лабораторные работы по разделу "Качественный анализ"
учебно-методическое пособие на тему

Министерство образования Ставропольского края

ГБОУ СПО «Государственный агротехнический колледж»

с. Московское

Утверждаю

Зам. директора по учебной работе

_______________Набокова Л.С.

Инструкции для проведения лабораторных работ по разделу «качественный анализ»

Дисциплина :        ЕН.03.Химия

Специальность: 260807 « Технология продукции общественного питания».

Рассмотрено и одобрено на заседании ПЦК

общеобразовательных дисциплин

Протокол №_____от _____________2012г.

с. Московское

2012

Лабораторные работы по  разделу «Качественный анализ»

Лабораторная работа № 1

Тема : Изучение химической посуды и оборудования.

Цель: знать назначение важнейшего химического оборудования и посуды.

Оборудование : химическая посуда

Ход работы :

Задание 1. Изучите инструкцию к лабораторной работе .

 Задание №2. Рассмотрите предложенные Вам различные виды посуды, сопоставьте их с текстом инструкции.

Задание №3. Изучите назначение каждого вида посуды.

Задание 4. Оформите работу в тетради.

Рекомендации: Работу можно оформить в виде таблицы ( образец)

Стеклянная посуда:

–  пробирка - это самая незаменимая посуда в лаборатории, изготавливается из стекла и полиэтилена, предназначена для проведения самых разных опытов;

–  стеклянная палочка различной толщины и длины используется для перемешивания жидкостей;

–  часовое стекло применяется для исследования твердых веществ, им накрывают стаканы при проведении синтезов;

–  воронка используется для переливания жидкостей и для фильтрования;

–  химический стакан различного объема предназначен для приготовления растворов и проведения химических реакций, как при комнатной температуре, так и при нагревании;

–  колба плоскодонная применяется для приготовления и хранения растворов;

–  колба круглодонная - для проведения синтезов;

–  чашка Петри используется для высушивания различных веществ;

–  кристаллизатор применяется для охлаждения растворов и при сборе газов под водой;

–  цилиндр - для собирания газов.

Мерная посуда:

–  мерный цилиндр используется для измерения довольно больших объемов жидкостей;

–  пипетка применяется для точного измерения объема жидкости;

–  мерная колба незаменима для приготовления растворов точной концентрации.

Фарфоровая посуда:

–  ступка с пестиком предназначена для измельчения твердых веществ, перемешивания смесей;

–  тигель используется для прокаливания веществ, для проведения различных синтезов при высоких температурах;

–  треугольник необходим для закрепления тиглей, чашек на кольце штатива;

–  выпарительная чашка предназначена для упаривания растворов на водяной или песчаной бане;

–  шпателем берут из склянок различные реактивы.

Оборудование:

–  штатив для пробирок нужен для проведения опытов в пробирках;

–  держатель для пробирок - для закрепления пробирок при нагревании;

–  металлический штатив с лапками - для закрепления приборов при проведении эксперимента;

–  ложка для сжигания - для сжигания веществ

–  асбестовая сетка - для нагревания веществ на электрической плитке;

–  спиртовка - для нагревания веществ;

–  электрическая плитка - для нагревания веществ;

–  сушильный шкаф - для сушки веществ;

–  муфельная печь - для прокаливания веществ, проведения синтеза при высокой температуре;

–  весы - для взвешивания веществ;

–  ртутный термометр - для определения температуры

Дополнительное задание:

1.Определите название и назначение посуды и оборудования, которое не вошло в инструкцию. Сделайте рисунок . Запишите назначение посуды и оборудования.

Рекомендации: для работы используйте дополнительную литературу:

1. Практикум по общей и неорганической химии: пособие для студентов вузов / В. И. Фролов, Т. М. Курохтина, З. Н. Дымова и др.; Под ред. Н.Н.Павлова, В. И. Фролова, - 2-е изд., перераб. И доп. – М. : Дрофа,2002. – 304с. :ил.

Лабораторная работа № 2.

Тема: Основные приемы работы в лаборатории.

Цель: освоить основные приемы работы в лаборатории: нагревание, фильтрование, выпаривание, высушивание, прокаливание.

Оборудование и реактивы: записать самостоятельно, предварительно прочитав работу.

Ход  работы:

Актуализация знаний:

1. Вспомните основные правила работы со спиртовкой.
2. Назовите основные правила тушения огня в лаборатории.
3. Назовите основные правила оказания первой помощи при ожогах.
4. Перечислите правила работы с химическим оборудованием и реактивами.

Опыт № 1. Нагревание.

При проведении химического анализа часто необходимо нагревания веществ. Для нагревания веществ могут использоваться газовые горелки или спиртовки! В нашей лаборатории мы работаем со спиртовками. Вспомните основные правила зажигания спиртовок. Зажгите спиртовку. Внимательно рассмотрите пламя спиртовки. Внесите горизонтально в пламя спиртовки лучину, подержите 3 сек. и выньте. Рассмотрите лучину, обратите  внимание на особенности.

 рис. 1 а) газовая горелка б) спиртовка

Задание:

1.1. Зарисуйте в тетради пламя спиртовки (  б ) и газовой горелки (  а )

1.2.Опишите пламя спиртовки.

1.3.Опишите особенности лучины. Объясните причину этих особенностей.

1.4. Зарисуйте рис 1 в тетрадь

1.5. Сравните по рисунку пламя газовой горелки и спиртовки, запишите сходство и отличие.

1.6. Какое пламя называют открытым?

1.7.Поясните все ли вещества можно нагревать на открытом огне.

7. Сделайте заключение, какая часть пламени является наиболее горячей.

Опыт 2. Фильтрование.

Пояснение. Фильтрование – это процесс движения жидкости или газа через пористое вещество, при котором на пористом веществе остаются твердые взвешенные частицы. Этот метод используется для отделения твердых примесей от растворенного вещества. Фильтрующими материалами могут быть вата, шерсть, волокнистое вещество, ткани, кварцевый песок, бумага, керамика. Фильтрующими не могут быть материалы, взаимодействующие с фильтруемой жидкостью. Фильтрование проводят при обычных условиях, под вакуумом и при нагревании. При обычных условиях для фильтрования применяют воронки, внутрь которой помещают фильтрующий материал. Чаще всего в нашей лаборатории применяется фильтровальная бумага. Она может быть в виде кругов разного диаметра . Обычно пользуются простыми или складчатыми фильтрами. Для получения простого фильтр складывают в квадрат, складчатого  - гармошкой.

Правила фильтрования: фильтр вкладывают в воронку. Кончик воронки должен касаться стенок сосуда для фильтрата. Фильтрат – это жидкость (газ), образующийся после фильтрования. Фильтруемую жидкость наливают в воронку по стеклянной палочке ( рис. 2)

Задание:2. 1. Приготовьте простой фильтр.

2.2.Приготовьте складчатый фильтр.

2.3.Профильтруйте выданную Вам жидкость.

2.4.Зарисуйте рис. 2 в тетрадь и подпишите все части прибора.

2.5Ответьте на вопросы

2.5.1Какой процесс называют фильтрованием?

2.5.2Какие материалы могут быть фильтрующими?

2.5.3Какие материалы не могут использоваться в качестве фильтра?

2.5.4.Что такое фильтрат?

2.5.5.Найдите ошибку на рис. 2., запишите ее и исправьте.

Опыт № 3.  Выпаривание.

Этот метод применяют для выделения вещества из раствора, а также для повышения концентрации раствора. Выпаривание проводят в фарфоровых чашках и тиглях на водяной или песчаной бане.

Правила выпаривания. Раствор, приготовленный для выпаривания наливают в выпаривательную чашку на 2\3 и погружают на 3\4 ее высоты в баню. Выпариваемую жидкость следует постоянно перемешивать стеклянной палочкой, разбивать корочку кристаллов, образующуюся на поверхности жидкости, следить чтобы в выпаривательной чашке постоянно была жидкость. После того как, как выпаривательное вещество превратилось в кашицу, выпаривание прекращают. Далее вещество высушивают. Окончание выпаривания определяют по плотности образовавшегося раствора.

Задание:  3.1.Соберите прибор для выпаривания.

3.2.Проведите выпаривание полученного в опыте 2 фильтрата.

3.3. В тетради запишите основные правила выпаривания.

3.4.Зарисуйте прибор в тетрадь используемые в приборе принадлежности, посуду и растворы.

Опыт № 4. Высушивание.

Это освобождение какого-либо вещества от воды и паров. При высушивании необходимо учитывать их реакционную способность, стойкость к повышенной температуре, окислению, гигроскопичность, агрегатное состояние. Негигроскопичные вещества высушивают на открытом воздухе. Для этого вещество рассыпают на пористый материал тонким слоем и время от времени перемешивают. Можно использовать различные приспособления для продувания воздуха над веществом. Для гигроскопичных веществ и веществ, выдерживающих нагревание, используют специальное оборудование.

Задание: Вещество, полученное в опыте 3, не обладает гигроскопичностью.

3.1. Предложите способ высушивания и высушите вещество.

3.2. Опишите опыт в тетрадь.

3.3. Сделайте рисунок.

Опыт № 5. Прокаливание.

Прокаливанием  называют операцию нагревания твердых веществ до высокой температуры. (4000 С) с целью: а)освобождения от летучих примесей, б)достижения постоянной массы, в)проведения реакций, протекающих при высокой температуре, г) озоления после предварительного сжигания органических веществ. Нагревание до высокой температуры проводят в муфельных или тигельных печах. Часто в лаборатории проводят прокаливание с целью освобождения кристаллогидратов от воды. Можно проводить прокаливание и открытым способом на стальных сковородках. Однако необходимо следить, чтобы вещество не разлеталось, так как возможны потери вещества.

Задание:  Соберите прибор для прокаливания вещества. Прокалите высушенное вещество ( опыт № 4) в тиглях. Следите за изменениями, которые происходят в тигле для прокаливания.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение основным операциям: нагревание, фильтрование, выпаривание, высушивание, прокаливание.
2. Запишите в тетрадь основные правила выполнения нагревания, фильтрования, выпаривания, высушивания, прокаливания.

 Лабораторная работа № 3. Реакции ионного обмена.

Цель:  закрепить знания обучающихся по теме «Электролитическая диссоциация»,

 -    выработать умения  писать уравнения реакции в ионном виде, работать с химическими реактивами, приборами;

 - воспитание положительной мотивации к учению, бережливости, умений наблюдать, сравнивать, делать выводы, анализировать.

Оборудование: составить самостоятельно и записать.

Актуализация знаний

Веерный опрос:

1. Какой процесс называют диссоциацией?
2. Какие частицы образуются при диссоциации?
3. Что такое катионы?
4.  Как катионы  заряжены? Приведите примеры.
5. Что такое анионы?
6. Какой заряд имеют анионы. Приведите примеры.
7. Какие реакции называют реакциями ионного обмена?
8. Назовите 3 случая, при которых реакции ионного обмена идут до конца.

Ход работы:

Задание 1. Проведите реакции между веществами:

А) цинком и соляной кислотой

Б)карбонатом  натрия и соляной кислотой. Какие явления вы наблюдаете?  Напишите уравнения соответствующих реакций. Какая из них относится к реакциям ионного обмена? Почему?

Задание 2. Соедините в пробирке попарно следующие вещества:

А) нитрат серебра и хлорид бария

Б) карбонат калия и соляную кислоту.

В) гидроксида натрия и серную кислоту ( в присутствии фенолфталеина).

Опишите наблюдаемые явления в каждом случае.

Напишите уравнения реакции в молекулярном, полном ионном и сокращенном ионном видах.

Задание 3. Проделайте уравнения  реакции,  сокращенные уравнения которых выражаются  в виде:

1.Ca2+ + CO32- →CaCO3↓

2. Ba2+ + SO42-→ BaSO4↓

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение диссоциации.
2. Какие вещества называют электролитами?.
3. Почему неэлектролиты не проводят электрический ток?
4. Дайте определение реакций ионного обмена.
5. Назовите 3 случая , при которых реакции ионного обмена идут до конца .
6. В чем заключается механизм диссоциации.
7. Нарисуйте схематично механизм диссоциации пищевой соли.

Лабораторная работа № 4.

Цель: Освоить лабораторный способ определения реакции среды  с помощью универсальной индикаторной бумаги, определять окраску индикаторов, закрепить умения писать уравнения гидролиза.

Оборудование: записать самостоятельно, изучив инструкцию по работе и выданное оборудование.

Актуализация знаний:

1.Какой процесс называют гидролизом солей?

2. Опишите гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой.

3. Опишите гидролиз соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием.

4. Опишите гидролиз соли, образованной слабой кислотой и слабым основанием.

5. Опишите гидролиз соли, образованной сильным основанием и сильной кислотой.

Выполнение работы:

1.Универсальной индикаторной бумагой определите рН выданных солей: хлорида алюминия, хлорида железа, сульфата меди, хлорида цинка, сульфата алюминия, карбоната калия, нитрата алюминия, хлорида калия, карбоната натрия, нитрата серебра. Запишите их значения.

2. По таблице «Окраска индикаторов в различных средах» определите окраску  индикаторов и реакцию среды.

3. Напишите уравнение гидролиза всех солей.

Рекомендации: Работу оформить можно в виде таблицы.

Контрольные вопросы:

1.Запишите определение гидролиза солей.

2.Назовите типы солей, которые подвергаются гидролизу.

3. Сделайте вывод о реакции среды различных типов солей.

4.Опишите значение гидролиза в технологии приготовления продуктов питания.

Лабораторная работа № 5.

Тема : Качественные реакции на катионы.

Цель: повторить характеристику катионов, освоить методику анализа катионов в соответствии с кислотно-щелочной классификацией.

Оборудование и реактивы: запишите самостоятельно, предварительно прочитав инструкцию к работе.

Выполнение работы:

1. Качественные реакции на катионы 1-ой аналитической группы.

1.1.Опыт Разложение солей аммония.

На часовое стекло поместите 2-3 капли раствора хлорида аммония и 3-4 капли раствора едкого натра. Слегка нагрейте .  Поднесите к часовому стеклу влажную лакмусовую бумажку.

1.2.Задание:

1.2.1.опишите наблюдаемые явления.

1.2.2. Запишите уравнение происходящей реакции.

1.2.3 Сделайте вывод о том, какой ион Вы обнаружили и какой реакцией его можно обнаружить.

2. Частные реакции на катионы  2-ой аналитической группы.

2.1.Опыт . Обнаружение катионов бария.

В пробирку налейте 1 мл раствора хлорида бария. Сюда же капните 3-4 капли сульфата натрия.

2.2..Задание:

  2.2.1Что наблюдаете при взаимодействии этих двух веществ?

2.2.2.Запишите уравнение происходящей реакции.

2.2.3.Сделайте вывод о качественном определении катионов бария.

2.3. Опыт. Обнаружение катионов кальция. Микрокристаллоскопическая реакция.

1 каплю хлорида кальция поместите на предметное стекло, добавьте 2н. раствора серной кислоты и очень осторожно нагрейте над электроплитой. По краям капли образуются игольчатые кристаллы дигидросульфата кальция.

Задание:

1. Напишите уравнение образования кристаллогидрата.
2. Сделайте вывод о качественном определении ионов кальция.

3. Частные реакции на катионы 3-ей аналитической группы.

3.1.Опыт. Частные реакции на катион серебра.

К раствору нитрата серебра прибавьте раствор иодида калия.

Задание:

3.1.1. Что Вы наблюдаете?

3.1.2. Напишите уравнение реакции между нитратом серебра и иодидом калия.

3.2. К раствору нитрата серебра прибавьте немного раствора хромата калия и воды.

Задание:

3.2.1. Запишите наблюдаемые явления.

3.2.2.Запишите уравнение реакции взаимодействия нитрата серебра и хромата калия.

3.2.3.Сделайте вывод о частных реакциях на катион серебра.

4. Частные реакции на катионы 4-ой аналитической группы.

4.1. Опыт. Частные реакции на катион олова.

К 1 мл  раствора хлорида олова прилейте подкисленный раствор сульфида натрия.

4.2.Задание:

4.2.2.Какого цвета осадок образуется в результате реакции?

4.2.3.Напишите уравнение соответствующей реакции.

Контрольные вопросы:

1.Какие частицы называют катионами?

2. Приведите примеры формул и названий катионов.

3.Сколько существует групп катионов по кислотно-щелочной схеме анализа?

4. Объясните понятие «групповой реагент».

5. Назовите групповой реагент для каждой аналитической группы катионов по кислотно-щелочной схеме.

6. Дайте краткую характеристику образующихся соединений каждой аналитической группе.

Лабораторная работа № 6.

 Тема: Качественные реакции на анионы.

Цель: повторить характеристику анионов, освоить методику анализа некоторых анионов в соответствии с  классификацией.

Оборудование и реактивы: запишите самостоятельно, предварительно прочитав инструкцию к работе.

Выполнение работы:

1. Частная реакция на карбонат-ион.

1.1.Опыт.

В две пробирки налейте по 1 мл карбоната натрия. В первую пробирку прилейте 3 капли хлорида бария, во вторую столько же 2н. раствора соляной кислоты. Внимательно следите за происходящими явлениями.

1.2.Задание:

1.2.1. Запишите наблюдаемые явления в каждой пробирке.

1.2.2.  Напишите уравнения реакций, происходящих в каждой из пробирок.

2. Частная реакция на фосфат-ион

2.1.. Опыт .

В пробирку налейте 1 мл раствора фосфата натрия и добавьте 3 капли раствора хлорида бария. Следите за происходящими явлениями.

2.2.задание.

2.2.1.Запишите наблюдаемые явления.

2.2.2.Напишите уравнение происходящей реакции.

3.Частная реакция на сульфат-ион.

3.1. Опыт. Налейте в пробирку 1 мл раствора сульфата натрия и прибавьте сюда 3 капли раствора хлорида бария .

3.2. Задание

3.2.1. Опишите наблюдаемые явления. Какое вещество выпадает в осадок?

3.2.2. Напишите уравнение реакции.

4. Частная реакция на хлорид-ион.

4.1. Опыт. В пробирку прилейте 1 мл хлорида натрия. Сюда же прилейте 2 капли раствора нитрата серебра.

4.2. Задание.

4.2.1. Опишите наблюдаемые явления. Какое вещество выпадает в осадок?

4.2.2.Напишите уравнение соответствующей реакции.

5.Частная реакция на нитрат-ион.

5.1.Опыт.

Поместите в пробирку 4 капли раствора нитрата натрия, добавьте 6 капель 6н раствора гидроксида натрия и бросить кусочек алюминия. Отверстие закройте лакмусовой бумажкой и слегка подогрейте.

5.2.Задание

5.2.1. Опишите наблюдаемые явления. Какое вещество выделяется и определяется по запаху.

5.2.2. Напишите уравнение соответствующей реакции.

6. Частная реакция на ацетат-ион.

6.1.Опыт. В пробирку поместите 1 мл ацетата натрия и прилейте 2 капли концентрированной серной кислоты. Слегка подогрейте. Осторожно!!!

6.2. задание

6.2.1. Какое вещество обнаруживается по запаху?

6.2.2. Напишите уравнение соответствующей реакции.

Контрольные вопросы:

1. Закончите предложение: Ионы – это …….
2. Приведите примеры десяти анионов: формул и их названий.
3. Какие реакции положены в основу  классификации анионов?
4. Сколько  существует аналитических групп анионов?
5. На чем основан систематический анализ анионов?
6. Напишите формулы и названия веществ, которые являются групповыми реагентами анионов.

Лабораторные и практические  работы к разделу  «Количественный анализ»

Практическая работа № 1.

Тема: Техника взвешивания на аналитических весах.

Цель:  изучить строение аналитических весов АВ-200, назначение деталей, освоить методику взвешивания.

Оборудование: аналитические весы, разновесы, образцы веществ.

Ход работы:

1. Строение весов АВ-200. Нарисуйте в тетради модель аналитических весов. ( см. приложение). Подпишите основные детали. Заполните таблицу « Строение аналитических весов»

2.  Запишите основные правила взвешивания.
3.  Решите ситуационные задачи с пояснением:

3.1.На чашке весов находятся следующие разновесы: 10г,1г,1г,500мг,10мг, рейтер на втором малом делении после цифры 6. Определите массу взвешиваемого предмета.

3.2.В футляре отсутствуют разновески: 10г,5г,2г,1г 200мг,100мг,10мг, рейтер на третьем малом делении после нуля Определите массу взвешиваемого предмета.

3.3.На чашке весов находятся разновески: 500мг,200мг, 50 мг. Рейтер на нулевом делении шкалы. Определите массу взвешиваемого предмета.

Контрольные вопросы:

1.Чем аналитические весы отличаются от технических?

2.Для каких целей используют аналитические весы?

3.Как предохранить аналитические весы от пыли?

4.Что необходимо делать, чтобы весы не портились от сырости?

5. Зачем необходима защита аналитических весмов от пыли, сырости, движения воздуха?

6. Что обязательно необходимо сделать после окончания работы?