Л ______________ (число, місяць) абораторна робота № 9 Тема: Вивчення властивостей сполук Нітрогену та Карбону.

Мета заняття: вивчити властивості сполук Нітрогену та Карбону.

Досліди:

1. Взаємодія нітратної кислоти з металами.

2. Добування карбон (ІV) оксиду та вивчення його властивостей.

Прилади та матеріали:

Реактиви:

нітратна кислота /НNO₃/, хлоридна кислота /HCl/, магній /Мg/, цинк /Zn/,

мідь /Cu/, кальцій карбонат /СаСO₃/, натрій гідроген карбонат /NaHCO₃/,

вапняна вода /насичений розчин Са(ОН)₂/, лакмус.

Обладнання:

штатив з пробірками, пробіркотримач, пробка з газовідвідною

трубкою, спиртівка.

 Теоретичне обґрунтування теми

Нітроген - елемент V групи головної підгрупи, типовий неметалевий

р-елемент. За активністю серед неметалевих елементів посідає третє місце після Флуору та Оксигену і утворює велику кількість як неорганічних так і органічних сполук зі ступенями окиснення від -3 до +5. Позитивні ступені окиснення Нітроген проявляє у сполуках з Оксигеном і Флуором. Ступень окиснення +5 Нітроген проявляє в оксиді N₂О₅ та нітратній кислоті НNО₃.

Нітратна кислота – сильна кислота, проявляє всі властивості кислот, є дуже сильним окисником: вона руйнує тваринні і рослинні тканини, окиснює майже всі метали і неметали. Утворення тих чи інших продуктів взаємодії залежить від концентрації НN0₃, активності простої речовини і температури. Взаємодія нітратної кислоти з металами виражається таблицею:

При взаємодії із металами водень не виділяється: він окислюється, утворюючи воду. Кислота, залежно від концентрації й активності металу, може відновлюватися до сполук:

Таблиця 5 Взаємодія нітратної кислоти (НNO₃) з металами

Концентрація кислоти	Метали (в електрохімічному ряді напруг)	Продукти взаємодії
Розведена	Від Li до Zn з дуже розведеною HNO3	Me(NO3)x + NH4NO3 + H2O
	Від Fe до Н з дуже розведеною HNO3
	Справа від Гідрогену	Me(NO3)x + NO↑ + H2O
Концентрована	Fe, Cr, Al, Pt, Au, Os, Ir, Ta, W	Не взаємодіє
	Від Li до Zn	Me(NO3)x + N2O↑ + H2O
	Від Fe до H	Me(NO3)x + NO↑ + H2O
	Справа від Гідрогену	Me(NO3)x + NO2 ↑+ H2O

Карбон – неметалевий р-елемент ІV групи головної підгрупи. В сполуках виявляє ступені окиснення -4, +2, +4: негативні ступені окиснення - в сполуках з металами (карбіди) і Гідрогеном (вуглеводні), позитивні - у сполуках з Оксигеном.

Карбон утворює два оксиди: отруйний карбон (ІІ) оксид СО (чадний газ) і неотруйний карбон (ІV) оксид СО₂ (вуглекислий газ). СО – безбарвний газ, не взаємодіє з водою і лугами, тобто є несолетвірним оксидом; утворюється при неповному окисненні Карбону. СО₂ – кислотний оксид, утворюється при повному окисненні (горінні), диханні, гнитті, бере участь у важливому біологічному процесі – фотосинтезі. В промисловості його одержують розкладанням вапняку:

СаСО₃ ^t0C→ СаО + СО₂; у лабораторії - взаємодією хлоридної кислоти з мармуром:

СаСО₃ + 2НСl → CaCl₂ + Н₂О + СО₂↑_.

Вуглекислий газ важчий за повітря, не підтримує горіння, дихання, розчиняючись у воді утворює слабку і нестійку карбонатну кислоту:

СО₂ +Н₂О ↔ Н₂СО₃

СО₂ є кислотним оксидом, взаємодіє з оксидам металів, легко поглинається розчинами лугів, утворюючи карбонати і гідрокарбонати:

2NаОН + СО₂ → Nа₂СО₃ + Н₂О

NаОН + СО₂ → NаНСО_3.

Солі карбонатної кислоти термічно нестійкі: карбонати лужно-земельних металів розкладаються при 800-1000⁰С; термічна стійкість карбонатів малоактивних металів (мідь, срібло та ін.) дуже низька.

Са(НСО₃)₂ ^t0C→ СаСО₃↓+ СО₂↑ + Н₂О.

СаСО₃ ^t0C→ СаО + СО₂↑

Усі карбонати і гідрогенкарбонати реагують із кислотами з виділенням оксиду карбону (ІV):

МgСО₃+2НСl→ MgСl₂+СО₂↑+ Н₂О (якісна реакція на йони СО₃^2- і НСО₃^-),

який при пропусканні у вапняну воду спричиняє її помутніння:

СО₂ + Са(ОН)₂ → СаСО₃↓ + Н₂О.