Jazykové gymnázium Pavla Tigrida, Ostrava-Poruba Název projektu: Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii

Transkript

1 Datum: Jazykové gymnázium Pavla Tigrida, Ostrava-Poruba Název projektu: Podpora rozvoje praktické výchovy ve fyzice a chemii Laboratorní cvičení č. Tlak vzduchu: Teplota vzduchu: Vodík a kyslík Vlhkost vzduchu : Jméno a příjmení: Podpis vyučujícího: Spolupracoval: Úkol č. 1: Příprava vodíku Pomůcky: stojan, držák na zkumavky (křížová svorka), široká zkumavka s bočním vývodem, zátka, hadička, skleněná trubička, skleněná vana, zkumavky, kahan Chemikálie: granule hliníku (hliníkové mince-přinést), HCl (C,X i ) Pracovní postup: 1. Sestavíme aparaturu na přípravu a jímání vodíku podle obrázku. 2. Do zkumavky vhodíme hliník a přilijeme 3-5 ml HCl a zkumavku zazátkujeme. 3. Sledujeme rychlost chemické reakce v závislosti na teplotě reakční směsi. 4. Vyvíjející se vodík jímáme do zkumavky s vodou. Nákres (foto): 1

2 Pozorování: Princip úkolu a závěr: Úkol č. 2: Ověření výbušnosti vodíku ve směsi se vzduchem Pomůcky: plynový kahan Chemikálie: Pracovní postup: 1. Po zaplnění zkumavky vodíkem, pod vodou ucpeme ústí zkumavky palcem. 2. Ústí zkumavky přiložíme k plameni a palec uvolníme. Vodík ve zkumavce štěkne. Pozorování: a) popiš souvislost rychlosti reakce hliníku s kyselinou s teplotou reakční směsi Čím vyšší je teplota reakční směsi (Al s HCl) tím rychlejší je reakce. Tudíž se zkumavka rychleji zaplní vodíkem. b) popiš reakci vodíku se vzdušným kyslíkem 2H 2 + O 2 2H 2 O V případě, že vodík reaguje se vzdušným kyslíkem, vodík unikající ze zkumavky štěkne. c) zapiš chemickými rovnicemi reakce vzniku vodíku a jeho hoření 2Al + 6HCl 2AlCl H 2 nebo Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 2

3 2H 2 + O 2 2H 2 O d) napiš na čem a jak závisí průběh reakce vodíku s kyslíkem Záleží na koncentraci vodíku, čím vyšší je koncentrace, tím je silnější reakce. Princip úkolu a závěr: Úkol č. 3: Příprava kyslíku rozkladem kyslíkatých látek Pomůcky: zkumavka z těžkotavitelného skla, stojan, držák se svorkou, kahan, špejle, lžička Chemikálie: 6% roztok H 2 O 2 (O, C, X i ), práškový KMnO 4 (O,X n ), práškový KClO 3 (O,X n ) vyžíhaný MnO 2 (X n ) Pracovní postup: A. 1. Do velké zkumavky nalijeme asi 10 cm 3 roztoku peroxidu vodíku. 2. Pozorujeme malý únik bublinek kyslíku z roztoku, ale ke vznícení doutnající špejle nad hladinou peroxidu vodíku nedochází. 3. Po přidání asi 0,1 g MnO 2 k roztoku peroxidu vodíku začne probíhat bouřlivý rozklad peroxidu a v unikajícím kyslíku dochází ke vznícení doutnající špejle. B. 1. Zkumavku, do které jsme dali asi 1g práškového KMnO 4 (použijte suchou zkumavku), upevníme šikmo do držáku na stojanu. 2. Zahříváme, až se KMnO 4 začne měnit na černý prášek. 3. Pak do zkumavky zasuneme doutnající špejli. Špejle vzplane. Tím dokážeme, že při rozkladu KMnO 4 dochází k uvolnění kyslíku. C. 1. Zkumavku, do které jsme dali asi 1 g práškového KClO 3, upevníme do stojanu. 2. Zahříváme, až KClO 3 začne tát. Kahan odsuneme a do zkumavky vložíme doutnající špejli, ta se nevznítí nedochází ke vzniku kyslíku. 3. Na horkou taveninu ve zkumavce přidáme na špičku lžičky práškový MnO 2. pozorujeme vývoj plynu a zasuneme doutnající špejli do zkumavky. Pozorujeme prudké vzplanutí. 3

4 Nákres(foto): Pozorování: Princip úkolu a závěr: A. Peroxid vodíku se rozkládá za katalýzy oxidu manganičitého- burelu.burel v tomto případě katalyzátor(látka, která do reakce vstupuje a vystupuje beze změny) dochází ke snížení aktivační energie reakce. B. Při zahřívání manganistanu draselného uniká plynný kyslík a vzniká černý oxid manganičitý a tmavě zelený manganan draselný. C. K vývoji kyslíku dojde jen za přítomnosti vhodného katalyzátoru. Oxid manganičitý by měl být zbaven veškerých nečistot, a to hlavně těch organických, chlorečnan totiž za vyšších teplot velmi prudce reaguje s organickými látkami- výbuchu(princip střelného prachu) Úkol č. 4: Sestavení modelu molekul vodíku, kyslíku, vody, peroxidu vodíku Pomůcky: molekulární stavebnice Pracovní postup: 1. Sestavte model molekuly: a) vodíku b) kyslíku c) vody d) peroxidu vodíku 2. Narýsujte modely molekul těchto sloučenin s přesnými úhly mezi atomy. 4

5 Nákres (foto): Princip úkolu a závěr: Na základě znalosti strukturních vzorců jsme sestavili molekulové modely uvedených sloučenin. 5

6 Otázky a úkoly(teorie): 1. Nakreslete obrázek Hoffmanova přístroje. 2.Popište chem.rovnicemi děje A,B,C v úkolu 3-viz výše-přepište 3.Zapiš izotopy vodíku Z A H 1 1 H(protium), 2 1 H(deuterium), 3 1H(tritium) A-nukleonové číslo (určuje počet protonů a neutronú v jádře) Z-protonové číslo (určuje počet protonů v jádře) Protium-tvořen jedním protonem a jedním elektronem Deuterium-tvořen jedním protonem a jedním neutronem Tritium-tvořen jedním protonem a dvěma neutrony 4. Vysvětli zápis izotopů vodíku-zpracujte sami 5.Která vlastnost vodíku umožňuje využití vodíku k plnění meteorologických balónů. umožňuje využití vodíku k plnění met.balónů je, že vodík je lehčí než vzduch. Vlastnost, která 6. Napiš chemickou rovnici vzniku 2 He na Slunci 3fáze: 1. 1 H + 1 H 2 H + pozitron + neutron 2. 2 H + 1 H 3 He + energie 3. 3 He + 3 He 4 He + 1 H + 1 H + energie 7. Která látka vznikla při výbuchu vzducholodi naplněné vodíkem? 1781 H.Cavendish zjistil, že při výbuchu vodíku v kyslíku vzniká voda/vodní pára. 8. Jaké má čistý vodík v současnosti využití v praxi? Čistý vodík se využívá pro výrobu ztužených rostlinných tuků a redukčních činidel. Dále pak se využívá jako zdroj energie (raketová paliva), metalurgie, výroba HCl, svařování 9. Vyskytuje se vodík ve vesmíru volný nebo vázaný? Vysvětli. Ve vesmíru se vodík vyskytuje volný, protože zde je velmi obtížné vyvolat chemickou reakci. 6

7 7

8 8