Лабораторная работа. Саргаев П.М., Луцко Т.П., Злотникова Р.А

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ДЕПАРТАМЕНТ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ
И ОБРАЗОВАНИЯ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ
АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

ПРАКТИКУМ
ПО
НЕОРГАНИЧЕСКОЙ
ХИМИИ

Санкт-Петербург

УДК: 546.3:619

Саргаев П.М., Луцко Т.П., Злотникова Р.А. Практикум по неорганической химии. - СПб., Издательство ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ», 2012. – 49с.

«Практикум по неорганической химии» написан в виде методических рекомендаций в соответствии с рабочей программой по неорганической химии для студентов 1 курса, обучающихся по специальности «Ветеринария», «Ветеринарно-санитарная экспертиза», «Биоэкология», «Водные ресурсы и аквакультура».

Издание седьмое,

переработанное и дополненное

Утверждено методическим советом ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ»
Протокол № 8 от 06.09.12г.

© ФГБОУ ВПО «СПбГАВМ», 2012 г.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий Практикум предназначен для студентов 1 курса дневной и заочной форм обучения факультетов ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, специального обучения, биоэкологии, водных ресурсов и аквакультуры. Практикум состоит из 14 тем, в каждой из которых приведены основные вопросы по теме, примеры решения задач, домашние задания, методики выполнения лабораторных работ и список литературы. С целью приближения Практикума к особенностям специальностей факультетов в плане каждой темы включены вопросы по биологическому действию рассматриваемых соединений, возможного применения основных изучаемых соотношений и свойств химических соединений в практике ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, мониторинга экосистем и водных ресурсов.

Для закрепления материала предполагается активное участие студента в образовательном процессе: обсуждение вопросов по теме; выполнение домашних заданий; решение задач, выполнение лабораторных работ; составление отчетов, включающих описание методик проведения опытов, результатов реакций; написание уравнений (в том числе термохимических) химических реакций, и выводы. Процесс обучения предполагает участие студентов в анализе возможностей применения изучаемых, элементов, методик и химических реакций, как для целей идентификации веществ, так и изучения процессов ассимиляции энергии и веществ неорганического происхождения организмом животного.

Практикум составлен в соответствии с программой лабораторных работ по неорганической химии. При переработке Практикума учтены изменения рабочего плана, рекомендованные МСХ РФ учебные пособия и особенности дифференциации студентов по специальностям факультетов ветеринарной медицины, ветеринарно-санитарной экспертизы, биоэкологии, водных ресурсов и аквакультуры.

Тема 1. Классификация элементов
и неорганических соединений

Содержание темы

1. Биологическая роль, содержание в организме животного и применение в практике ветеринарной медицины и ветеринарно-санитарной экспертизы как основа классификации элементов на макроэлементы, микроэлементы и элементы ветеринарно-практического значения. Расположение макро- и микроэлементов в таблице Д.И. Менделеева.

Макроэлементы: Водород H, с одной стороны, является s-элементом, с другой - у него не хватает одного электрона до завершения электронного слоя, поэтому водород может быть отнесен к первой группе как s-элемент и к группе 7 – по второму признаку. Более определенное положение в таблице Д.И. Менделеева занимают натрий Na и калий K, магний Mg и кальций Ca – s-элементы первой и второй группы таблицы, а также p-элементы (углерод C, азот N, фосфор P, кислород O, сера S, хлор Cl).

Известно 60 микроэлементов. Типичными микроэлементами являются: некоторые d-элементы (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo, W), p-элементы (B, Si, Ge, As, Sb, Se, F, Br, I).

В практике ветеринарной медицины и ветеринарно-санитарной экспертизы используются соединения, содержащие макро- и микроэлементы, а также элементы Li, Ag, Au, Ba, Cd, Hg, Al, Sn, Pb, Sb, Bi и другие.

Степень окисления элемента, имеющего переменную валентность, ставится в скобках римскими цифрами в названии соединения. Например, SO₂ - оксид серы(IV), Fe(OH)₃ - гидроксид железа(III), PbSO₄ - сульфат свинца(II), но Na₂O - оксид натрия, Ca(OH)₂ - гидроксид кальция, ZnS - сульфид цинка.

Названия кислот и солей связаны со степенью окисления элемента, образующего кислотный остаток.

2. Оксиды, их состав, названия. Способы получения. Оксиды основные, кислотные, амфотерные; их свойства, зависимость от степени окисления элемента, расположения в системе элементов.

Примеры не образующих соли оксидов: H₂O, N₂O, CO, SiO, NO, SO.

Солеобразующие оксиды классифицируют как основные, кислотные и амфотерные.

Элементы, образующие основные оксиды, сосредоточены в левой и нижней части таблицы Д.И. Менделеева. Примерами основных оксидов являются оксиды s-элементов первой группы и нижней части второй - (Mg, Ca, Sr, Ba, Ra).

Элементы, оксиды которых имеют кислотный характер, сосредоточены в правой и верхней части таблицы Д.И. Менделеева. Примерами типичных кислотных являются оксиды p-элементов группы 7 и солеобразующие оксиды группы 6.

Элементы, образующие амфотерные оксиды, сосредоточены преимущественно в центре таблицы Д.И. Менделеева. Примерами типичных оксидов с амфотерными свойствами являются: BeO, ZnO, Al₂O₃, Ga₂O₃, In₂O₃, GeO, SnO, PbO, GeO₂, SnO₂, PbO₂, As₂O₃, Sb₂O₃, Cr₂O₃, MnO₂.

Амфотерность оксидов можно обнаружить по правилу усиления кислотных свойств оксидов элемента по мере увеличения степени окисления элемента. Примеры: Оксиды As₂O₃ и Sb₂O₃ - амфотерные, тогда как As₂O₅ и Sb₂O₅ – кислотные. Оксиды CrO - основной, Cr₂O₃ – амфотерный, CrO₃ – кислотный; MnO - основной; MnO₂ - амфотерный; MnO₃ и Mn₂O₇ – проявляют кислотные свойства.

Некоторые оксиды проявляют амфотерные свойства только при высоких температурах. Примером является Fe₂O₃, который при высоких температурах образует соли с металлами и в таком виде может попасть в организм животного.

3. Основания. Состав и название оснований. Химические свойства. Классификация по кислотности, растворимости, силе основания. Связь свойств со строением электронной оболочки атома элемента, образующего гидроксид.

Силу основания элемента можно оценить по химическим свойствам, электролитической диссоциации и электропроводимости растворов. Растворы слабых оснований плохо проводят электрический ток. Примерами сильных являются основания s-элементов первой группы и некоторых (Ca, Sr, Ba, Ra) второй группы. Примерами слабых являются существующие основания d- и f-элементов, а также Mg(OH)₂ и NH₄OH.

4. Кислоты. Состав и названия. Химические свойства. Классификация кислот по основности, составу и по их силе.

5. Амфотерные гидроксиды. Их свойства.

6. Соли. Состав и название средних, основных и кислых солей. Получение и свойства солей.

7. Роль солей, оксидов, кислот и оснований в организме животных. Применение в ветеринарной практике.

Хлороводородная кислота HCl является единственной из неорганических кислот, которая постоянно присутствует в свободном виде в желудочном соке животных и человека. Её концентрация в желудочном соке человека составляет 0,3%. Другие неорганические кислоты находятся в связанном состоянии. Физиологическое действие соединений элемента, образующего основные и амфотерные гидроксиды, в существенной мере определяется силой оснований этого элемента, силой кислот, с которыми он взаимодействует, и растворимостью продуктов взаимодействия во внутренней среде организма животного. Эти факторы проявляются в дифференциации организмом свойств элементов разных групп (например, s-элементов первой (Na, K) и второй групп (Mg, Ca)) таблицы Д.И. Менделеева. Дифференциация характеристик элементов связана с высокой структурированностью и организованностью организма животных.

Домашнеезадание

Лабораторная работа

Реактивы и оборудование: 1) кристаллический ацетат натрия CH₃COONa; 2) 2 н. серная кислота H₂SO₄; 3) 0,5 н. раствор сульфата меди(II) CuSO₄; 4) 1 н. раствор гидроксида натрия NaOH; 5) 0,5 н. раствор хлорида цинка ZnCl₂; 6) 10% раствор гидроксида аммония NH₄OH; 7) штатив для пробирок; 8) 5 пробирок.

Опыт 1. Взаимодействие солей с кислотами. Положите в пробирку несколько кристалликов ацетата натрия и прилейте разбавленной серной кислоты. Отметьте запах образовавшегося продукта. Напишите уравнение реакции.

Опыт 2. Получение основания взаимодействием соли со щелочью. Налейте в пробирку 1 мл раствора сульфата меди(II), добавьте избыток раствора гидроксида натрия. Отметьте цвет осадка и цвет раствора над осадком. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.

Опыт 3. Амфотерные гидроксиды. В пробирку с раствором хлорида цинка добавляйте по каплям раствор гидроксида натрия до образования осадка. Содержимое пробирки разлейте в две пробирки; в одну добавьте серную кислоту, в другую - избыток щелочи. Отметьте наблюдаемые изменения и объясните происходящие явления. Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод о поведении амфотерного гидроксида в кислой и щелочной среде. Какие соединения цинка находят применение в ветеринарии?

Опыт 4. Образование основных солей. В пробирку с раствором сульфата меди(II) постепенно по каплям добавляйте раствор гидроксида аммония. Опишите наблюдаемые явления. Отметьте цвет образовавшегося осадка основной соли (CuOH)₂SO₄. Напишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Приведите примеры применения солей меди в ветеринарной практике.

Таблица 1

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: