PRÁCE S PLYNY

IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
LABORATORNÍ PRÁCE Č. 6
PRÁCE S PLYNY
PRINCIP
Mezi nejrozšířenější práce s plyny v laboratoři patří příprava a důkazy oxidu uhličitého CO 2,
kyslíku O2, vodíku H2, oxidu siřičitého SO2 a amoniaku NH3.
Reakcí pevných látek s kyselinami nebo louhy vyrobíme plyn, který jímáme do předlohy a
dokazujeme pomocí jeho charakteristických vlastností.
Plyny jsou těžší, nebo lehčí než vzduch, a podle toho je třeba upravit jímací aparaturu.
VIDEONÁVOD
http://youtu.be/zMcf5yzEruA?list=PLr0I4N3GXUFHGYdPAzQe5-LGatFBL5tDl
ÚKOL Č. 1: PŘÍPRAVA CO2
PRINCIP
Oxid uhličitý se v laboratoři připravuje dvěma způsoby:
1. rozkladem uhličitanů kyselinami
CaCO3 + 2HCl → CO2 + H2O + CaCl2
2. tepelným rozkladem uhličitanů (např. vápence)
CaCO3 → CaO + CO2
V laboratorní práci použijeme metodu č. 1.
POMŮCKY
Univerzální nebo lakmusový papírek, špejle, 2 kádinky 250 ml, dělicí nálevka 250 ml, zátka,
frakční baňka 250 ml, svíčka, 3 zkumavky.
CHEMIKÁLIE
Kusový
uhličitan
vápenatý
CaCO3,
www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls
HCl
(1:1),
vápenná
voda
Ca(OH)2, lakmus.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
POSTUP
1. Sestrojíme aparaturu podle schématu.
2. Do frakční baňky dále asi 5 kousků vápence, do dělicí nálevky nalijeme 50 ml HCl
(1 : 1).
3. Začneme pomalu přikapávat HCl z dělicí nálevky a pozorujeme šumění vápence.
4. Vznikající CO2 jímáme do zkumavky čistý, nebo probubláváme do roztoku kapaliny –
dle následujících důkazů.
Nákres aparatury:
Příprava CO2
HCl (1:1)
CO2
CaCO3
Důkazy oxidu uhličitého
1. Oxid uhličitý vzniklý rozkladem vápence zavádíme do nasyceného roztoku hydroxidu
vápenatého (vápenné vody). Původně bezbarvý roztok se zakalí vzniklou bílou
sraženinou uhličitanu vápenatého, což je důkazem oxidu uhličitého.
Rovnice důkazu:
Ca(OH)2(aq) + CO2 (g) → CaCO3(s) + H2O(l)
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
2. Oxid uhličitý je plyn těžší než vzduch. Můžeme jej jímat do zkumavky. Ke zkumavce
naplněné CO2 přiložíme hořící špejli, která by měla účinkem CO 2 zhasnout.
3. Do zkumavky opět jímáme CO2 připravený rozkladem vápence. Do kádinky umístíme
hořící čajovou svíčku a CO2 ze zkumavky vlijeme do kádinky (resp. jej zavádíme přímo
do kádinky). Svíčka by měla zhasnout.
4. Oxid uhličitý necháme probublávat do zkumavky s vodou. CO2 se rozpouští ve vodě za
vzniku kyseliny uhličité. Po 3 minutách zkoumáme reakci roztoku pH papírkem, resp.
přídavkem 5 kapek indikátoru lakmus. Změnu zbarvení zapíšeme.
Rovnice důkazu:
CO2 (g) + H2O(l) → H2CO3 (l)
ZÁVĚR
Napište stručné shrnutí výsledků analýz a přípravy plynu.
ÚKOL Č. 2: PŘÍPRAVA SO2
PRINCIP
Oxid siřičitý připravíme spalováním síry na spalovací lžičce. Jímáním do vody jej zachytíme a
dokážeme jako kyselinu siřičitou.
POMŮCKY
Lakmusový papírek, laboratorní lžička, spalovací lžička, Erlenmeyerova baňka, kádinka 250 ml,
zátka s otvorem, kahan.
CHEMIKÁLIE
Síra, lakmus, destilovaná voda. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls
POSTUP
Do spalovací lžičky naberte práškovou S, rozehřejte nad plamenem, až se roztaví a začne hořet.
Ihned poté vložte do Erlenmeyerovy baňky naplněné vodou s lakmusem, zazátkujte a nechte
v digestoři reagovat. Pozorujte vznik bílých dýmů a změnu zbarvení indikátoru.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
Nákres aparatury:
Spalování síry
SO2
S
H2O
ROVNICE
Spalování síry:
S + O2 → SO2
SO2 + H2O → H2SO3
ZÁVĚR
Napište stručné shrnutí výsledků analýz a přípravy plynu.
ÚKOL Č. 3: PŘÍPRAVA VODÍKU
CHEMIKÁLIE
HCl (1 : 1), Zn granulovaný, CuO, Na, fenolftalein. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls
POMŮCKY
2 zkumavky, zátka, lžička, skleněná trubice, špejle, krystalizační miska, síťka, nůž.
POSTUP
1. Do zkumavky nalijeme 5 ml HCl (1 : 1), přidáme 1 granuli Zn. Zkumavku uzavřeme
zátkou se skleněnou trubičkou. Vznikající vodík jímáme do suché zkumavky v držáku a
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
po naplnění zkumavku oddálíme od zdroje a vodík zapálíme pomocí hořící špejle.
Třaskavá směs vodíku a kyslíku shoří s charakteristickým zvukem – tzv. štěknutím.
2. Do směsi HCl a Zn ve zkumavce nasypeme 1 malou lžičku CuO. Redukčním
působením vznikajícího vodíku se vytvoří červená houbovitá Cu.
3. Ukrojíme nožem malý kousek Na a vhodíme do vody se 3 kapkami fenolftaleinu
v krystalizační misce. Misku ihned zakryjeme síťkou, sledujeme změnu zbarvení.
Nákres aparatury:
Příprava a důkaz vodíku
H2
H2
HCl (1:1)
Zn
ROVNICE
Rovnice důkazu vodíku:
H2 + CuO → H2O + Cu
Rovnice reakce se sodíkem:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
ZÁVĚR
Napište stručné shrnutí výsledků analýz a přípravy plynu.
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
ÚKOL Č. 4: PŘÍPRAVA AMONIAKU _NH3
PRINCIP
Amoniak připravíme reakcí amonných solí se silným hydroxidem. Důkazem je charakteristický
zápach vytěsněného amoniaku a jeho zásaditá reakce.
POMŮCKY
Lakmusový papírek, laboratorní lžička, zkumavka.
CHEMIKÁLIE
NH4Cl, NaOH (c = 0,5 mol/l), lakmus nebo pH papírek, destilovaná voda. www.interaktivnichemie.cz/katalog.xls
POSTUP
Do zkumavky dáme asi 0,5 g NH4Cl a přidáme cca 1 ml NaOH (c = 0,5 mol/l). Ověříme pH
vznikajícího plynu na navlhčeném pH papírku. Opatrně přičichneme přiháněním par amoniaku.
ROVNICE
NH4Cl + NaOH → NH3 + NaCl + H2O
ZÁVĚR
Napište stručné shrnutí výsledků analýz a přípravy plynu.
ÚKOL Č. 5: PŘÍPRAVA KYSLÍKU O2
PRINCIP
Kyslík lze připravit několika způsoby – tepelným rozkladem látek obsahujících kyslík, nebo
reakcí peroxidu vodíku se silnými oxidačními činidly, která peroxid redukuje.
POMŮCKY
Erlenmeyerova baňka, laboratorní lžička, špejle.
CHEMIKÁLIE
MnO2, 10% H2O2. www.interaktivni-chemie.cz/katalog.xls
IN VESTIC E D O R OZ VOJE
VZ DĚLÁVÁNÍ
POSTUP
Do Erlenmeyerovy baňky dáme asi 0,5 g MnO2, a přidáme cca 10 ml 10% H 2O2. Směs začne
bouřlivě reagovat. Asi po 3-5 minutách zkoušíme zapálit vzniklý kyslík doutnající špejlí.
ROVNICE
MnO2 + H2O2 → O2 + MnO + H2O
ZÁVĚR
Napište stručné shrnutí výsledků analýz a přípravy plynu.
Poznámka:
Vzhledem k časové náročnosti práce je třeba v jednom cvičení vybrat jen dvě přípravy plynů
včetně důkazů, které žáci provedou. Další pokusy je vhodné předvést demonstrativně
(především u slabších skupin, u silnějších skupin mohou žáci provádět samostatně i více prací).
BEZPEČNOST PRÁCE
Dodržovat bezpečnost při práci s alkalickými kovy – sodík způsobuje těžké poleptání kůže a
poškození očí, při styku s vodou reaguje a uvolňuje hořlavé plyny. Používat ochranné rukavice a
ochranné brýle nebo obličejový štít, skladovat pod petrolejem.
Peroxid vodíku 30% je silně žíravá látka, způsobuje poleptání očí, při práci používejte ochranné
rukavice.
Oxid siřičitý je dráždivý plyn, pracovat v digestoři.
http://interaktivni-chemie.cz/