304_p1456_C14_7730

вушку» (склянка Дрекселя), заполненную водой; на втрое отверстие ловушки надевают резиновую грушу с наконечником, при помощи которого ртуть засасывают насосом в ловушку.

Небольшие капли ртути можно собирать при помощи амальгамированных (натертых ртутью) кисточек или пластинок, изготовленных из меди или белой жести. Для улавливания мельчайших капелек пролитой ртути рекомендуется так называемый «ртутный магнит», представляющий собой медную спираль, обработанную азотной кислотой и амальгамированную. Приставшие к амальгамированной поверхности капельки ртути стряхивают в специальный сосуд с водой, плотно закрытый резиновой пробкой. Выливание собранной ртути в канализационные раковины не допускается. КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ БРАТЬ РТУТЬ В РУКИ И ПОИЗВОДИТЬ ОТСАСЫВАНИЕ ЕЕ РТОМ.

8.Ежедневно производить уборку всего помещения путем обтирания полов, вытяжных шкафов, потолков, мебели и т. д. влажной тряпкой. Один раз в месяц производится генеральная уборка. Для уборки должны быть выделены отдельные вёдра, щетки, тряпки и т. п., использование которых в других помещениях не допускается. Весь инвентарь для уборки помещения необходимо хранить в отдельном шкафчике.

9.Для лучшей очистки от ртути, посуду после обычного промывания хромовой смесью и тщательного ополаскивания водой следует промывать 2,5%-ным раствором йода в 30%-ном растворе йодида калия.

10.Все работающие со ртутью должны быть одеты в халаты без карманов, застегивающиеся или завязывающиеся сзади; волосы работающих должны быть закрыты косынками или шапочками. Спецодежду необходимо хранить отдельно от домашней одежды и одежды сотрудников. Стирку спецодежды необходимо производить не реже одного раза в неделю. По окончании работы и перед едой обязательно тщательно мыть руки и лицо теплой водой с мылом. При необходимости по окончании работы следует принять душ.

11.Работающие со ртутью должны подвергаться обязательному медосмотру не реже одного раза в три месяца.

Меры безопасности при работе

сприменением вакуума и давления

1.Все работы, связанные с применением вакуума или давления, необходимо проводить в вытяжных шкафах, в которых установлены предохранительные экраны, щитки, сетки и т. д., или кабинах (камеры, боксы), обеспечивающих защиту работающих при взрывах сосудов,

11

разбрызгивания горючих, едких и ядовитых веществ. Кроме того, все работающие обязаны носить защитные очки.

2. Стеклянные, кварцевые и другие сосуды, приборы и системы, предназначенные для работы под вакуумом или давлением, должны быть предварительно проверены на герметичность и испытаны при соответствующем разрежении или давлении.

Первая помощь

При ожогах, отравлениях, порезах, ушибах, происшедших во время работы в химической лаборатории, необходимо обращаться к врачу. Доврачебная (первая) помощь заключается в принятии обычных мер, применяемых при легких ранениях, ушибах, термических ожогах. Так, при ранениях края раны осторожно смазывают йодной настойкой и прикладывают стерильную повязку. Нельзя промывать раны водой. При ушибах необходимо пострадавшему создать покой. К ушибленной части тела до прихода врача необходимо прикладывать холодные примочки или пузырь со льдом. При венозном кровотечении следует накладывать давящую повязку, при артериальном кровотечении делают повязку и, если кровотечение не останавливается, накладывают жгут или закрутку.

При термических ожогах обожжённую часть тела смазывают вазелином, растительным маслом или присыпают питьевой содой. При более сильных ожогах (появление пузырей) прикладывают марлю, смоченную 5%-ным раствором перманганата калия, и делают повязку.

При химических ожогах обожженную часть кожи необходимо тщательно обмыть растворителем для данного вещества. При ожогах кислотами или едкими щелочами поврежденное место промывают обильной струей воды и затем обрабатывают: а) при ожогах кислотами

– слабым раствором питьевой соды (можно присыпать обожженное место чистым мелом или оксидом магния); б) при ожогах щелочами – слабым раствором уксусной или лимонной кислоты.

Особенно опасно попадание химических веществ в глаза. При химическом ожоге веществами, растворимыми в воде, самым лучшим средством является немедленное промывание глаз струей воды.

При отравлениях химическими веществами, пострадавшего необходимо вынести на свежий воздух, освободить от стесняющей его одежды. При остановке дыхания немедленно приступить к искусственному дыханию.

Средства первой помощи находятся в аптечке.

12

Тема 2. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

1.Химическая посуда.

2.Нагревательные приборы.

3.Металлическое оборудование.

4.Весы и взвешивание.

5.Работа со стеклом.

Рекомендуемая литература

1.Практикум по неорганической химии / под ред. Ю. Д. Третья-

кова. –М. : Академия, 2004. – 384 с.

2.Воскресенский П. И. Техника лабораторных работ / П. И. Воскресенский. – Л. : Химия, 1970. – 720 с.

Тема 3. АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ

План семинара

1.Основные понятия и стехиометрические законы химии.

2.Методыопределениямолярныхмассгазообразныхилетучихвеществ.

Рекомендуемая литература

1.Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

2.Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон,

Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3.Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия / Н. С. Ахметов. –

М. : Высш. шк., 1998. – 639 с.

4.Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эт-

кинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

5.Некрасов Б. В. Основы общей химии / Б. В. Некрасов. – М. :

Химия, 1972–1973. Т. 1-2.

6.Карапетьянц М. Х. Общая и неорганическая химия / М. Х. Карапетьянц, С. И. Дракин. – 3-е изд. – М. : Химия, 1994. – 588 с.

Решение задач по теме (по указанию преподавателя).

13

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Определение эквивалента металла по количеству вытесненного водорода

Большинство металлов, растворяясь в разбавленных кислотах или щелочах, вытесняют из них водород. Зная количество взятого металла, количество вытесненного водорода, температуру и давление, при которых находится выделившийся водород, можно подсчитать эквивалентную массу металла.

Для определения эквивалента металла соберите прибор (рис. 1). В штативе укрепите бюретку 2 на 25 мл, соединенную с помощью длинной резиновой трубки с бюреткой 1, которую рекомендуется заменить простой воронкой (далее в тексте – воронка).

Налейте через воронку в бюретку 2 воду с таким расчетом, чтобы при выравнивании мениска воды в бюретке и воронке уровень воды в воронке был примерно в начале конусного расширения. Закрепите воронку в кольце штатива. Бюретку соедините с пробиркой Оствальда.

талла, взятого у лаборанта, осторожно поместите в одно из колен пробирки, а в другое налейте с помощью пипетки приблизительно 5 мл серной кислоты, разбавленной 1:5. Пробирку с металлом и раствором кислоты присоедините к бюретке, после чего воду в бюретке и воронке приведите к единому уровню. Запишите, на каком уровне находится мениск воды в бюретке. После этого осторожно прилейте кислоту к металлу. Если металл растворяется плохо, то раствор подогрейте. Выделяющийся водород будет вытеснять воду из бюретки. По окончании реакции дайте пробирке остыть до комнатной температуры, приведите воду в бюретке и воронке к единому уровню.

14

Подсчитайте объем выделившегося водорода. Запишите показания барометра и термометра. Приведите полученный объем водорода к нормальным условиям. При расчете объема газа учтите парциальное давление паров воды при температуре опыта (табл. 1), так как водород собран над водой.

Таблица 1

Давление водяного пара h, мм рт. ст., при t, °С

Подсчитайте массу выделившегося водорода и затем эквивалентную массу металла. Сравните полученную эквивалентную массу с контрольной. Данные наблюдения и расчетов запишите в таблицу 2.

Таблица 2

Масса металла, г

Атмосферное давление, мм рт. ст.

Температура, °С

Давление водяного пара, мм рт. ст.

Уровень воды в бюретке до опыта, л

Уровень воды в бюретке после опыта, л

Объем водорода в условиях опыта, л

Объем водорода при нормальных условиях, л

Эквивалентная масса металла, г

Величина ошибки, %

3.2. Определение молярной массы диоксида углерода

Определение проводят следующим образом. Возьмите сухую плоскодонную колбу с хорошо пригнанной резиновой пробкой; положение нижнего края пробки отметьте специальным карандашом для надписей по стеклу или резиновым кольцом. Взвесьте на технохимических весах с точностью до 0,01 г колбу с пробкой. Заполните колбу диоксидом углерода, для чего трубку прибора опустите в колбу до дна, откройте кран 2 аппарата Киппа 1 (рис. 2) и пропустите газ в колбу в течение 1–2 мин. После наполнения колбы диоксидом углерода медленно выньте газоотводную трубку, закройте колбу пробкой до метки и взвесьте. Чтобы быть уверенным в том, что колба заполнена диоксидом углерода, еще раз в течение 1 мин пропустите газ в колбу. Затем снова ее взвесьте. Если результаты двух взвешиваний колбы с диоксидом уг-

15

лерода одинаковы, то наполнение и взвешивание прекратите. Если же наблюдаете различие в массе, то указанную операцию повторите. Запишите показания барометра и термометра, находящихся в лаборатории. Определите объем диоксида углерода при данных условиях; для этого в колбу налейте воду до черты на ее горле, затем измерьте объем воды мерным цилиндром. Объем воды равен объему диоксида углерода и воздуха.

Рис. 2. Установка для получения и очистки диоксида углерода: 1 – аппарат Киппа; 2 – промывалка

Вычислите молярную массу диоксида углерода. Полученные результаты запишите в таблицу 3.

Таблица 3

Масса колбы с воздухом, г

Масса колбы с диоксидом углерода, г

Атмосферное давление, мм рт. ст.

Температура, °С

Объем воздуха в колбе при условиях опыта, л

Объем воздуха в колбе при нормальных условиях опыта, л

Масса воздуха в объеме колбы, г

Масса пустой колбы, г

Масса диоксида углерода в объеме колбы, г

Масса 1 л диоксида углерода (из данных опыта), г

Плотность диоксида углерода по воздуху

Молярная масса диоксида углерода, г/моль

Величина ошибки, %

16

Тема 4. СТРОЕНИЕ АТОМА

План семинара

1.Теория строения атома водорода по Бору.

2.Двойственная природа микрообъектов. Уравнение волны де

Бройля.

3.Принцип неопределенности Гейзенберга.

4.Уравнение Шрёдингера. Некоторые результаты решения уравнения Шрёдингера для одномерного и трехмерного потенциальных ящиков.

5.Результаты решения уравнения Шрёдингера для атома водорода.

6.Понятие о квантовых числах электронов.

7.Геометрические образы атомных орбиталей.

8.Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Емкость электронных оболочек. Правило Гунда. Построение электронных конфигураций атомов элементов.

Рекомендуемая литература

1.Дей К. Теоретическая неорганическая химия / К. Дей, Д. Сел-

бин. – М. : Химия, 1976.

2.Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон,

Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3.Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эт-

кинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

4.Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

Тема 5. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

План семинара

1.Основные характеристики химической связи (прочность, длина, валентный угол)

2.Ионная связь

3.Ковалентная связь. Кривые потенциальной энергии. Результаты расчета молекулы водорода по Гейтлеру и Лондону. Донорноакцепторный механизм образования ковалентной связи

4.Основные положения метода ВС. Понятие о гибридизации связи

5.Основные положения метода МО. σ- и π- связи. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Гомоядерные и гетероядерные двухатомные молекулы по методу МО ЛКАО. Изоэлектронные атомы

6.Межмолекулярное взаимодействие. Поляризация молекул

17

Рекомендуемая литература

1.Дей К. Теоретическая неорганическая химия / К. Дей, Д. Сел-

бин. – М. : Химия, 1976.

2.Коттон Ф. Современная неорганическая химия / Ф. Коттон,

Дж. Уилкинсон. – М. : Мир, 1969. – Т. 1–3.

3.Шрайвер Д. Неорганическая химия. Т. 1 / Д. Шрайвер, П. Эт-

кинс. – М. : Мир, 2004. – 680 с.

4.Угай Я. А. Общая и неорганическая химия / Я. А. Угай. – М. :

Высш. шк., 1997. – 526 с.

Тема 6. ХИМИЯ НЕМЕТАЛЛОВ

6.1. Кислород. Водород. Пероксид водорода

Демонстрационные опыты готовятся студентами по заданию преподавателя.

6.1.1. Кислород

6.1.1.1. Способы получения кислорода.

А) Разложение оксидов металлов.

Прокалите в отдельных пробирках небольшие количества пероксида бария и оксида ртути (+2). Наблюдайте происходящие явления. Составьте уравнения реакции.

Б) Разложение солей.

В сухие пробирки насыпьте небольшие количества бертолетовой соли (без MnO2 и с MnO2), перманганата калия и нитрата калия. Нагрейте их. Что наблюдаете? В пробирку с нитратом калия внесите разогретые уголек и серу. Составьте уравнения реакций.

6.1.1.2. Работа с газометром.

Для сбора и хранения газов в практикуме используют стеклянные газометры. Умеренно растворимые в воде газы, в том числе и кислород, собирают и хранят в них под водой.

Газометр состоит из двух частей (рис. 3): воронки 1, снабженной краном 2, и толстостенной склянки 3 (газовый резервуар) с трубкой для выхода газа 4 с краном 5 и сливным патрубком 6 внизу для воды. Заполнение газометра газом проводится в 2 этапа: вначале его полностью заполняют водой, затем воду вытесняют собираемым газом.

Заполните газометр водой. Для этого снимите воронку 1 и заполните склянку 3 водой доверху. Откройте кран 2 на воронке 1 и медленно погрузите ее в склянку 3, следя за полнотой ее заполнения. Наполните

18

воронку 1 водой примерно на 2/3. Если в газометре остались пузырьки воздуха, то их следует удалить через открытый кран 2, слегка приподнимая и опуская воронку 1. Остатки воздуха из газоотводной трубки 4 удалите через кран 5, затем кран закройте.

Рис. 3. Газометр: а – заполнение газом; б – получение тока газа из газометра:

1 – воронка; 2,5 – краны; 3 – корпус газометра; 4 -газоотводная трубка; 6 – сливной патрубок

Наполните газометр кислородом из кислородной подушки. Для этого поставьте заполненный водой газометр на край стола около водопроводной раковины. Закройте все краны газометра (краны 2 и 5) и откройте сливной патрубок 6. Введите шланг от подушки в сливной патрубок 6 газометра. При сжатии подушки кислород будет поступать из нее в газометр и вытеснять из него воду. Вода должна сливаться в раковину.

Заполнив газометр (~2/3 объема), выньте газоподводящую трубку, закройте патрубок 6 пробкой и откройте кран 2. Следите за тем, чтобы воронка 1 была наполнена водой.

Чтобы наполнить реакционный сосуд кислородом, налейте в него до краев воду, закройте пластинкой, смазанной тонкой слоем вазелина, переверните и погрузите сосуд в кристаллизатор с водой. Опустите газоотводную трубку от газометра в кристаллизатор и, открыв кран 5 при открытом кране 2, отрегулируйте скорость подачи кислорода. Она должна быть такой, чтобы можно было легко считать пузырьки газа. Подведите газоотводную трубку под отверстие сосуда, заполненного водой. Когда сосуд будет почти заполнен кислородом, закройте его под

19

водой стеклянной пластинкой и выньте из воды. Наполните таким образом четыре сосуда и сохраните их для следующих опытов.

Для чего нужно оставить в сосуде небольшое количество воды? Какие примеси содержит собранный кислород?

6.1.1.3. Свойства кислорода.

А) Положите в ложечку для сжигания кусочек серы величиной с горошину, подожгите ее на пламени горелки (под тягой!). Обратите внимание на цвет и размер пламени горящей серы. Внесите горящую серу в банку с кислородом. Какие изменения в горении серы наблюдаются?

Б) Положите в ложечку для сжигания небольшой кусочек древесного угля, накалите и внесите в банку с кислородом. Как изменяется интенсивность горения угля в кислороде?

В) Сверните спиралью отрезок стальной проволоки и прикрепите его к концу ложечки для сжигания. Присоедините к проволоке кусочек корковой пробки. Подожгите пробку и быстро внесите проволоку в банку с кислородом. Что происходит?

Для всех опытов напишите уравнения реакций в молекулярной и электронно-ионной формах. Какой вывод о свойствах кислорода можно сделать на основании проведенных опытов? Как влияет на интенсивность горения веществ замена воздуха кислородом? Чем это объясняется? Почему у кислорода низкие температуры плавления и кипения?

6.1.2. Озон

6.1.2.1. Получение озона

20