reakce kovů alkalických zemin

REAKCE KOVŮ ALKALICKÝCH ZEMIN
Úvod: Kovy alkalických zemin jsou prvky II. A skupiny periodického systému prvků. Mezi
nejvýznamnější prvky této skupiny patří vápník a hořčík, které jsou biogenními prvky.
Sloučeniny vápníku a hořčíku jsou narozdíl od sloučenin zbývajících prvků II.A
skupiny nejedovaté.
Úkol č. 1: Reakce a důkazy sloučenin kovů a alkalických zemin.
Princip:
Vápenná voda – vodný roztok hydroxidu vápenatého Ca(OH)2 reaguje s oxidem
uhličitým CO2 za vzniku nerozpustného produktu, který v nadbytku CO2 tvoří
produkt ve vodě rozpustný.
Rozpustné sloučeniny kovů alkalických zemin barví charakteristicky plamen,
vápenatá sůl – cihlově červeně, strontnatá sůl – karmínově červeně, barnatá sůl –
žlutozeleně.
Pomůcky: zkumavka, skleněná nebo plastová trubička,
Chemikálie: roztok Ca(OH)2 – vápenná voda, kyselina chlorovodíková HCl (w = 10 %),
fenolftalein
Pracovní postup: Asi 3 cm3 vápenné vody nalijeme do dvou zkumavek. Do roztoku v první
přidáme kapku fenolftaleinu – roztok se barví červenofialově. Do roztoku
ve druhé zkumavce vydechujeme skleněnou trubičkou oxid uhličitý.
Roztok se zakalí. S vydechováním pokračujeme tak dlouho, dokud se
roztok vyčeří. Málo rozpustný uhličitan vápenatý reaguje s CO2 za vzniku
dobře
rozpustného
hydrogenuhličitanu
vápenatého.
Roztok
hydrogenuhličitanu vápenatého povaříme a pak ze zkumavky vylijeme.
Na stěnách zkumavky se vyloučí uhličitan vápenatý. Tímto způsobem
vzniká z tvrdé vody tzv. kotelní kámen. Zkumavku vyčistíme kyselinou
chlorovodíkovou.
Grafitovou tyčinku (tuhu) vložte do oxidační zóny plamene. Poté tuhu
vložte do zkoumaného roztoku, až se na něm odpařením vytvoří
krystalky soli, tento postup několikrát opakujte. Na základě zbarvení
plamene rozhodněte, o kterou sůl se jedná.
Otázky:
Ve výsledcích protokolu odpovězte na následující otázky/úkoly.
1) Proč se roztok ve zkumavce zakalí po vdechování CO2 do zkumavky?
Vyjádřete tento děj chemickou rovnicí. Jak se bude měnit pH při této reakci?
GYMNÁZIUM POLIČKA
2. ROČNÍK – LABORATORNÍ PRÁCE Č. 1
Strana 1 (celkem 3)
REAKCE KOVŮ ALKALICKÝCH ZEMIN
2) Co je příčinou opětovného vyčeření roztoku? Vyjádřete tento děj chemickou
rovnicí. Probíhají uvedené děje někde v přírodě?
3) Popište, co se stalo při převaření vyčeřeného roztoku.
4) Proč se zkumavka vyčistila kyselinou chlorovodíkovou? Zapište tento děj
chemickou reakcí.
5) Napište, v jaké zkumavce jste dokázali danou sůl. Napište rovněž, na základě
čeho jste se tak rozhodli.
Úkol č. 2: Příprava a reakce oxidu hořečnatého
Princip:
Hořčík je stříbrolesklý kov. Tvoří hořečnaté ionty, ale v některých jeho
sloučeninách se uplatňují kovalentní vazby. Za zvýšené teploty je značně
reaktivní.
Pomůcky: kahan, chemické kleště, porcelánová (odpařovací) miska, filtrační aparatura
Chemikálie: hořčíková páska Mg, fenolftalein
Pracovní postup: Hořčíkovou
pásku
vložíme
do
plamene. Hořčík se zapálí a shoří za
vzniku
a
oxidu
nitridu
hořečnatého
hořečnatého
MgO
Mg3N2.
Pozorujte, jakým způsobem hořčík
hoří.
Produkt
porcelánové
zachytíme
misky.
do
K získanému
prášku přidáme malé množství vody,
směs
promícháme
a
po
chvíli
přefiltrujeme. K filtrátu přikápneme indikátor, fialové zbarvení je
důkazem OH– skupiny.
Poznámka: Narozdíl od práškového MgO, krystalická forma s vodou téměř nereaguje.
Nitrid hořečnatý reaguje s vodou podle reakce:
Mg3N2 + H2O → Mg(OH)2 + NH3
Vzniklý amoniak ve vodě alkalicky hydrolyzuje podle známé reakce:
GYMNÁZIUM POLIČKA
2. ROČNÍK – LABORATORNÍ PRÁCE Č. 1
Strana 2 (celkem 3)
REAKCE KOVŮ ALKALICKÝCH ZEMIN
NH3 + H2O → NH+4 + OH–
Otázky:
Ve výsledcích protokolu odpovězte na následující otázky/úkoly.
1) Chemickou rovnicí vyjádřete hoření hořčíkové pásky. Jakým způsobem
hořčíková páska hoří? Co jste pozorovali (barva, jasnost plamene)?
2) Co je příčinou změnou barvy fenolftaleinu po jeho přidání do filtrátu.
3) Chemickou rovnicí popište chemickou reakci práškového MgO v vodou?
GYMNÁZIUM POLIČKA
2. ROČNÍK – LABORATORNÍ PRÁCE Č. 1
Strana 3 (celkem 3)