Εργαστήριο μελέτης του ph, ηλεκτρολυτικών δεικτών και εξουδετέρωσης. Ονοματεπώνυμο:.............................................. Ερωτήματα πριν την εκτέλεση των πειραμάτων: 1. Ποιο είναι το εύρος της κλίμακας των τιμών ph που γνωρίζετε. 0-10 0 14-14 14 0 - -14 0 2. Αντιστοιχίστε τις ακόλουθες δύο σειρές: Α. όξινο διάλυμα Β ουδέτερο διάλυμα Γ βασικό διάλυμα α. ph= 5,6 β. ph= 8,3 γ. ph = 7,00 δ. ph= 9,6 ε. ph = 3,10 α......... β......... γ.......... δ......... ε......... 3. Μπορείτε να γράψετε την γενική αντίδραση εξουδετέρωσης ενός οξέος από βάση;......................................... Παρατηρήσεις στην πειραματική διαδικασία 1. Χρώμα των δεικτών. Σημειώστε την περιοχή του κάθε χρώματος του κάθε δείκτη στην περιοχή τιμών ph που αντιστοιχεί Δείκτης/pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ηλιανθίνη μπλε της βρωμοθυμόλης φαινολοφθαλεϊνη χυμός κοκκινολάχανου 2. α) Προσδιορισμός του ph διαφόρων διαλυμάτων. Με πεχαμετρικό χαρτί Με πεχάμετρο διάλυμα Hl ξύδι διάλυμα σόδας διάλυμα Νa β) Σημειώστε το χρώμα που αναμένετε να εμφανίσουν οι δείκτες που χρησιμοποιήθηκαν στο προηγούμενο πείραμα, σε καθένα από τα παραπάνω διαλύματα ηλιανθίνη μπλε της βρωμοθυμόλης φαινολοφθαλεϊνη διάλυμα Hl ξύδι διάλυμα σόδας διάλυμα Na 3. Τοποθετείστε ποσότητα........ από διάλυμα (Hl ή Na) σε ένα ποτήρι. Προσθέστε 3-4 σταγόνες από δείκτη μπλε της βρωμοθυμόλης και ανακινείστε καλά. Παρατηρείστε το χρώμα..................... Προσθέστε σταδιακά, κατά σταγόνες διάλυμα (Na ή Hl αντίστοιχα) μέχρις ότου αλλάξει το χρώμα. Ποιο είναι το νέο χρώμα;.................... Πόση ποσότητα από (Na ή Hl) χρησιμοποιήσατε;................. Ποιες χημικές ουσίες περιμένετε να βρίσκονται στο τελικό διάλυμα;......................... Γράψτε πρώτα την χημική αντίδραση που πραγματοποιείται.....................................................
Εργαστήριο παρασκευής και ταυτοποίησης οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα Ονοματεπώνυμο:.............................................. Ερωτήματα πριν την εκτέλεση των πειραμάτων: 1. Στον ατμοσφαιρικό αέρα υπάρχουν τόσο οξυγόνο όσο και διοξείδιο του άνθρακα. Μπορείτε να γράψετε τους χημικούς τύπους που παριστάνουν τις ενώσεις αυτές; Οξυγόνο:............ Διοξείδιο του άνθρακα:................. 2. Τι ισχύει για τα δύο παραπάνω αέρια σώματα (σημειώστε το σωστό δίπλα στο καθένα): Καίγεται: Οξυγόνο: ναι όχι Διοξείδιο του άνθρακα: ναι όχι Ευθύνεται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου: Οξυγόνο: ναι όχι Διοξείδιο του άνθρακα: ναι όχι Συμμετέχουν στον κύκλο της φωτοσύνθεσης: Οξυγόνο: ναι όχι Διοξείδιο του άνθρακα: ναι όχι Συμμετέχουν στον κύκλο της αναπνοής: Οξυγόνο: ναι όχι Διοξείδιο του άνθρακα: ναι όχι Παρατηρήσεις στην πειραματική διαδικασία 1. Οι χημικοί τύποι που περιγράφουν το μάρμαρο και τη σόδα είναι a 3 και Na 2 3 αντίστοιχα. Αν τα σώματα αυτά αντιδράσουν με οξύ, ελευθερώνουν διοξείδιο του άνθρακα. Πως το διαπιστώνετε αυτό; 2. Στο πείραμα με το «τζίνι» ποια είναι η σύσταση του υλικού που βγαίνει από τη φιάλη; Υπεροξείδιο του υδρογόνου υδρατμοί αέρας οξυγόνο οξυγόνο και υδρατμοί 3. Στο πείραμα παράγονται δύο αέρια, με την αντίδραση α) σόδας με υδροχλωρικό οξύ και β) υπεροξειδίου του υδρογόνου με πυρολουσίτη. Ποιο αέριο παράγεται σε κάθε περίπτωση; α) Οξυγόνο Διοξείδιο του άνθρακα β) Οξυγόνο Διοξείδιο του άνθρακα Σε ποιον από τους δύο σωλήνες αναζωπυρώνεται η φλόγα του μισοσβησμένου ξύλου; στον α) στον β) Σε τι οφείλεται το φαινόμενο της αναζωπύρωσης της φλόγας; Στο υπεροξείδιο του υδρογόνου στο νερό στο διοξείδιο του άνθρακα στο οξυγόνο στη σόδα Συμπερασματικά, ποιο από τα δύο αέρια που παρασκευάστηκαν συντηρεί την καύση; Το οξυγόνο το διοξείδιο του άνθρακα
Ενημερωτικά στοιχεία για την αντίδραση Tollens Ένας Γερμανός χημικός ονόματι Bernhard hristian Gottfried Tollens (1841 1918) στα τελευταία χρόνια της ζωής του δούλεψε στο Γκέτιγκεν, με τον καθηγητή του Friedrich Wöler (αυτόν με την ουρία) πάνω στους υδατάνθρακες και τη μελέτη της δομής τους. Το αντιδραστήριο που φέρει το όνομά του χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της αλδεϋδικής ομάδας, επειδή την οξειδώνει εκλεκτικά προς το αντίστοιχο καρβοξυλικό οξύ. Η αντίδραση γίνεται εμφανής επειδή η αναγωγή που πραγματοποιείται κατά την οξείδωση της αλδεΰδης είναι του μονοσθενούς αργύρου προς μεταλλικό άργυρο. Ο άργυρος που σχηματίζεται έτσι, σε λεπτό διαμερισμό, κάθεται στα τοιχώματα του δοχείου όπου πραγματοποιείται η αντίδραση και σχηματίζει ένα «κάτοπτρο» αργύρου. Το αντιδραστήριο του αργύρου που χρησιμοποιείται είναι πολύ ευαίσθητο και για το λόγο αυτό παρασκευάζεται επί τόπου και σε μικρές ποσότητες. Αρχικά προστίθενται σταγόνες διαλύματος ισχυρής βάσης σε υδατικό διάλυμα νιτρικού αργύρου, οπότε καταβυθίζεται το καστανό οξείδιο του αργύρου. 2 AgN 3 (aq) + 2 Κ (aq) Ag 2 (s) + 2 ΚN 3 (aq) + H 2 (l) Στη συνέχεια προστίθεται κατά σταγόνες διάλυμα αμμωνίας και σχηματίζεται το διαμμινο σύμπλοκο του αργύρου. Απαιτείται προσοχή ώστε η προσθήκη της αμμωνίας να γίνει μέχρι το σημείο που το αιώρημα του Ag 2 θα επαναδιαλυθεί πλήρως και να μη προχωρήσει περισσότερο. Ag 2 (s) + 4 NH 3 (aq) + 2 ΚN 3 (aq) + H 2 (l) 2 [Ag(NH 3 ) 2 ]N 3 (aq) + 2 Κ (aq) Ενδείκνυται στο σημείο αυτό η διήθηση του διαλύματος για την απομάκρυνση τυχόν μικρών αιωρημάτων που θα δώσουν λανθασμένη εκτίμηση στο τέλος. Μπορεί επίσης να γίνει προσθήκη διαλύματος αμμωνίας εξαρχής, αλλά στην περίπτωση αυτή παρατηρήθηκε ότι η αντίδραση είναι πιο αργή. Πιθανόν το ισχυρά αλκαλικό περιβάλλον ευνοεί την κινητική της αντίδρασης. [Ag(NH 3 ) 2 ] + (aq) + e - Ag (s) + 2 NH 3 (aq) H (aq) + 3 - - + 2 H 2 + 2 e - Σημαντική είναι η εκλεκτικότητα της αντίδρασης. Δεν οξειδώνονται οι αλκοολικές ομάδες ούτε οι κετόνες παρά μόνο οι αλδεϋδικές ομάδες. Από τις κετόνες μόνο οι α-υδροξυ κετόνες μπορεί να δώσουν θετική ένδειξη κατά την αντίδραση αυτή. Επιπλέον, έχει παρατηρηθεί η οξείδωση του φορμικού οξέος προς νερό και διοξείδιο του άνθρακα.
Πειραματική διαδικασία για την ανίχνευση αλδεϋδών Ονοματεπώνυμο:................................................ 1. Δώστε τα ονόματα (συγκεκριμένα ή ομόλογης σειράς) των επόμενων μορίων. H α β γ δ α............................ β................... γ...................... δ.................... 2. Η διπλανή διαδικασία είναι αντίδραση αντικατάστασης προσθήκης οξειδοαναγωγής H Παρατηρήσεις και σημειώσεις στην πειραματική διαδικασία Η προσθήκη διαλύματος ΚΟΗ σε διάλυμα AgN 3. Σχηματίζεται ένα αιώρημα χρώματος.................. που είναι.......... Η προσθήκη διαλύματος αμμωνίας διαλύει το αιώρημα επειδή σχηματίζεται διαλυτή ένωση [Ag(NH 3 ) 2 ]N 3. Η ένωση αυτή δε αμμωνιακό περιβάλλον είναι το γνωστό ως αντιδραστήριο.............. Το αντιδραστήριο αυτό αντιδρά εκλεκτικά με................. και τις οξειδώνει προς το αντίστοιχο............κατά την πορεία της αντίδρασης πραγματοποιείται και αναγωγή από την οποία παράγεται.......................... Ερωτήσεις στην πειραματική διαδικασία 1. Ποιο είναι το προϊόν της φορμαλδεΰδης που προκύπτει από την παραπάνω αντίδραση........................ 2. Ποιο είναι το εμφανές αποτέλεσμα της αντίδρασης των αλδεϋδών με το αντιδραστήριο Tollens;........................................................................ 3. Πως προκύπτει το τελικό ίζημα στην αντίδραση (χημική αντίδραση)............................................................................ 4. Με την αντίδραση που μελετήθηκε μπορεί να ανιχνευθεί η ύπαρξη: ακετόνης ναι όχι ακεταλδεΰδης ναι όχι αιθανόλης ναι όχι οξεικού οξέος ναι όχι βενζαλδεΰδης ναι όχι
Πειραματική διαδικασία στις περιεκτικότητες διαλυμάτων Ονοματεπώνυμο:.................................... 1. Παρασκευή διαλύματος Nal περιεκτικότητας 15% w/v. Είναι διαθέσιμη ογκομετρική φιάλη των 50 ml και στερεό Nal. α) Υπολογισμός της ποσότητας του Nal που απαιτείται Αναγωγή σε όγκο 50 ml που είναι ο απαιτούμενος. Άρα απαιτούνται................ g Nal. Ζυγίστε την κενή φιάλη και σημειώστε το βάρος της:.................. g β) Προσοχή στις λεπτομέρειες στη διαδικασία ζύγισης και μεταφοράς του στερεού στη φιάλη. Στόχος είναι η πλήρης μεταφορά του στερεού στη φιάλη, με τη μικρότερη δυνατή ποσότητα διαλύτη. γ) Προσοχή στη συμπλήρωση της φιάλης με διαλύτη. Ο όγκος τελικά πρέπει να είναι ακριβώς 50 ml. 2.Μπορεί να εκφραστεί η περιεκτικότητα του παραπάνω διαλύματος ως % w/w; Τι μέτρηση απαιτείται να πραγματοποιηθεί; α) Ποιο είναι το αποτέλεσμα της μέτρησης που πραγματοποιήθηκε;.......................... β) Ποιο μέγεθος υπολογίστηκε με βάση τη μέτρηση αυτή;................................. γ) Ποια είναι η τιμή της περιεκτικότητας του διαλύματος σε όρους % w/w;.................... 3. Το μοριακό βάρος του Nal μπορεί να προσδιοριστεί από τα ατομικά βάρη των στοιχείων που το αποτελούν και που είναι 23 για το Na και 35,5 για το l. Με βάση αυτά μπορείτε να υπολογίσετε την περιεκτικότητα του διαλύματος που παρασκευάσατε σε mol Nal ανά λίτρο (Μ); α) Μοριακό βάρος Nal........................... β) Ποσότητα Nal στο διάλυμα σε g................. γ) Ποσότητα Nal στο διάλυμα σε mol............... δ) Περιεκτικότητα του διαλύματος σε mol Nal ανά λίτρο διαλύματος. 4. Υπάρχει διαθέσιμο διάλυμα 1 Μ KMn 4 σε νερό. Ζητείται να παρασκευαστούν διαλύματα με περιεκτικότητες 0,25 Μ, 0,1 Μ, 0,025 Μ, 0,01 Μ, 0,0025 Μ και 0,001 Μ στις διαθέσιμες ογκομετρικές φιάλες ξεκινώντας από το διαθέσιμο διάλυμα. α) Ποσό σε mol του KMn 4 στο τελικό διάλυμα. β) Σε πόσο όγκο του αρχικού διαλύματος 1 Μ υπάρχει αυτή η ποσότητα του KMn 4 ; γ) Μπορεί να διακριθούν ποιοτικά τα «αραιωμένα» διαλύματα που παρασκευάστηκαν; δ) Το αρχικό διάλυμα είχε όγκο 250 ml. Πόση ποσότητα KMn 4 ήταν διαλυμένη σ αυτό; Τα ατομικά βάρη είναι: K= 39, Mn= 55, = 16.
Ενημερωτικά στοιχεία για τη σαπωνοποίηση H 2 H H 2 + 3 H H 2 H H 2 Ο Ο Ο ΝαΟΗ H 2 H H 2 + 3 Na + - γλυκερίνη αλκοόλη καρβοξυλικό οξύ τριγλυκερίδιο λιπαρή ύλη γλυκερίνη αλκοόλη άλας του οξέος σαπούνι Η σαπωνοποίηση μπορεί να θεωρηθεί ως περίπου μια αντίστροφη διαδικασία της εστεροποίησης με την οποία παράγονται τα τριγλυκερίδια που είναι οι κατεξοχήν λιπαρές ουσίες. Και οι δύο διαδικασίες είναι αντιδράσεις που προχωρούν μέσα από αντίστοιχες ισορροπίες όπως φαίνεται και στο παραπάνω σχήμα. Η καθαριστική δράση ενώσεων με τη δομή των αλάτων καρβοξυλικών οξέων φαίνεται να ήταν γνωστή από τα μέσα της τρίτης χιλιετίας π.χ. ενώ σίγουρα εφαρμοζόταν από τους αθλητές στους αγώνες σταδίου στην αρχαϊκή περίοδο. Πριν από τα αθλήματα οι αθλητές αλείφανε το σώμα τους με λάδι (από αυτή τη διαδικασία έμεινε η λέξη άλειφαρ που σημαίνει τις λιπαρές ουσίες, καθώς και η σύγχρονη έκφραση «αλειφατική ένωση» στην χημική ορολογία). Μετά το πέρας του αθλήματος, ο ιδρωμένος αθλητής κάλυπτε το σώμα του με στάχτη που δεν είναι τίποτε άλλο παρά ένα μείγμα από οξείδια μετάλλων και κυρίως καλίου, νατρίου και ασβεστίου (αφού το οργανικό κομμάτι των φυτών που καίγεται για να δώσει τη στάχτη θα μετατραπεί σε αέρια H 2, N 2 5 και 2 ). Η ανάμειξη των υλικών αυτών οδηγούσε στο σχηματισμό μιας πηκτής μάζας όπου δημιουργούσε επί τόπου ένα μείγμα σαπουνιού και γλυκερίνης, το οποίο απομάκρυνε όλα τα λιπαρά συστατικά από το δέρμα του αθλητή και το οποίο απομακρυνόταν με ξύσιμο με τη βοήθεια μεταλλικών καμπύλων ελασμάτων (στλεγγίδες). Σαπωνοποίηση έχει παρατηρηθεί σε ορισμένα παλιές εικόνες, όπου η βάση του υλικού είναι κάποιο ελαιώδες συστατικό. Επειδή πολλές από τις χρωστικές είναι ενώσεις των μετάλλων, κυρίως μολύβδου, ψευδαργύρου και χαλκού, πραγματοποιείται σταδιακά (όχι τόσο δραστικά όσο με το νάτριο) σαπωνοποίηση που αλλοιώνει την όψη των εικόνων. Στη σύγχρονη εποχή η διαδικασία της σαπωνοποίησης μπορεί να έχει εφαρμογή και ως μέρος της γενικότερης οικολογικής μας θέσης με την έννοια ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επωφελή «ανακύκλωση» θεωρητικά άχρηστων λιπαρών ουσιών όπως καμένα λάδια κλπ. Για την παρασκευή σαπουνιού 2 είναι οι κύριες μέθοδοι: α. η θερμή μέθοδος Είναι η παραδοσιακή μέθοδος παρασκευής σαπουνιού, κυρίως από ελαιόλαδο, στην Ελλάδα. Στη μέθοδο αυτή, το μίγμα ελαίων-σόδας σαπωνοποιείται με τη θερμότητα, δηλ. βράζει σε χαμηλή θερμοκρασία μέχρι την ολοκλήρωση της σαπωνοποίησης. β. η ψυχρή μέθοδος Στη διαδικασία αυτή το μίγμα δεν σαπωνοποιείται με τη θερμότητα αλλά με την υπομονή. Το μίγμα δεν βράζει, η διαδικασία της σαπωνοποίησης συνεχίζεται εφόσον βάλουμε το μίγμα στα καλούπια και απαιτείται ένα χρονικό διάστημα 4-6 εβδομάδων για την ολοκλήρωση της σαπωνοποίησης και την ωρίμανση των σαπουνιών. Είναι μια δημοφιλής αγγλοσαξωνική μέθοδος, εύκολη για σπιτικό σαπούνι.
Φάσματα εκπομπής από πηγή της NASA Κατά σειρά, το πλήρες ορατό φάσμα, και κατόπιν φάσματα των στοιχείων υδραργύρου, λιθίου, καδμίου, καλίου, στροντίου, βαρίου, ασβεστίου, νατρίου, ηλίου, υδρογόνου. Τα φάσματα εκπομπής, με τις χαρακτηριστικές γραμμές που εμφανίζουν, αποτέλεσαν τη βάση για τη διατύπωση της ατομικής θεωρίας. Οι φασματικές γραμμές για το υδρογόνο ήταν η αρχή της σκέψης για την περιγραφή των ηλεκτρονίων γύρω από το άτομο. Tο στοιχείο «ήλιον» ονομάστηκε έτσι επειδή στο ηλιακό φάσμα (όπου θεωρητικά θα εμφανιζόταν όλα τα μήκη κύματος του ορατού) παρατηρήθηκε απουσία κάποιων γραμμών, που αποδόθηκε στην ύπαρξη ενός νέου στοιχείου στην επιφάνεια του ηλίου, το οποίο και απορροφούσε τις συγκεκριμένες ακτινοβολίες.