµύλου που περιέχεται στα αντίστοιχα τρόφιµα, όχι όµως και στη ζάχαρη. 8. ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΣΑΠΟΥΝΙΟΥ ΑΠΟ ΕΛΑΙΟΛΑ Ο ποτήρια ζέσεως των 100 ml, 250 ml ογκοµετρικοί κύλινδροι των 50 ml, 100 ml λύχνος-τρίποδας θέρµανσης - µεταλλικό πλέγµα ύαλος ωρολογίου ελαιόλαδο διάλυµα NaOH 30 0 / W 0 / V διάλυµα NaCI κορεσµένο Σε ποτήρι ζέσεως των 100 ml εισάγονται 10 ml ελαιόλαδου και προσθέτονται 10 ml διαλύµατος καυστικού νατρίου. Το µίγµα θερµαίνεται,υπό συνεχή ανάδευση, µε λύχνο σε µεταλλικό πλέγµα και µετά την πάροδο λίγων λεπτών σχηµατίζεται µια παχύρευστη µάζα (σάπωνας). Στη συνέχεια αποµακρύνεται από το λύχνο και µετά από λίγα λεπτά ηρεµίας προσθέτονται ml κορεσµένου διαλύµατος χλωριούχου νατρίου και το µίγµα αναδεύεται έντονα, οπότε σχηµατίζεται διπλοστοιβάδα, µε το σαπούνι να επιπλέει στην επιφάνεια. Μετά από ψύξη λίγων ακόµη λεπτών, το σαπούνι συλλέγεται µε σε ύαλο ωρολογίου, πλένεται µε ελάχιστο (2-3 πλύσεις) και αφήνεται για ξήρανση.