Методические рекомедации по организации и проведению практических занятий для обучающихся

ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ТЕХНИКУМ «БИЗНЕС И ПРАВО»

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ

И ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ

ДИСЦИПЛИНЫ ОП.08 общая и неорганическая химия

Специальность 33.02.01 Фармация

г. Белореченск, 2019 г.

Химия

Раздел I. Общая химия.

Практическая работа № 1

Тема: Типы химических реакций.

Цель: научиться практически осуществлять химические реакции, наблюдать за результатами реакций, делать выводы.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, ложечка; оксид магния [MgO], цинк [Zn], вода, раствор фенолфталеина [индикатор],
раствор серной кислоты [H₂SO₄], раствор сульфата меди (II) [CuSO₄], раствор гидроксида натрия [NaOH].

С правилами техники безопасности при выполнении практической работы ознакомлен(а):________

Ход работы

Порядок выполнения работы

1. В пробирку налейте воды (примерно 1 см. по высоте), прилейте 1 каплю фенолфталеина (наблюдается ли что-нибудь?). В эту же пробирку поместите небольшое количество (1 ложечку) оксида магния. Осторожно встряхните пробирку. Что наблюдаете? Запишите в таблицу наблюдения, составьте уравнение происходящей реакции и сделайте вывод – к какому типу относится данная реакция?

2. В пробирку налейте раствор серной кислоты (примерно 1 см по высоте) и опустите туда гранулу цинка. Что наблюдаете? Запишите в таблицу наблюдения, составьте уравнение происходящей реакции и сделайте вывод – к какому типу относится данная реакция?

3. В пробирку налейте раствор сульфата меди (II) ( примерно 1 см по высоте) и прилейте к нему раствор гидроксида натрия. Что наблюдаете? Запишите в таблицу наблюдения, составьте уравнение происходящей реакции и сделайте вывод – к какому типу относится данная реакция?

4. Посмотрите видеоролик о нагревании гидроксида меди (II). Какие изменения вы наблюдали? Запишите в таблицу наблюдения, составьте уравнение происходящей реакции и сделайте вывод – к какому типу относится данная реакция?

Практическая работа № 2

Тема: Зависимость скорости химической реакции от различных факторов.

Цель: научиться определять связь скорости химической реакции от различных факторов (температуры, концентрации веществ, действия катализаторов).

Задание 1

Написать выражения закона действия масс для скоростей следующих реакций:
I вариант 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

II вариант 2H₂S + SO₂ = 3S + 2H₂O

Задание 2

I вариант

Химической реакции в растворе отвечает уравнение А+В=С. Как изменится ее скорость, если:

а) концентрацию вещества А увеличить в два раза, оставив концентрацию вещества В прежней;

б) концентрацию вещества В увеличить в два раза, оставив концентрацию вещества А прежней;

в) концентрацию обоих веществ увеличить в два раза;

г) увеличить в два раза давление на реагирующую смесь, предполагая, что в этом последнем случае реагируют между собой в смеси газообразные вещества?
II вариант

Химической реакции в растворе отвечает уравнение А+2В=С. Как изменить ее скорость, если:

а) концентрацию вещества А увеличить в два раза, оставив концентрацию вещества В прежней;

б) концентрацию вещества В увеличить в два раза, оставив концентрацию вещества А прежней;

в) концентрацию обоих веществ увеличить в два раза;

г) увеличить в два раза давление на реагирующую смесь, предполагая, что в этом последнем случае реагируют между собой в смеси газообразные вещества?

Задание 3

I вариант

Чему равен температурный коэффициент реакции, если при увеличении температуры на 60⁰ скорость реакции возросла в 64 раза?

II вариант

Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 40⁰ до 70⁰С, если температурный коэффициент реакции равен трем?

Задание 4

I вариант

Реакция между веществами А и В протекает по уравнению А+2В=С. Начальная концентрация вещества А равна 0,3 моль/л, а вещества В – 0,5 моль/л. Константа скорости данной реакции 0,4. Вычислите начальную скорость реакции по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества А уменьшилась на 0,1 моль/л.

II вариант

Определите исходные концентрации 2NО+О₂ 2NО₂, если равновесие установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ:
[NО₂] = 0,12 моль/л, [NО] = 0,48 моль/л , [О₂] = 0,24 моль/л.
Рассчитать константу равновесия.

Задание 5

I вариант

В какую сторону смещается химическое равновесие при повышении температуры в следующих системах:

1) Сl₂(г) + Н₂(г) 2НСl(г) + Q ;

2) 2НВr(г) Н₂ (г) + Вr₂ (г) – Q ? Поясните ответ. Изменится ли состояние равновесия в системе, записанной как уравнение реакции (1), если смесь веществ сжать? Почему?

II вариант

Как повлияет:

А) повышение давления; б) повышение температуры;

В) увеличение концентрации кислорода на химическое равновесие системы:

2СО(г) + О₂ 2СО₂(г) + Q ?

Дайте обоснованный ответ.

Раздел II. Неорганическая химия.

Практическая работа № 3

Тема: Определение рН раствора солей.

Цель: измерить значение рН среды в водных растворах различных концентраций и определить, как изменяется их кислотность при разбавлении. Рассчитать концентрацию ионов водорода в растворе при заданном значении рН (задание выдается индивидуально).

Ход работы:

1. Измерить значение рН исходного раствора соли с помощью универсального индикатора кислотности.

2. Составить реакцию гидролиза раствора соли и убедиться в правильности измеренного значения кислотности по наличию избытка ионов водорода или гидроксильных групп.

3. Разбавить полученный раствор примерно в 10 раз добавив в пробирку 1 мл дистиллированной воды, затем увеличить объем смеси в 2 раза, в 4 раза, в 8 раз и т.д., измеряя каждый раз значение рН. Разбавление раствора проводить до тех пор, пока значение рН не установится постоянным. Увеличение объема соответствует разбавлению в 20, 40, 80, и т.д. раз соответственно.

4. Данные измерений занести в таблицу:

1. По полученным данным построить график зависимость рН = f (разбавления).

Вывод: При разбавлении раствора соли …………….

кислотность среды падает/увеличивается, а значение рН .……… .

Практическая работа № 4

Тема: Взаимодействие металлов с растворами кислот и солей.

Цель: на основании проведенных опытов сделать вывод об условиях взаимодействия металлов с кислотами и солями (записать в тетрадь).

Опыт 1: Взаимодействие металлов с растворами кислот

Оборудование и реактивы:

Штатив для пробирок, пробирки (3 шт.); цинк (гранулы), медь (гранулы), алюминий (гранулы), соляная кислота (1:2) (записать в тетрадь).

Содержание и порядок выполнения опыта: (записать в тетрадь от своего имени)

1. Поместите в четыре пробирки металлы (гранулы): в 1-ую – цинк, во 2-ю – алюминий в 3-ю – медь.

2. Налейте в каждую пробирку 1-2 мл. соляной кислоты. Пронаблюдайте что происходит. При необходимости, для увеличения скорости химической реакции, нагрейте её над пламенем спиртовки.

3. Оформите отчет, заполнив таблицу.

Сформулируйте вывод о возможности  взаимодействия кислот с металлами, вписав пропущенные слова в предложение. (записать в тетрадь)

Кислоты взаимодействуют с металлами согласно схеме

Металл+кислота              соль + водород

При следующих условиях:

• Металл находится в электрохимическом ряду напряжений ___________ (левее или правее) водорода.

• В результате реакции образуется _________________________(растворимая или нерастворимая) соль

Опыт 2: Взаимодействие металлов с растворами солей

Ознакомьтесь с особенностями взаимодействия металлов с растворами солей, запишите конспект в тетрадь

Причины разрушения металлов (окисления, химической коррозии) в растворах солей могут быть различными в зависимости от состава конкретной системы, с которой контактирует металл. Чаще всеговстречаются следующие случаи.

1.Металл + раствор соли менее активного металлас большим по величине СЭПОТ: Zn +2AgNO₃ = Zn(NO₃ )₂+2 Ag

E^o(Zn²⁺/Zn^o) = -0,76B (более акт.металл); E^o(Ag⁺/Ag^o) = +0,8B

DЕ^о = 0,8 – (-0,76) = 1,56В.

Более активный металл – цинк вытесняет менее активный металл – серебро из раствора соли. При этом более активный цинк окисляется катионами менее активного металла Ag⁺.

Вывод: любой металл в ряду стандартных электродных потенциалов обладает способностью вытеснять все нижестоящие за ним металлы из растворов их солей.

Однако это не означает, что вытеснение обязатель­но происходит во всех случаях. Например, алюминий вытесняет медь из раствора хлорида меди (II) СuСl₂, но практически не вытесняет ее из раствора сульфата меди (II) CuS0₄. Это объясняется тем, что хлорид-ион Сl^- быстро разрушает защитную поверхностную пленку на алюминии, а сульфат-ион SO₄^2-практически не разрушает ее.

2.Металл + раствор соли более активного металла с меньшим по величине СЭПОТ.

Рассмотрим примеры:

а) Fe + Mg(NO₃)₂ + H₂O = E^o(Fe²⁺/Fe^o) = - 0,44B E^o(Mg²⁺/Mg^o) = -2,37B DЕ^о = -2,37 – (-0,44)

Однако, нитрат магния подвергается гидролизу (в состав соли входит катион слабого основания и сильной кислоты), и реакции среды будет кислая. Запишем уравнение гидролиза той ступени, которая практически идет:

Mg(NO₃)₂ + H₂O = MgOHNO₃ + HNO₃ /х4 среда кислая рН

Образующаяся кислота взаимодействует с железом:

Fe + 4НNO₃ (разб.) = Fe(NO₃)₃ + 2Н₂О + NО

Складываем эти два уравнения, умножая первое на 4, с учетом 4-х молей кислоты. т.к. вся образующаяся кислота расходуется на окисление железа:

Fe + 4Mg(NO₃)₂ + 2H₂O = Fe(NO₃)₃ + NО + 4MgOHNO₃

В данном растворе железо окисляется разбавленной азотной кислотой, образующейся при гидролизе нитрата магния.

б) Al + K₂S + H₂O =

-1,66B -2,9B DЕ^о = -2,9 – (-1,66)

1) K₂S + H₂O = КОН + КНS / x 2 рН 7, среда щелочная. Далее протекает взаимодействие алюминия с раствором щелочи. Поскольку оксид алюминия, покрывающий поверхность металла, обладает амфотерными свойствами, он легко растворяется в щелочной среде и металл будет окисляться водой, как показано ниже.

Al₂O₃ + 2KOH + 3H₂O = 2K[Cr(OH)₄]

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃¯ + 3H₂

Al(OH)₃¯ + KOH = K[Al(OH)₄] /x2

Складывая два последних уравнения реакций, получаем:

2) 2Al + 2KOH + 6H₂O = 2K[Al(OH)₄] +3H₂

Для написания окончательного уравнения реакции (б), протекающей в данной системе, необходимо суммировать уравнения 2 и 3:

2Al + 2K₂S + 8H₂O = 2K[Al(OH)₄] + 2KHS + 3H₂

Вывод: При взаимодействии менее активного металла причиной его окисления является взаимодействие с продуктами гидролиза соли – кислотой или щелочью.

Примечание. Возможны другие виды взаимодействия металлов с раствором соли. Все зависит от конкретной системы, например:

Fe + 2FeCl₃ + (H₂O) = 3FeCl₃

Если активности металла близки, то возможно одновременное вытеснение металла из состава соли и взаимодействие окисляющегося металла с продуктами гидролиза соли.

Раздел III. Органическая химия.

Практическая работа № 5

Тема: Химические свойства уксусной кислоты.

Цель: на основании проведенных опытов сделать вывод о свойствах уксусной кислоты (записать в тетрадь).

 Оборудование и реактивы:

• Штатив для пробирок;

• Пробирки (4 шт.);

• Раствор фенолфталеина;

•  Раствор гидроксида натрия;

• Гранулы цинка;

Содержание и порядок выполнения опыта:

1. Откройте аккуратно закрытую пробирку. Осторожно понюхайте этот раствор. Что ощущаете?Вспомните, где вы применяете уксусную кислоту.

2. Добавьте в пробирку с раствором гидроксида натрия несколько капель раствора фенолфталеина. Что наблюдаете? Затем нейтрализуйте данный раствор, приливая уксусную кислоту в пробирку NaOH+фенолфталеин. Что наблюдаете? Запишите уравнение проведенной реакции:

CH ₃COOH+ NaOH

3. В чистую пробирку налейте 1 мл. раствора уксусной кислоты и аккуратно добавьте 1 гранулу цинка. Что наблюдается? Какой газ образуется? Напишите уравнения реакции. Какие металлы будут реагировать с уксусной кислотой? А какие нет?

Вывод: Опишите области применения уксусной кислоты.

Практическая работа № 6

Тема: Ознакомление с синтетическими и искусственными полимерами.

Цель: на основании проведенных опытов обобщить знания о синтетических и искусственных полимерах (записать в тетрадь).

ВАРИАНТ 1 Свойства и распознавание пластмасс

Пластмассы — синтетические материалы на основе полимеров — широко применяются в промышлен­ности, технике, медицине, быту благодаря своим разнообразным свойствам. Они заменяют дерево, металлы, сплавы. Знать свойства наиболее часто используемых пластмасс очень важно.
Пластмассы, как правило, с трудом растворяются в органических растворителях и не растворяются в воде; многие из них не деформируются, устойчивы к коррозии и агрессивным средам, не проводят элект­рический ток.
Почти 3/4 получаемых пластмасс легко поддаются механической обработке: их режут, формуют, прессуют и т. п., и главное, они термопластичны, т. е. при нагревании размягчаются, а при охлаждении вновь возвращаются сначала в вязкое, затем в прежнее твердое состояние.

Оборудование и реактивы: спиртовка (горелка), тигельные щипцы, стеклянная палочка, асбестовая сетка, образцы полимеров.

Ход работы:

Распознавание пластмасс рекомендуем начать с внешнего осмотра. Обратите внимание на цвет, проз­рачность, твердость, прочность; пластмассовую пленку проверьте на эластичность, а твердое изделие или кусочек пластмассы — на ощупь.

Тефлон — непрозрачный, жирный на ощупь; чаще белого цвета.
Полиэтилен и полипропилен — менее жирные на ощупь; прозрачные, в пленках эластичны. Поливинилхлорид — мягкий, эластичный, может быть окрашен в разные цвета. Твердый поливинил-хлорид — винипласт — как правило, коричневого цвета.

Полистирол — прозрачен; в пленке хрустит, в изделиях хрупок.
Органическое стекло — может быть разного цвета; прозрачное и прочное.
Фенолформалъдегидные смолы — характерного черно-коричневого цвета; имеют большую механическую прочность.

Точнее пластмассы можно идентифицировать по их отношению к нагреванию, по характеру пламени и по продуктам горения.

Выданы пластмассовые изделия: пробки, прокладки, шланги, оплетки провода, пленки, бутылочки, пуговицы, радиотехнические детали и др.

Задание 1.

По внешнему виду изделий определите, из какого материала они сделаны. Обратите внимание на цвет, прозрачность, твердость, прочность; пластмассовую пленку проверьте на эластичность, а твердое изделие или кусочек пластмассы — на ощупь.

Назовите основные признаки, по которым можно распознать эти полимеры.

Задание 2.

1. Ознакомьтесь с физическими свойствами некоторых пластмасс; исследуйте, какая из выданных пластмасс наиболее жирная на ощупь.
2. Воспользуйтесь стаканом с водой и определите относительную плотность пластмасс.
3. Закрепив образец пластмассы в тигельных щипцах, слегка нагрейте его (не до воспламенения!) и попробуйте деформировать, затем остудите. Запишите наблюдения, сделайте вывод: является ли эта пластмасса термореактивной или термопластичной.

4.Испытайте изделия на изгиб: определите по хрусту (это могут быть папки для бумаги), какие из них сделаны из полистирола, а какие из полиэтилена.

Задание 3.

Возьмите тигельными щипцами образец пластмассы (пробку или её кусочек) и нагрейте в пламени до температуры воспламенения. Посмотрите, горит ли пластмасса вне пламени. Каков характер пламени пластмассы? Ощущается ли запах?

Соблюдайте технику безопасности в работе с нагревательными приборами и с горючими, а также резко пахнущими веществами!

ВНИМАНИЕ!
Сжигайте пластмассу над подставкой железного штатива, над лотком для оборудования или над металлическим листом.

Проводите эти опыты под тягой! При появлении дымка или запаха погасите образец, опустив его в кристаллизатор (или банку) с водой.

Задание 4.

Пользуясь таблицей «Характерные реакции полимеров», проверьте результаты, полученные вами при выполнении заданий 1, 2, 3. Если результаты какого-либо опыта противоречат табличным данным, повторите опыт.

Отчет о работе оформите в виде таблицы.

Подумайте и ответьте

1. Из каких пластмасс были сделаны пуговицы, если: а) при соприкосновении с нагретым утюгом их поверхность деформируется; б) при длительном использовании хрупкое ушко пуговки легко отламывается? Выберите правильные ответы: полиэтилен; фенолформальдегидная смола; полистирол; тефлон.

2. Почему полистирол называют заменителем хрусталя? Какие достоинства и недостатки у изделий из этой пластмассы по сравнению с изделиями из хрусталя или стекла?

3. Что произойдет, если пробирку с небольшим кусочком поливинилхлорида слегка нагреть, а затем к отверстию пробирки поднести:

а) смоченную иодкрахмальную бумажку;

б) фильтровальную бумажку, на которую нанесено несколько капель раствора нитрата серебра?

По разрешению преподавателя можете подтвердить свой ответ химическим опытом.

1. Что такое пенопласт? Где он применяется? Найдите в выданных вам образцах пенопласт и опытным путем проверьте некоторые его свойства.

2. Что такое текстолит? Где он применяется?

ВАРИАНТ 2 Свойства и распознавание волокон

Волокнистые материалы можно классифицировать на естественные (натуральные) и химические. Натуральные волокна по происхождению подразделяют на три группы:

1. растительные волокна — хлопок, лен, пенька и др., — основу которых составляет целлюлоза;

1. волокна животного происхождения — шерсть, шелк; их основа — белки;

2. волокна минерального происхождения, получаемые из некоторых минералов (асбест, или горный лен), а также из неорганических веществ (стекловолокно) или обжигом вискозного волокна без доступа воздуха (углеродные волокна).

Химические волокна — это тонкие, прочные и гибкие нити, получаемые при переработке растворов и расплавов различных полимеров. Их подразделяют на две группы:

1) искусственные химические волокна — ацетатное, вискозное и др.;
2) синтетические химические волокна — капрон, лавсан, хлорин, нитрон, стекловолокно и др.

Из природных волокон, которых насчитывается около сорока, лишь немногие (хлопок, шерсть, лен, натуральный шелк и некоторые другие) удовлетворяют требованиям текстильной промышленности (во­локна должны быть тонкими, гибкими, прочными, не слишком короткими). Химические волокна по прочности, эластичности и другим свойствам превосходят природные; например, углеродные волокна об­ладают антисептическими свойствами.
Вам приходится постоянно соприкасаться с разными волокнами. Знать их свойства и даже уметь распознавать некоторые из них важно каждому.

Цель работы

— Обобщить знания о волокнах, проверить в химических опытах наиболее характерные химические свойства волокон и научиться их распознавать, пользуясь табличными данными.

Оборудование и реактивы: спиртовка (горелка), тигельные щипцы, стеклянная палочка, асбестовая сетка, образцы пластмасс.

Ход работы

Распознавание волокон (тканей) начинают с внешнего осмотра.
Шерстяные нити — ворсистые, теплые на ощупь, упругие. Если их сжать в кулаке, а затем от­пустить, они легко расправляются, на ткани не остается складок.
Хлопчатобумажные ткани — мягкие, рыхлые, пушистые на ощупь.
Льняные волокна — более гладкие (лощеные), плотные. Ткань из них меньше загрязняется и легче отстирывается.

Натуральный шелк — легкий на ощупь, хрустит. Искусственный шелк — грубее и не хрустит.

Полушерстяные ткани — на срезе имеют разную окраску, более тонкие нити — это шерсть, остальные, как правило, хлопок.

Полушелковые ткани имеют шелковый блеск с лицевой стороны; изнанка состоит из хлопчатобумажных волокон и не блестит.

Задание 1. Выданы образцы тканей из естественных волокон. Определите по внешнему виду волокон образцы ткани.

Задание 2.

Возьмите тигельными щипцами образец ткани (волокна) и нагрейте в пламени до температуры воспламенения. Посмотрите, горит ли волокно вне пламени. Каков характер пламени? Ощущается ли запах?

Соблюдайте технику безопасности в работе с нагревательными приборами и с горючими, а также резкопахнущими веществами!

ВНИМАНИЕ!
Сжигайте образец над подставкой железного штатива, над лотком для оборудования или над ме­таллическим листом.

Проводите эти опыты под тягой! При появлении дымка или запаха погасите образец, опустив его в кристаллизатор (или банку) с водой.

Задание 2. Определите выданные вам образцы тканей, пользуясь таблицей «Распознавание волокнистых материалов».

Отчет о работе оформите в виде таблицы.

Подумайте и ответьте

1. Что такое эластичность и пластичность? Приведите примеры веществ, проявляющих эти свойства.

2. Какие химические реакции и физические процессы используются для получения стекла и формования из него волокон (при температуре 1400 °С)? Где находит применение стекловолокно?

3. Почему волокна из асбеста и стекла не используют в текстильной промышленности?

4. Ткани каких волокон легко прилипают к горячему утюгу и чем это объясняется?

5. С каких тканей можно вывести масляное пятно ацетоном или бензином, а с каких — нельзя? Почему?

6. В чем преимущества и недостатки натуральной шерсти по сравнению с синтетической, полученной из нитрона?

7. Какое волокно называют кордным? штапельным? Где они применяются?

17