Експериментальна частина. Завдання 1. Властивості сполук Мангану (II)

Завдання 1. Властивості сполук Мангану (II)

1.1.Взаємодія мангану з кислотами

Покладіть у дві пробірки по невеликому кусочку металічного мангану і додайте до однієї з них 1-2 см³ розбавленої хлоридної кислоти, а до другої – розбавленої сульфатної кислоти. Що відбувається? Напишіть рівняння реакцій.

1.2.Одержання і властивості мангану (II) гідроксиду

Налийте в пробірку 5-6 см³ розчину мангану (II) сульфату і додайте такий самий об’єм розчину натрію гідроксиду. Спостерігайте утворення осаду мангану (II) гідроксиду слабо-рожевого кольору.

Розлийте вміст пробірки з осадом у три пробірки. До однієї додайте розбавленої HCl або H₂SO₄, а до другої – надлишок розчину натрію гідроксиду. Вміст третьої пробірки добре збовтайте і залишіть на деякий час, спостерігаючи, як осад поступово буріє внаслідок оксидації киснем повітря Мn ²⁺ до Мn ⁴⁺. Напишіть рівняння реакцій.

1.3.Одержання малорозчинних солей Мангану (ІІ)

В три пробірки налийте по 1-2 см³ розчину мангану (ІІ) сульфату. До першої пробірки прилийте декілька крапель калію хромату, до другої - натрію карбонату, до третьої – амонію сульфіду. Що спостерігається? До кожного осаду додайте по 2-3 см³ розчину хлоридної кислоти і зробіть висновки про розчинність одержаних солей мангану (ІІ) в кислоті. Напишіть рівняння реакцій.

1.4.Взаємодія солі Мангану (ІІ) з амонію сульфідом і гідрогену сульфідом

У дві пробірки внесіть по 3-5 крапель розчину солі Мангану (ІІ). В одну з них додайте 3-5 крапель розчину амонію (або натрію) сульфіду, в другу – стільки ж сірководневої води. Напишіть рівняння реакції утворення осаду мангану сульфіду і вкажіть його колір.

Застосувавши правило добутку розчинності, поясніть відсутність осадів у випадку дії на сіль Мангану (ІІ) сірководневої води. Осад мангану (ІІ) сульфіду розмішайте скляною паличкою: він буріє внаслідок оксидації киснем повітря. Напишіть рівняння реакції, враховуючи, що утворюється мангану (ІV) гідроксид і вільна сірка. Реакція протікає за участю води.

1.5.Відновні властивості сполук Мn²⁺ в лужному середовищі

1.5.1.Взаємодія з гідрогенпероксидом у лужному середовищі

До розчину солі мангану (ІІ) (3-5 крапель) додайте 2-3 краплі розчину лугу і 3-4 краплі 10%-ного розчину гідрогенпероксиду. Суміш підігрійте до припинення виділення кисню внаслідок повного розкладу надлишку гідрогенпероксиду. Спостерігайте утворення осаду H2MnO4. Напишіть рівняння реакції.

1.5.2.Взаємодія солі Мангану (ІІ) з бромною водою в лужному середовищі

До 2-3 см³ розчину мангану (ІІ) сульфату прилийте 1 см³ 2н розчину натрію гідроксиду. До одержаного розчину додайте 5-6 крапель бромної води. Що при цьому відбувається? Напишіть рівняння реакції.

1.6.Відновні властивості сполук Mn²⁺ в кислому середовищі

1.6.1.Взаємодія солі Мангану (ІІ) з натрію бісмутатом в кислому середовищі

Розчин солі Мангану (ІІ) (3-5 краплин) підкисліть 2н розчином нітратної кислоти (5-6 крапель) і додайте до суміші 1-2 мікрошпателі натрію бісмутату (NaBiO₃). Збовтайте вміст пробірки і поставте його в штатив. Через деякий час спостерігайте появу фіолетового забарвлення розчину. Напишіть рівняння реакції, врахувавши, що утворюється перманганатна кислота і бісмуту (ІІІ) нітрат. Реакція служить для відкриття сполук мангану (ІІ).

1.6.2.Взаємодія солей Мn²⁺ з PbO₂ в кислому середовищі

Насипте в пробірку трохи плюмбуму (IV) оксиду і додайте концентрованої нітратної кислоти та 1-2 краплі розчину мангану сульфату. Закріпіть пробірку в затискачі штативу і обережно нагрійте до кипіння. Після охолодження додайте близько 10 см³ дистильованої води, старанно перемішайте вміст пробірки скляною паличкою і дайте відстоятись. Розчин набуває фіолетового забарвлення. Напишіть рівняння реакції.

Завдання 2. Властивості мангану (ІV) оксиду

2.1.Відновні властивості MnO₂

3-4 гранули NaOH покладіть пінцетом у тигель і додайте приблизно стільки ж кристалічного калію нітрату. Покладіть тигель на фарфоровий трикутник, поміщений у кільце штативу й обережно нагрівайте суміш до її розплавлення. Не припиняючи нагрівання, додайте в розплав мікрошпатель мангану (IV) оксиду. Напишіть рівняння оксидації мангану оксиду калію нітратом в лужному середовищі.

2.2.Оксидаційні властивості MnO₂

а) В пробірку внесіть 1г MnO₂ і додайте 1-2 краплі концентрованої хлоридної кислоти. Спостерігайте виділення хлору за допомогою йодкрохмального папірця. Напишіть рівняння реакції.

б) В пробірку внесіть 1-2 мікрошпателі мангану (IV) оксиду і 5-10 крапель 2н розчину сульфатної кислоти. До суміші додайте 2-3 мікрошпателі феруму (ІІ) сульфату і 8-10 крапель води. Закривши пробірку корком, струшуйте її до розчинення MnO₂. В отриманий розчин внесіть краплю калію гексаціаноферату (ІІ) K₄[Fe(CN)₆]. Що спостерігається? Напишіть рівняння реакції оксидації феруму (II) сульфату мангану (IV) оксидом.

Завдання 3. Властивості калію перманганату

3.1.Оксидаційні властивості KMnO₄ в залежності від рН середовища

3.1.1.Взаємодія з Na₂SO₃

В три пробірки налийте по 1-2 см³: в першу – розчину H₂SO₄; в другу – розчин йоду; в третю – розчин NaOH. Потім у кожну пробірку додайте по 2 см³ розчину натрію сульфіту і по 3-5 крапель розчину KMnO₄. Відзначте зміни і запишіть рівняння реакцій.

3.1.2.Взаємодія з йодидом калію

Приготуйте три пробірки з розчинами KMnO₄. До першої пробірки додайте 1-2 краплі H₂SO₄, до другої – 1-2 краплі розчину NaOH, третю залишіть без зміни. В кожну пробірку додайте 2-5 крапель 0,1н розчину калію йодиду. Спостерігайте зміни, які відбулися в кожній пробірці. Напишіть рівняння реакцій.

3.2. Взаємодія калію перманганату з гідрогенпероксидом у кислому середовищі

В пробірку налийте 0,5 см³ розчину калію перманганату і додайте 1-2 краплі сульфатної кислоти, а потім 3-5 крапель 10%-ного розчину Н₂О₂. Відмітьте знебарвлення розчину. Напишіть рівняння реакції.

3.3.Вплив кислотності середовища на швидкість реакції оксидації

Налийте у дві пробірки по 1-2 см³ розчину калію броміду і додайте такі самі об’єми: в першу – розбавленої сульфатної кислоти, в другу – розбавленої ацетатної кислоти. Визначіть рН обидвох розчинів за допомогою універсального індикатора. Після цього долийте в обидві пробірки по 1см³ розбавленого розчину калію перманганату. Спостерігайте знебарвлення розчинів у пробірках. В якій з них реакція відбувається швидше і чому? Напишіть рівняння реакції.

3.4.Оксидаційно-відновна взаємодія сполук Мангану (II) і (VII)

Налийте в пробірку 1-2 см³ розчину мангану сульфату і долийте краплями розчин калію перманганату. Спостерігайте зникнення фіолетового забарвлення розчину і утворення бурого осаду мангану (IV) оксиду. Дослідіть вміст пробірки універсальним індикатором. Напишіть рівняння реакції.

3.5.Розклад калію перманганату

Декілька кристаликів калію перманганату нагрівайте в сухій пробірці до припинення виділення кисню (проба з тліючою скіпкою). Після охолодження пробірки додайте 0,5 см³ води, отриману суміш розмішайте скляною паличкою і профільтруйте через паперовий фільтр. Відмітьте зелене забарвлення розчину, характерне для йона MnO₄^2- і бурий осад MnO₂. Напишіть рівняння реакції. Складіть електронний баланс, назвіть відновник і оксидник.

3.6.Оксидація етанолу калію перманганатом

В дві пробірки внести по 0,5 см³ калію перманганату. В одну з них додати 1 см³ 2н розчину сульфатної кислоти, а в другу - 1 см³ 2н розчину натрію гідроксиду. В обидві пробірки додати по 0,5 см³ етанолу і розчини нагріти. Спостерігайте зміну забарвлення розчинів. Напишіть рівняння реакцій відновлення калію перманганату етанолом в кислому та лужному середовищі, знаючи, що етанол оксидується до ацетальдегіду.

ЛІТЕРАТУРА

1.Державна Фармакопея України / Держ. підприємство “Науково-експертний фармакопейний центр.” –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –556 с.

2.Коровин Н.В. Общая химия. –М.: Высшая школа, 1998. –559 с.

3.Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. –М.: Высшая школа, 1997. –527 с.

4.Конспект лекцій.

5.Практикум з загальної та неорганічної хімії: Посібник // Є.Я.Левітін, Р.Г.Клюєва, А.М.Бризицька та ін. –Х.: Основа, 1998. –119 с.

6.Неорганическая химия.: Учебное пособие для студ. фармац. спец. вузов (Практикум) // А.К.Сухомлинов, Н.В.Боровская, П.Я.Пустовар и др. –Киев: Высшая школа, 1983. –167 с.

7.Григор’єва В.В., Самійленко В.М., Сич А.М. Загальна хімія. К.: Вища школа, 1991. –430 с.

8.Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія. К.: Вища школа, 1998. –480 с.

9.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.: Учебное пособие для студ. хим.-техн.спец. вузов. –М.: Высшая школа, 1998. –743 с.

10.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. –М.: Высшая школа, 1993. –592 с.

11.Телегус В.С., Бодак О.І., Заречнюк О.С., Кінжибало В.В. Основи загальної хімії / За ред. В.С.Телегуса: Підручник. –Львів: Світ, 2000. –424 с.

12.Скопенко В.В., Григор’єва В.В. Найважливіші класи неорганічних сполук. К.: Либідь, 1996. –151 с.

13.Вступ до хімічної номенклатури / О.А.Голуб, М.Ю.Корнілов, В.В.Скопенко та ін. К.: Школяр, 1997. –48 с.

ЗАНЯТТЯ №34

ТЕМА: d-Елементи VIIБ групи. Манган, Технецій, Реній.

АКТУАЛЬНІСТЬ: майбутні провізори повинні знати властивості елементів VІIБ підгрупи та їх біологічну роль для застосування в фармацевтичній практиці.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Вивчення фізичних і хімічних властивостей елементів VIIБ підгрупи. Ознайомлення з біологічною роллю елементів VIIБ підгрупи та застосуванням їх сполук в народному господарстві, медицині та фармації.

ЗНАТИ: -фізичні та хімічні властивості елементів VIIБ підгрупи;

-характерні ступені оксидації елементів VIIБ підгрупи;

-сполуки елементів VIIБ підгрупи з киснем, їх добування і

застосування;

-розподіл електронів по енергетичних рівнях в атомах мангану,

технецію та ренію.

ВМІТИ: -записати характерні хімічні реакції елементів VIIБ підгрупи;

-визначати напрям протікання оксидаційно-відновних процесів у

залежності від рН середовища;

-розв'язувати типові розрахункові задачі.

-урівнювати оксидаційно-відновні реакції за участю елементів VIIБ

підгрупи.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Манган, Технецій і Реній. Найважливіші хімічні властивості елементів та їх сполук.

2.Продукти відновлення перманганатів при різних значеннях рН. Приклади реакцій.

3.Термічний розклад перманганатів.

4.Хімічна активність сполук елементів VIIБ підгрупи.

5.Який об’єм розчину калію перманганату, що містить 15,8 г KMnO₄ в 1 дм³ розчину, потрібний для оксидації 50 см³ 0,1н розчину сірководню в присутності сульфатної кислоти.

6.Обчисліть молярну масу еквіваленту металу, якщо 2,8 г його витісняють з кислоти 1,12 дм³ водню (н.у.).

7.Яка маса йоду виділиться при взаємодії розчину калію йодиду з 150 см³ 6%-го розчину калію перманганату (густина 1,04 г/см³) у кислому середовищі?

8.Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступне перетворення:

MnO₂ → K₂MnO₄ → KMnO₄ → MnO₂ → MnSO₄ → Mn(OH)₂.

9.Наведіть порівняльну характеристику оксидів Е₂О₇ (Е – Mn, Tc, Re) та відповідних їм кислот. Який колір мають розчини цих кислот у воді?

10.Яку масу калію перманганату необхідно для реакції з хлоридною кислотою, щоб отримати 10 дм³ хлору при н.у.?

11.Який об’єм газу можна отримати (н.у.) при прожарюванні 158 г калію перманганату, що містить 15% домішок?

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Електронна структура атомів Мангану, Технецію і Ренію.

2.Хімічні основи застосування калію перманганату та його розчинів фармацевтичному аналізі та як антисептичного засобу у медицині.

3.Кислотно-основна та оксидаційно-відновна характеристика сполук мангану (IV).

4.Оксидаційні властивості перманганатів.

5.Біологічна роль Мангану, Технецію, Ренію та їх сполук.

6.Застосування сполук елементів VIIБ підгрупи в аналітичній хімії.

7.Порівняльна характеристика сполук мангану, технецію та ренію.

8.Який об’єм 0,1046н розчину підкисленого калію перманганату необхідно для окиснення феруму (II) сульфату, одержаного при розчиненні 0,1242 г заліза в сульфатній кислоті?

9.13,63 г двовалентного металу витіснили з кислоти 5 дм³ водню при 18˚С і тиску 101,3 кПа. Розрахуйте відносну атомну масу металу.

10.Який об’єм 6М розчину калію перманганату необхідно взяти для приготування 25 см³ 2,5М розчину?

11.При нагрівання 63,2 г калію перманганату одержали 3,36 дм³ газу. Визначити ступінь розкладу калію перманганату і склад твердого залишку.

САМОСТІЙНА АУДИТОРНА РОБОТА

Відповідати на запитання з використанням записів на дошці та виконати тестові завдання з теми “d-Елементи VIIБ групи. Манган, Технецій, Реній” за варіантом, запропонованим викладачем.

ЛІТЕРАТУРА

1.Державна Фармакопея України / Держ. підприємство “Науково-експертний фармакопейний центр.” –1-е вид. –Харків: РІРЕГ, 2001. –556 с.

2.Коровин Н.В. Общая химия. –М.: Высшая школа, 1998. –559 с.

3.Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. –М.: Высшая школа, 1997. –527 с.

4.Конспект лекцій.

5.Практикум з загальної та неорганічної хімії: Посібник // Є.Я.Левітін, Р.Г.Клюєва, А.М.Бризицька та ін. –Х.: Основа, 1998. –119 с.

6.Неорганическая химия.: Учебное пособие для студ. фармац. спец. вузов (Практикум) // А.К.Сухомлинов, Н.В.Боровская, П.Я.Пустовар и др. –Киев: Высшая школа, 1983. –167 с.

7.Григор’єва В.В., Самійленко В.М., Сич А.М. Загальна хімія. К.: Вища школа, 1991. –430 с.

8.Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія. К.: Вища школа, 1998. –480 с.

9.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.: Учебное пособие для студ. хим.-техн.спец. вузов. –М.: Высшая школа, 1998. –743 с.

10.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. –М.: Высшая школа, 1993. –592 с.

11.Телегус В.С., Бодак О.І., Заречнюк О.С., Кінжибало В.В. Основи загальної хімії / За ред. В.С.Телегуса: Підручник. –Львів: Світ, 2000. –424 с.

12.Скопенко В.В., Григор’єва В.В. Найважливіші класи неорганічних сполук. К.: Либідь, 1996. –151 с.

13.Вступ до хімічної номенклатури / О.А.Голуб, М.Ю.Корнілов, В.В.Скопенко та ін. К.: Школяр, 1997. –48 с.

14.Корнілов М.Ю., Білодід О.І., Голуб О.А. Термінологічний посібник з хімії. –К.: ІЗМН, 1996. –256 с.

15.Зайцев О.С. Общая химия. Состояние веществ и химические реакции. М.: Химия, 1990. –352 с.

16.Яцимирський К.Б., Яцимирський В.К. Хімічний зв’язок. К.: Вища школа, 1993. –309 с.

17.Фримантл М. Химия в действии: В 2-х ч. / Пер. с англ. –М.: Мир, 1991. –Ч.1.-528 с.; Ч.2. –622 с.

18.Загальна та неорганічна хімія: Підруч. для студ. вищ. навч. закл. (Ч.2) // О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер, В.М.Ледовських, С.В.Іванов. –К.: Пед. Преса, 2000. -784 с.

19.Оганесян Э.Т. Неорганическая химия для фармацевтических вузов. –М.: Высшая школа, 1983. –523 с.

20.Перепелиця О.П. Властивості та екологічний вплив хімічних елементів: Довідник. –К.: Вентурі, 1997. –192 с.

ЗАНЯТТЯ №35

ТЕМА: d-Елементи VIIIБ групи. Ферум, Кобальт, Нікол та їх сполуки. Лабораторна робота.

АКТУАЛЬНІСТЬ: майбутні провізори повинні знати властивості елементів VІІIБ підгрупи та їх біологічну роль для застосування в фармацевтичній практиці та в медицині.

НАВЧАЛЬНІ ЦІЛІ: Вивчення фізичних і хімічних властивостей елементів VIIIБ підгрупи. Ознайомлення з біологічною роллю елементів VIIIБ підгрупи та застосуванням їх сполук в народному господарстві, медицині та фармації.

ЗНАТИ: -фізичні та хімічні властивості елементів VIIIБ підгрупи;

-характерні ступені оксидації елементів VIIIБ підгрупи;

-особливості хімічних властивостей сполук елементів VIIIБ підгрупи.

ВМІТИ: -записати характерні хімічні реакції елементів VIIIБ підгрупи;

-писати оксидаційно-відновні процеси та рівняння реакцій гідролізу

сполук елементів VIIIБ підгрупи;

-показати здатність до комплексоутворення d-елементів VIII групи;

-розв'язувати типові розрахункові задачі.

САМОСТІЙНА ПОЗААУДИТОРНА РОБОТА

1.Ферум, Кобальт і Нікол. Загальна характеристика елементів підгрупи. Найважливіші природні сполуки. Застосування.

2.Методи одержання елементів VIIIБ підгрупи.

3.Оксигеновмісні сполуки заліза. Основний характер феруму (II) оксиду і амфотерний характер феруму (III) оксиду.

4.Хімічна активність елементів VIIIБ підгрупи.

5.Приклади реакцій заліза з простими речовинами.

6.Відношення заліза до води. Корозія. Види корозії.

7.Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення:

а) Fe → FeSO₄ → Fe(OH)₂ → Fe(OH)₃ → FeCl₃ → K₃[Fe(CN)₆] → K₄[Fe(CN)₆];

б) Co → Co(NO₃)₂ → Co(OH)₂ → Co(OH)₃ → CoSO₄;

в) Ni → NiSO₄ → Ni(OH)₂ → Ni(OH)₃ → NiCl₂.

8.Маса залізної пластинки, зануреної в розчин купрум (II) сульфату, збільшилась на 1,2 г. Визначте масу купрум (II) сульфату, яка прореагувала.

9.Яку масу заліза можна розчинити в 8,3 см³ 36,5%-ної хлоридної кислоти, густина якої 1,2 г/ см³?

10.На прикладі атомів Феруму та Криптону показати подібність і різницю електронної структури цих елементів, а також різницю їх фізичних і хімічних властивостей.

11.Ферум (VI) і його сполуки (ферати), їх одержання та оксидаційні властивості.

12.Комплексні сполуки Кобальту та Ніколу, їх назви, властивості і застосування.

13.Кобальт і Нікол як мікроелементи.

14.Приклади мінералів, у вигляді яких зустрічається в природі ферум.

15.Коефіцієнт розчинності феруму (II) сульфату при 60˚С дорівнює 0,142. Визначте масову частку феруму (II) сульфату в насиченому при 60˚С розчині.

16.У результаті випалювання піриту виділилось 25 м³ сульфур (IV) оксиду, виміряного при температурі 25˚С і тиску 101 кПа. Розрахуйте масу твердої речовини, що утворилась в цьому процесі.

17.Яку масу заліза можна отримати з 1 т Fe₂O₃, що містить 17% домішок?

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1.Електронна структура атомів Феруму, Кобальту та Ніколу.

2.Комплексні сполуки Феруму (II) та Феруму (III) з ціанід- та тіоціанід-йонами, диметилгліоксимом, монооксидом карбону.

3.Взаємодія заліза з концентрованими та розбавленими хлоридною, сульфатною та нітратною кислотами.

4.Реакції взаємодії кобальту з простими речовинами і розбавленими кислотами.

5.Реакції, що підтверджують основний характер оксидів кобальту.

6.Роль кобальту (III) гідроксиду в оксидаційно-відновних реакціях.

7.Сполуки Ніколу з киснем. Характер оксидів і гідратних форм.

8.Роль і значення феруму в структурі гемоглобіну крові.

9.Роль Кобальту в побудові коферментів вітаміну В₁₂. Стимуляція кровоутворення.

10.Застосування сполук Феруму в медичній практиці.

11.Визначіть масову частку FeS₂ в природному піриті, якщо із 120 кг його отримано 42 кг заліза.

12.Яку масу залізного купоросу необхідно розчинити в 200 г води для отримання 10%-го розчину ферум (II) сульфату?

13.При згорянні 1,12 г заліза в кисні утворилось 1,6 г оксиду. Визначте валентність феруму в оксиді.

14.Із сполучення частинок Co³⁺, NH₃, NO₂^- і K⁺ можна скласти сім координаційних сполук, одна з яких [Co(NH₃)₆](NO₂)₃. Складіть формули інших шести сполук і напишіть рівняння їх дисоціації у водних розчинах.

15.Яку масу залізного купоросу слід розчинити у 186 г води для одержання розчину з масовою часткою ферум (II) сульфату 3,8%?

САМОСТІЙНА АУДИТОРНА РОБОТА

1.Виконання дослідів, описаних в даних методичних вказівках.

2.Обговорення результатів та оформлення висновків.

3.Оформлення та захист протоколу.

4.Відповіді на запитання, запропоновані викладачем, з використанням записів на дошці.

5.Розв'язування розрахункових задач, запропонованих викладачем.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: