§ 8. Газообразные вещества (продолжение)
В лаборатории кислород получают разложением перманганата калия (рис. 59) или пероксида водорода (рис. 60):
Собирают кислород в сосуд методом вытеснения воздуха (см. рис. 59), так как он немного тяжелее воздуха, или методом вытеснения воды (см. рис. 60), так как он в ней малорастворим.
Распознать кислород можно по вспыхиванию внесённой в пробирку с этим газом тлеющей лучинки.
Углекислый газ СO2 широко применяют для изготовления шипучих напитков, тушения пожаров и получения «сухого льда», который используют для охлаждения и хранения продуктов питания, в первую очередь мороженого (рис. 61).
В промышленности углекислый газ получают обжигом известняка:
В лаборатории оксид углерода (IV) получают действием соляной кислоты на мрамор:
Собирают углекислый газ в сосуд методом вытеснения воздуха, так как оксид углерода (IV) почти в 1,5 раза тяжелее его (рис. 62).
Распознать углекислый газ можно или с помощью горящей лучинки, которая гаснет в его атмосфере (углекислый газ не поддерживает горение) (рис. 63, а), или по помутнению известковой воды (рис. 63, б):
Из воздуха получают не только кислород, но и азот, который вместе с водородом служит сырьём для получения ценного газообразного продукта — аммиака NH3:
В лаборатории аммиак получают взаимодействием щелочей с солями аммония (рис. 64):
Аммиак легче воздуха, поэтому его собирают методом вытеснения воздуха в перевёрнутый вверх дном сосуд. Распознать аммиак можно: а) по запаху; б) по изменению окраски влажной лакмусовой бумажки (с красного цвета на синий); в) по появлению дыма при поднесении стеклянной палочки, смоченной соляной кислотой (рис. 65).
Природный газ служит сырьём для получения ценных газообразных органических соединений, например этилена.
Источник
Способ вытеснения воздуха углекислый газ
Аппарат Киппа используют для получения водорода, углекислого газа и сероводорода. Твердый реагент помещают в средний шарообразный резервуар аппарата на пластмассовый кольцевой вкладыш, предохраняющий попадание твердого реагента в нижний резервуар. В качестве твердого реагента для получения водорода используют цинковые гранулы, углекислого газа — куски мрамора, сероводорода — куски сульфида железа. Куски насыпаемого твердого вещества должны быть размером около Пользоваться порошком не рекомендуется, так как ток газа получится очень сильным. После загрузки твердого реагента в аппарат через верхнее горло заливают жидкий реагент (например, разбавленный раствор соляной кислоты при получении водорода, углекислого газа и сероводорода). Жидкость наливают в таком количестве, чтобы её уровень (при открытом газоотводном кране) достигал половины верхнего шарообразного расширения нижней части. Пропускают газ в течение 5-10 минут, чтобы вытеснить воздух из аппарата, после этого закрывают газоотводный кран, в верхнее горло вставляют предохранительную воронку. Газоотводную трубку соединяют с тем прибором, куда нужно пропускать газ.
При закрытом кране выделяющийся газ вытесняет жидкость из шарообразного расширения аппарата, и он перестает работать. При открывании крана кислота вновь поступает в резервуар с твердым реагентом, и аппарат начинает работать. Это один из самых удобных и безопасных методов получения газов в лаборатории.
Собирать газ в сосуд можно различными методами. Наиболее распространены два метода: метод вытеснения воды и метод вытеснения воздуха. Выбор метода обусловлен свойствами газа, который нужно собрать.
Метод вытеснения воздуха. Этим методом можно собрать практически любой газ. Прежде чем отбирать газ, надо определить, легче он воздуха или тяжелее. Если относительная плотность газа по воздуху больше единицы, то сосуд-приемник следует держать отверстием вверх, так как газ тяжелее воздуха и будет опускаться на дно сосуда (например, углекислый газ, сероводород, кислород, хлор и др.). Если относительная плотность газа по воздуху меньше единицы, то сосуд-приемник следует держать отверстием вниз, так как газ легче воздуха и будет подниматься вверх сосуда (например, водород и др.). Контролировать наполнение сосуда можно по-разному, в зависимости от свойств газа. Например, для определения кислорода используют тлеющую лучину, которая при поднесении к краю сосуда (но не внутрь!) вспыхивает; при определении углекислого газа горячая лучина потухает.
Метод вытеснения воды. Этим методом можно собирать только газы, которые не растворяются в воде (или мало растворяются) и не реагируют с ней. Для собирания газа необходим кристаллизатор, на 1/3 заполненный водой. Сосуд-приемник (чаще всего пробирку) наполняют до верху водой, закрывают пальцем и опускают в кристаллизатор. Когда отверстие сосуда окажется под водой, его открывают и вводят в сосуд газоотводную трубку. После того, как вся вода будет вытеснена из сосуда газом, отверстие закрывают под водой пробкой и вынимают сосуд из кристаллизатора.
Проверка газа на чистоту. Многие газы горят на воздухе. Если поджечь смесь горючего газа с воздухом, то произойдет взрыв, поэтому газ нужно проверять на чистоту. Проверка заключается в сжигании небольшой порции газа (около 15 мл) в пробирке. Для этого газ собирают в пробирку и поджигают от пламени спиртовки. Если газ не содержит примесей воздуха, то горение сопровождается легким хлопком. Если же раздается резкий лающий звук, то газ загрязнен воздухом и необходима его очистка.
Источник
Получение, собирание и распознавание газов.
Практическая работа № 5
Получение, собирание и распознавание газов.
Цель работы: повторить способы получения, собирания газов, их физические и химические свойства, совершенствовать приемы работы с лабораторным оборудованием и химическими веществами.
Оборудование: штатив с пробирками, лабораторный штатив, пробка с газоотводной трубкой, спиртовка, шпатель, вата, химические стаканы, кристаллизатор, лучина, спички.
Реактивы: цинк, кристаллический перманганат калия, мел, раствор соляной кислоты, известковая вода, вода.
I Повторите правила техники безопасности при проведении практических работ; работ со стеклянной посудой; работ с нагревательными приборами, работ с кислотами.
II Выполните следующие опыты:
1.Получение и собирание водорода.
А) Осторожно опустите в пробирку 3-4 кусочка цинка, закрепите пробирку в штативе;
Б) Налейте в пробирку с цинком соляную кислоту(2-3см);
В) Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой. Что наблюдаете?;
Г) Соберите водород способом вытеснения воздуха, опустив газоотводную трубку в сухую пробирку, расположенную вверх дном. Какое свойство водорода лежит в основе способа собирания путем вытеснения воздуха?
2. Проверка водорода на чистоту.
А) Через минуту снимите пробирку с трубки и, не переворачивая, поднесите ее отверстием к пламени;
Б) Если водород взрывается с глухим хлопком, то он чистый, а если с «лающим» звуком, значит, водород собран в смеси с воздухом («гремучий газ»).
3. Получение кислорода.
А) Насыпьте шпателем в сухую пробирку 0,5 г кристаллического перманганата калия;
Б) Положите возле отверстия пробирки распушенный комок ваты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой;
В) Соберите прибор для получения кислорода и собирания его методом вытеснения воздуха. Какое свойство кислорода лежит в основе способа собирания путем вытеснения воздуха?
Г) Проверьте прибор на герметичность, для этого опустите конец газоотводной трубки в кристаллизатор с водой, согрейте пробирку рукой. Что наблюдаете? Если пузырьки воздуха выделяются, значит, прибор герметичен;
Д) Закрепите прибор в лапке штативе так, чтобы дно пробирки находилось чуть выше отверстия, а конец газоотводной трубки немного не доходил до дна стакана. Лапку штатива закрепите возле отверстия пробирки;
Е) Нагрейте сначала всю пробирку, а потом только ту часть, где находится реактив;
Ё) Соберите кислород методом вытеснения воздуха.
4. Доказательство наличия кислорода.
А) Через минуту проверьте полноту заполнения химического стакана кислородом, для этого поднесите к отверстию стакана тлеющую лучину: если она вспыхнет, то сосуд заполнен кислородом.
5. Получение углекислого газа.
А) Соберите прибор для получения углекислого газа;
Б) Поместите в сухую пробирку 1-2 кусочка мела и долейте раствор соляной кислоты так, чтобы кислота слегка покрыла поверхность мела;
В) Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в химический стакан. Что наблюдаете? Какое свойство углекислого газа лежит в основе способа собирания путем вытеснения воздуха?
6. Доказательство наличия углекислого газа.
А) Через минуту проверьте полноту заполнения химического стакана углекислым газом, для этого поднесите к отверстию стакана тлеющую лучину: если она потухнет, то сосуд заполнен углекислым газом.
Б) Пропустите выделяющийся углекислый газ в пробирку с 1-2 мл известковой воды до наступления видимых изменений. Что наблюдаете?
В) Продолжайте пропускать углекислый газ в эту пробирку до наступления видимых изменений. Что наблюдаете?
III Результаты опытов, наблюдения, уравнения выполненных реакций в молекулярном и ионном видах занесите в таблицу.
IV После проделанной работы сделайте вывод.
Источник
