Лабораторная работа № 14 Жесткость воды и способы ее устранения

Ц е л ь р а б о т ы: познакомиться с методами умягчения и обессоливания воды, получить практические навыки определения жёсткости воды, познакомиться с методами комплексoно-метрического титрования и кондуктометрического определения солесодержания.

О б о р у д о в а н и е и м а т е р и а л ы: бюретка для титрования, конические колбы, штатив, титрованный раствор трилона Б, аммиачно-буферный раствор, проба жёсткой воды, титрованный раствор соляной кислоты, индикаторы (метилоранж, эриохром чёрный Т), колонка с катионитом КУ-1 в Na-форме, колонка с катионитом КУ-1 в Н-форме, колонка с анионитом АН-1 в ОН-форме, кондуктометр.

Методика выполнения

Опыт №1. Определение общей жёсткости.

Общую жёсткость определяют титрованием пробы воды раствором трилона Б в присутствии индикатора – эриохром чёрного Т. Наиболее точный результат получается при рН=8-11, поэтому для создания такой среды прибавляют в пробирку аммиачно-буферную смесь (NH₄ОH+NH₄C1).

Для этого взять 50 см³ воды, прибавить 5 см³ буферной смеси, 5-6 капель индикатора и титровать раствором трилона Б известной концентрации до перехода окраски из розово-красной в зеленовато-синюю.

Расчёт общей жёсткости ведут по формуле:

Ж_общ.= , ммоль/дм³

где V_T - объём раствора трилона Б, пошедший на титрование пробы, см³ ;

-молярная концентрация эквивалента раствора трилона Б, моль/дм³;

V_В - объём пробы воды, см³.

Опыт №2. Уменьшение жёсткости с помощью катионитной обработки воды.

Пробу воды, для которой определена временная и постоянная жёсткости, пропустить через колонку с катионитом КУ-1 4-5 раз. После катионитной обработки воды определить её временную и постоянную жёсткости. Делают вывод относительно эффективности этого процесса.

Контрольные вопросы

1. Что понимают под термином «жёсткость воды»? В каких единицах измеряется жёсткость?

2. Указать методы умягчения и обессоливания воды.

3. Какими методами можно определить временную и постоянную жёсткости; какие реакции лежат в основе этих методов?

Лабораторная работа № 8 окислительно-восстановительные реакции

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с сущностью и классификацией окислительно-восстановительных реакций, получить практические навыки составления уравнений этих реакций с помощью метода электронно-ионного баланса.

О б о р у д о в а н и е и м а т е р и а л ы: штатив с пробирками, фарфоровая чаша, микрошпатель, 0.1 М растворы H₂S0₄, KI, KMnO₄, FеС1₃, ВаСl₂, CuSO₄, H₂O₂, MnSO₄, Na₂SO₃, кристаллический йод, порошкообразный цинк, раствор крахмала, концентрированный раствор щёлочи.

Методика выполнения работы

Опыт №1. Окислительные свойства пероксида водорода.

В пробирку налить 1-2 см³ раствора KI, подкислить 2-3 каплями разбавленного раствора H₂SО₄ и прибавить 1-2 см³ Н ₂О₂. Наблюдать выделение йода (прибавить 1 каплю раствора крахмала). Какое вещество в этой реакции является окислителем и какое восстановителем? Составить уравнение реакции на основе электронно-ионного баланса.

Опыт №2. Восстановительные свойства пероксида водорода.

В пробирку налить 1-2 см³ раствора КМnO₄, подкислить 2-3 каплями разбавленного раствора H₂SO₄ и прибавить 1-2 см³ раствора Н₂O₂ до обесцвечивания раствора перманганата. Определить окислитель и восстановитель в этой реакции. Составить уравнение реакции, учитывая, что одним из продуктов является кислород.

Опыт № 3. Влияние характера среды на протекание окислительно-восстановительных реакций.

В три пробирки налить по 1-2 мл раствора КМnO₄, затем прибавить: в первую - 5 капель разбавленной серной кислоты, во вторую - 5 капель дистиллированной воды, в третью - 5 капель концентрированного раствора щёлочи. После этого в каждую из пробирок прибавить шпателем одинаковое количество сухой соли Na₂SO₃. Встряхиванием раствора добиться изменения окраски в каждой из пробирок. Составить уравнение реакций на основе электронного баланса, имея ввиду следующее:

а) во всех трёх случаях ион переходит в ион , причём оба иона являются бесцветными и на окраску раствора не влияют;

б) в кислой среде ион МnО^-₄ переходит в ион Мn²⁺

в) в нейтральной среде ион МnО восстанавливается до МnО₂;

г) в щелочной среде образуется ион , который окрашивает раствор в зелёный цвет.

Опыт № 4. Влияние кислотности среды на направление реакции взаимодействия йода с щёлочью.

Кристаллик йода обработать в пробирке небольшим количеством раствора щёлочи при слабом нагревании. Наблюдать переход йода в раствор. Составить уравнение реакции, имея в виду, что одним из продуктов реакции является йодат щелочного металла.

Полученный раствор подкислить разбавленной серной кислотой. Наблюдать выделение свободного иода. Составить уравнения реакции взаимодействия иодида и иодата в присутствии. Н₂SO₄. Объяснить, почему реакция пошла в обратном направлении.

Контрольные вопросы

1. Чем объяснить двойственность свойств пероксида водорода в окислительно-восстановительных реакциях?

2. В какой среде КМnO₄ является более сильным окислителем?

3. Какой фундаментальный закон природы лежит в основе составления уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронно- ионного баланса?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА

Ц е л ь р а б о т ы: получить и исследовать важнейшие свойства некоторых органических соединений.

О б о р у д о в а н и е и м а т е р и а л ы: штатив с пробирками, нагревательный прибор; ацетат натрия, этанол, формальдегид, ацетон, растворы КМnO₄, К₂Сг₂O₇, H₂SO₄, NaOH, NH₄OH, аммиачный раствор оксида серебра.

Методика выполнения

Опыт №1. Получение и свойства предельных углеводородов на примере метана.

Поместить в пробирку тщательно измельчённую смесь, состоящую из ацетата натрия и гидроксида натрия в массовом соотношении 1:2. Пробирку закрыть пробкой с отводной трубкой и нагреть. Происходит образование метана и карбоната натрия. Пропустив полученный метан через водные растворы KMnO₄, сделать выводы относительно свойств предельных углеводородов. Написать уравнение реакции получения метана.

Опыт №2. Окисление спиртов.

В пробирку налить 2 см³ разбавленного раствора К₂Сг₂O₇, 1 см³ 2 М

H₂ SO₄ и 1 см этанола. Смесь осторожно нагреть. Как изменяется цвет раствора? Обратить внимание на характерный запах ацетальдегида (запах прелых яблок). Реакция протекает по уравнению:

ЗСН₃СН₂OН+К₂Сг₂О₇+4Н₂SO₄=ЗСН₃СНО+К₂SO₄+Сг₂(SO₄)₃+7Н₂O

Опыт №3. Реакция на альдегиды (реакция серебряного зеркала).

В чистую пробирку налить 2 см³ аммиачного раствора оксида серебра [Ag(NH₃)₂OH и прибавить 3-4 капли раствора формальдегида. Пробирку подогреть на кипящей водяной бане. При этом её стенки покрываются блестящим налётом металлического серебра.

Реакция идёт по уравнению:

HCHO+2[Ag(NH₃)₂]OH=HCOOH+2Ag +H ₂O+4NH₃