Лабораторные работы по химии

Лабораторная работа №1

Моделирование построения Периодической системы (таблицы) элементов.

Цель: научиться выявлять законы по таблице элементов.

Оборудование: карточки размером 6х10 см

Ход работы:

Заготовьте 20 карточек размером 6 х 10 см для элементов с порядковыми номерами с 1-го по 20 –й в Периодической системе Менделеева. На каждую карточку запишите следующие сведения об элементе:

- химический символ

- название

- значение относительной атомной массы

- формулу высшего оксида (в скобках укажите характер оксида- основный, кислотный или амфотерный)

- формулу высшего гидроксида (для гидроксидов металлов также укажите в скобках характер -  основный или амфотерный)

- формулу летучего водородного соединения (для неметаллов).

Расположите карточки по возрастанию значений относительных атомных масс.

Расположите сходные элементы, начиная с 3-го по 18-й друг под другом. Водород и калий над литием и под натрием соответственно, кальций под магнием, а гелий над неоном. Сформулируйте выявленную вами закономерность в виде закона.

Поменяйте в полученном ряду местами аргон и калий. Объясните почему.

Еще раз сформулируйте выявленную вами закономерность в виде закона.

Лабораторная работа № 2

Приготовление раствора заданной концентрации.

Цель: приготовить растворы солей определённой концентрации. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование: - стакан объёмом 50 мл,

- стеклянная палочка с резиновым наконечником,

- весы,

- стеклянная лопаточка,

- мерный цилиндр,

- соли,

- холодная кипячёная вода.

Ход работы:

1. Произвести расчёты: определите, какую массу соли и воды потребуется взять для приготовления раствора, указанного в условии задачи.

Задача: приготовьте 20 г водного раствора поваренной соли с массовой долей соли 5%

1. Отвесьте соль и поместите её в стакан.

2. Отмерьте измерительным цилиндром необходимый объём воды и вылейте в колбу с навеской соли.

Внимание! При отмеривании жидкости глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости. Уровень жидкости прозрачных растворов устанавливают по нижнему мениску.

1. Отчёт о работе:

- проведите расчёты,

- последовательность ваших действий.

Лабораторная работа №3.

1. Испытание растворов кислот.

Цель: исследовать, как действуют кислоты на индикаторы. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы: - 4 пробирки или платины с гнёздами,

- раствор серной кислоты (1:5),

- раствор соляной кислоты (1:3),

- раствор лакмуса,

- раствор метилового оранжевого (метилоранж).

Ход работы:

В 2 пробирки или гнёзда пластины внесите по 5 капель раствора соляной кислоты, к одной добавьте каплю лакмуса, а к другой – каплю метилоранжа.

Как изменяется окраска индикаторов от действия кислоты?

Теперь проделайте то же самое с серной кислотой. Что наблюдаете? Какой можно сделать общий вывод о действии кислот на индикаторы – лакмус и метиловый оранжевый? Согласуется ли вывод с таблицей «Изменение цвета индикаторов»

Изменение цвета индикаторов

Задание: даны растворы 2 веществ. Как можно практически доказать, что одно из них является раствором кислоты?

1. Взаимодействие металлов с кислотами.

Цель: исследовать, все ли металлы реагируют с кислотами, всегда ли при этом выделяется кислород? ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы: - спиртовка,

- предметное стекло,

- стеклянная платина 30х60 мм,

- восемь пробирок,

- пипетка,

- две гранулы цинка,

- железные опилки,

- несколько кусочков меди, алюминия,

- раствор соляной кислоты (1:3),

- раствор серной кислоты (1:5).

Ход работы.

В пробирки положите разные металлы: в одну – гранулу цинка в другую – железные опилки, в третью – кусочки меди, в четвёртую – кусочки алюминия. Во все пробирки налейте по 1 мл раствора соляной кислоты. Что замечаете?

В следующие четыре пробирки поместите те же металлы и в таком же количестве, прилейте по 1 мл раствора серной кислоты. Что замечаете? Если в какой-либо пробирке не наблюдается реакция, то слегка нагрейте её содержимое (осторожно!, но не доводя до кипения. Докажите, в каких пробирках выделяется газ водород.

Из пробирки, в которой осуществлялась реакция между алюминием и соляной кислотой, отберите 1-2 кали раствора поместите их на предметное стекло, держа высоко над пламенем, выпарите его. Что осталось?

Сделайте общий вывод об отношении кислот к металлам. Для этого воспользуйтесь схемой:

Отношение металлов к воде и к некоторым кислотам

Ответьте на вопросы:

1. Какой из металлов, взятый для опытов, не реагирует с растворами соляной и серной кислот? Какие ещё металлы не реагируют с этими кислотами?

2. 2. К какому типу реакций относится взаимодействие кислоты с металлом?

3.Взаимодействие кислот с основаниями.

Цель: изучить взаимодействия кислот с основаниями. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы: - раствор гидроксида натрия,

- раствор фенолфталеина,

- пробирки,

- раствор уксусной кислоты,

- пипетки.

Ход работы

В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте 2-3 капли раствора фенолфталеина. В первую пробирку прилейте 1-2 мл соляной кислоты, а во вторую – столько же раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете?

Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

4. Взаимодействие кислот с солями

Цель: изучить взаимодействия кислот с солями. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы: - раствор карбоната калия,

- раствор соляной кислоты,

- раствор уксусной кислоты,

- раствор силиката калия,

- пробирки, пипетки.

Ход работы:

В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора карбоната калия. В первую пробирку прилейте 1-2 мл соляной кислоты, а во вторую – столько же раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете?

В две пробирки налейте по 1-2 мл раствора силиката калия. В первую пробирку прилейте 1-2 мл соляной кислоты, а во вторую – столько же раствора уксусной кислоты. Что наблюдаете?

Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Лабораторная работа №4

Факторы, влияющие на скорость химических реакций.

Цель: исследовать, как различные факторы влияют на скорость протекания реакицй. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование: - гранулы цинка, магний, железо,

- растворы соляной кислоты разной концентрации,

- раствор серной кислоты,

- CuO (II) (порошок),

- вода,

- спиртовка,

- пробирки,

- штатив.

1. Зависимость скорости взаимодействия цинка с соляной кислотой от её концентрации.

В две пробирки поместите по одной грануле цинка. В одну прилейте 1 мл соляной кислоты (1:3), в другую – столько же этой кислоты другой концентрации (1:10). В какой пробирке более интенсивно протекает реакция? Что влияет на скорость реакции?

1. Зависимость скорости взаимодействия соляной кислоты с металлами от их природы.

В три пробирки (подписанные, под номерами) прилить по 3 мл раствора НС1 и внести в каждую из пробирок навески опилок одинаковой массы: в первую – Mg, во вторую - Zn, в третью - Fe.

Что наблюдаете? В какой пробирке реакция протекает быстрее (или вообще не протекает)? Напишите уравнения реакций. Какой фактор влияет на скорость реакции? Сделайте выводы.

1. Зависимость скорости взаимодействия оксида меди с серной кислотой от температуры.

В три пробирки (под номерами) налить по 3 мл раствора H₂SO₄ (одинаковой концентрации). В каждую поместить навеску CuO (II) (порошок). Первую пробирку оставить в штативе, вторую – опустить в стакан с горячей водой, третью – нагреть в пламени спиртовки.

В какой пробирке цвет раствора меняется быстрее (голубой цвет)? Что влияет на интенсивность реакции? Напишите уравнение. Сделайте вывод.

Лабораторная работа №5

Ознакомление со структурами белого и серого чугуна

Цель: изучить микроструктуру, свойства, способы получения и применение чугуна, ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы:

Вопросы для подготовки:

1. Чем отличается белый чугун от серого?

2. На какие классы подразделяют серые чугуны в зависимости от формы графитовых включений?

3. Какая металлическая основа может быть в серых чугунах и от чего это зависит?

4. Как получить серый чугун?

5. Как получить ковкий чугун?

6. Как получить высокопрочный чугун?

7. Как маркируют серые чугуны?

Ход работы

Рис. 1. Структурная диаграмма чугунов:

а) Влияние C и Si на структуру чугуна,

б) Влияние толщины отливки и суммы (C+Si) на структуру чугуна,

I – белые чугуны,

II – половинчатые чугуны,

III – серые перлитные чугуны,

IV – серые ферритно-перлитные чугуны,

V – серые ферритные чугуны.

1. По атласу микроструктур изучить микроструктуру белого и серого чугунов. Заполнить таблицу 1.

Таблица 1.

1. Зарисовать схему микроструктуры серого чугуна.

2. Определить фазовый и структурный состав чугуна.

3. Визуально определить количество (в процентах) каждой структурной составляющей.

4. Рассчитать количество углерода в чугуне. Заполнить таблицу 2.

Таблица 2.

3. Описать способ получения чугуна, его свойства, области применения.

Справочный материал:

Определение содержания углерода в серых чугунах, %:

С=С_своб + С_связ.,

Где С_своб – количество углерода, содержащегося в свободном состоянии в виде графита, %:

Где Г – площадь шлифа, занятая графитом,

р₁ – плотиностьт графита, равная 2,3 г/см³,

р₂ – плотность чугуна, равная 7,7 г/см³.

С_связ - количество связанного углерода (в виде цементита), %.

Принято, что феррит практически не имеет углерода.

Лабораторная работа № 6

Получение, собирание и распознавание газов.

Цель: получит экспериментально некоторые газы. 

Оборудование: гранулы цинка, соляная кислота, раствор пероксида водорода, оксид марганца, кусок мрамора, раствор уксусной кислоты, раствор известковой воды, раствор хлорида аммония, лакмусовая бумажка, спиртовка, пробирки, шпатель, стеклянная трубочка.

Ход работы:

1. Получение, собирание и распознавание водорода

    В пробирку поместите две гранулы цинка и прилейте в нее  1-2 мл соляной кислоты. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакции.

   Накройте вашу пробирку пробиркой большего диаметра, немного заходя за край меньшей пробирки. Через 1—2 ми нуты поднимите большую пробирку вверх и, не перевора чивая ее, поднесите к пламени спиртовки. Что наблюдаете? Что можно сказать о чистоте собранного вами водорода?  Почему водород собирали в перевернутую пробирку?

2. Получение, собирание и распознавание кислорода

      В пробирку объемом 20 мл прилейте 5—7 мл раствора пе роксида водорода. Подготовьте тлеющую лучинку (подожги те ее и, когда она загорится, взмахами руки погасите). Под несите к пробирке с пероксидом водорода, куда предвари тельно насыпьте немного (на кончике шпателя) оксида мар ганца (IV). Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции.

3. Получение, собирание и распознавание углекислого газа

        В пробирку объемом 20 мл поместите кусочек мра мора и прилейте раствор уксусной кислоты. Что наблюдаете? Через 1—2 минуты внесите в верхнюю часть пробирки горящую лучинку. Что наблюдаете? Запиши те уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

         В пробирку налейте 1—2 мл прозрачного раствора из вестковой воды. Используя чистую стеклянную трубоч ку, осторожно продувайте через раствор выдыхаемый вами воздух. Что наблюдаете? Запишите уравнение ре акции в молекулярной и ионной формах.

4. Получение, собирание и распознавание аммиака

         В пробирку прилейте 1—2 мл раствора хлорида аммо ния, а затем такой же объем раствора щелочи. Закрепите пробирку в держателе и осторожно нагрейте на пламени горелки. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

         Поднесите к отверстию пробирки влажную красную лакмусовую бумажку. Что наблюдаете? Осторожно по нюхайте выделяющийся газ. Что ощущаете?

Лабораторная работа №7

Изготовление моделей молекул органических веществ

Цель: построить шаростержневые и масштабные модели молекул первых гомологов предельных углеводородов и их галогенопроизводных.

Оборудование: набор шаростержневых моделей.

Общие указания.

        Для построения моделей используйте детали готовых наборов или пластилин с палочками. Шарики, имитирующие атомы углерода, готовят обычно из пластилина темной окраски, шарики, имитирующие атомы водорода, - из светлой окраски, атомы хлора – из зеленого или синего цвета. Для соединения шариков используют палочки.

Ход работы:

1.Соберите шаростержневую модель молекулы метана. На «углеродном» атоме наметьте четыре равноудаленные друг от друга точки и вставьте в них палочки, к которым присоединены «водородные» шарики. Поставьте эту модель (у нее должны быть три точки опоры).

2.Теперь соберите масштабную модель молекулы метана. Шарики «водорода» как бы сплющены и вдавлены в углеродный атом.

3.Сравните шаростержневую и масштабную модели между собой. Какая модель более реально передает строение молекулы метана? Дайте пояснения.

4.Соберите шаростержневую и масштабную модели молекулы этана. Изобразите эти модели на бумаги в тетради.

5.Соберите шаростержневые модели бутана и изобутана. Покажите на модели молекулы бутана, какие пространственные формы может принимать молекула, если происходит вращение атомов вокруг сигма связи. Изобразите на бумаге несколько пространственных форм молекулы бутана.

6.Соберите шаростержневые модели изомеров C₅H₁₂ . изобразите на бумаге.

7.Соберите шаростержневую модель молекулы дихлорметана CH₂Cl₂. Могут ли быть изомеры у этого вещества? Попытайтесь менять местами атомы водорода и хлора. К какому выводу вы приходите?

Лабораторная работа № 8

Качественная реакция на непредельные углеводороды

Цель работы:

-освоить лабораторный способ получения этилена, изучить его свойства, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: три пробирки, газоотводная трубка, резиновая пробка с отверстием под газоотводную трубку, металлический штатив, газовая горелка, этанол, концентрированная серная кислота, раствор перманганата калия, раствор бромной (или йодной) воды, кусочки пемзы.

Опыт.

Соберите прибор (см. рисунок), в пробирку налейте 0,5 мл этанола и добавьте туда 2 мл концентрированной серной кислоты (осторожно!). Положите туда небольшой кусочек пемзы (для равномерного кипения), полученную смесь сильно нагрейте. Выделяющийся этен пропустите по очереди через слабый раствор перманганата калия, а затем раствор бромной (или йодной) воды, взятые в количестве по 1 мл. Что вы наблюдаете?

После обесцвечивания растворов конец газоотводной трубки поднимите вверх и подожгите выделяющийся этен, не прекращая нагревания прибора. Отметьте характер пламени. Прекратите нагревание прибора, дайте ему остыть, разберите и помойте прибор.

Задание для самостоятельной работы

1.Как получают этен в лаборатории и промышленности? Напишите уравнения реакций.

2.Почему серная кислота, применяющаяся в опыте, должна быть концентрированной?

3.Почему этен легко обесцвечивает раствор перманганата калия и раствор бромной (или йодной) воды? Напишите уравнения реакций.

4. Напишите уравнение реакции горения этена.

Рисунок 3. Получение этена

Лабораторная работа №9

Кислородосодержащие органические соединения

1. Свойства глицерина

Цель: исследовать свойства глицерина. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы: - градуированная пробирка или пипетка,

- пробирка,

- глицерин,

- раствор хлорида (сульфата) меди (с=0,5 моль/л),

- раствор гидроксида натрия (калия) (10-12%-ный).

Ход работы:

1. К 0,5 мл воды в пробирке добавьте 2 капли глицерина, содержимое взболтайте. Прибавьте ещё каплю глицерина и снова взболтайте. Прибавьте ещё каплю глицерина. Что можно сказать о растворимости глицерина?

2. К полученному раствору глицерина прилейте 2 капли раствора соли меди и по каплям добавляйте раствор щёлочи до изменения окраски раствора (щелочь должна быть в избытке). Образуется глицерат меди ярко-синего цвета. Запомните: эта реакция является качественной на глицерин (многоатомные спирты).

Лабораторная работа № 10

Доказательство непредельного характера растительного жира .

Цель работы:

–экспериментально получить сложный эфир и изучить физические и химические свойства жиров, соблюдая правила по технике безопасности;

-закрепить умение подтверждать теоретические знания химическим экспериментом.

Оборудование: пробирки, вода, этанол, бензин, бензол, бромная вода, кусочки животного жира, подсолнечное масло, газовая горелка.

Опыт 1. Растворимость жиров

В одну пробирку налейте 3 мл бензина, во вторую – воды, в третью – этанола, в четвертую – бензола. Во все пробирки с веществами поместите по кусочку жира и встряхните.

Задание

1.В каком растворителе растворился кусочек жира?

Опыт 2. Доказательство непредельного характера жира

В одну пробирку налейте 2 мл подсолнечного масла, во вторую поместите кусочек твердого животного жира. К содержимому пробирок добавьте немного бромной воды. (Пробирку с кусочком твердого животного жира нагрейте до расплавления).

Задание В какой из пробирок бромная вода обесцветилась? О чем это свидетельствует?

Лабораторная работа №11.

2.Взаимодействие глюкозы и сахарозы с гидроксидом меди (II).

Цель: изучить свойства углеводов. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы: - раствор глюкозы и сахарозы,

- раствор медного купороса,

- гидроксид натрия,

- вода,

- пробирки,

- спиртовка.

Ход работы

а) В пробирке №1 налито 0,5 мл раствора глюкозы, добавьте 2 мл раствора гидроксида натрия. К полученной смеси добавьте 1 мл раствора медного купороса.

б) К полученному раствору аккуратно добавьте 1 мл воды и нагрейте на пламени спиртовки (соблюдайте правила ТБ обращения с нагревательными приборами). Прекратите нагревание, как только начнётся изменение цвета.

в) Прибавьте к раствору медного купороса раствор сахарозы, смесь взболтайте. Как изменилась окраска раствора? О чём это свидетелсьвует?

Ответьте на вопросы:

1. Что наблюдаете?

2. Почему образовавшийся в начале осадок гидроксида меди (II) растворяется с образованием прозрачного синего раствора?

3. Наличием каких функциональных групп в глюкозе обусловлена эта реакция?

4. Почему при нагревании происходит изменение цвета реакционной смеси с синего на оранжево-желтый?

5. Что представляет собой желто-красный осадок?

6. Наличие какой функциональной группы в глюкозе является причиной данной реакции?

7. Что доказывает реакции с раствором сахарозы?

Лабораторная работа №12

1. Денатурация раствора белка куриного яйца солями тяжёлых металлов.

Цель: изучить свойства белков. ОК2, ОК3, ОК4, ОК6.

Оборудование и реактивы: - раствор белка,

- раствор медного купороса,

- раствор ацетата свинца,

- пробирки.

Ход работы.

В 2 пробирки на лейте по 1-2 мл раствора белка и медленно, при встряхивании, по каплям добавьте с одну пробирку насыщенный раствор медного купороса, а в другую – раствор ацетата свинца. Отметьте образование труднорастворимых солеобразных соединений белка. Данный опыт иллюстрирует применение белка как противоядия при отравлении тяжёлыми металлами.

Оформите работу, сделайте выводы.

1. Растворение белков.

Многие белки растворяются в воде, то обусловлено наличием на поверхности белковой молекулы свободных гидрофильных групп. Растворимость белка в воде зависит от структуры белка, реакции среды, присутствия электролитов. В кислой среде лучше растворяются белки, обладающие кислыми свойствами, щелочной – белки, обладающие основными свойствами.

Альбумины хорошо растворяются в дистиллированной воде, глобулины растворимы в воде только в присутствии электролитов.

Не растворяются в воде белки опорных тканей (кератин, эластин и др.)