ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ.

Соединение азота. Свойства

Опыт 1. Получение аммиака и исследование его свойств

В фарфоровой ступке приготовить небольшое количество смеси хлорида аммония и гашеной извести (по 1/8 объёма пробирки каждого вещества) и тщательно растереть пестиком. Обратить внимание на запах. Наблюдается ли взаимодействие между взятыми веществами при обычных условиях? В пробирку до ¼ её объёма насыпать приготовленную смесь, закрыть пробкой с газоотводной трубкой и укрепить в штативе. Капилляр и газоотводную трубку соединить резиновой трубкой. Приготовить фарфоровую чашку (или маленький кристаллизатор) с водой, куда добавить 3-4 капли фенолфталеина. Слегка подогреть пробирку со смесью и к отверстию капилляра поднести влажную красную лакмусовую бумажку. По её посинению и по запаху убедиться в выделении аммиака. Смочить стеклянную палочку концентрированной соляной кислотой. И поднести к концу капиллярной трубки. Как объяснить образование белого дыма? Нагревать смесь в течении 3-4 мин., пока пробирка наполнится аммиаком. Наполнение определить по посинению влажной лакмусовой бумажки, которую поднести к отверстию пробирки. Наполненную аммиаком пробирку плотно закрыть пробиркой и разъединить пробирку с капилляром от газоотводной трубки. Быстро закрыть капилляр пальцем и, перевернув пробирку верх дном, опустить капилляр в кристаллизатор с водой. Под водой капилляр открыть и наблюдать быстрое заполнение пробирки водой (фонтан). Обратить внимание на краску раствора. На присутствие каких ионов она указывает? Описать наблюдаемые явления и объяснить их. Написать уравнения реакций: получения аммиака, взаимодействие аммиака с хлористым водородом, взаимодействие аммиака с водой на влажной лакмусовой бумаге и причины посинения последней. На какие свойства аммиака указывает образование фонтана?

 Опыт 2. Получение оксидов азота и азотной кислоты
 
     Оксид азота (II) мало растворим в воде, поэтому его можно собирать над водой. Приготовить кристаллизатор или фарфоровую чашку с водой. Коническую пробирку, наполненную водой, закрыть пальцем, перевернуть верх дном и опустить в приготовленный кристаллизатор с водой. Следить, чтобы в пробирку не проник воздух и чтобы на неё не вылилась вода. В микроколбу прибора поместить 2-4 маленьких кусочка медной стружки и 4-8 капель разбавленной азотной кислоты. Закрыть колбу пробкой с газоотводной трубкой. Трубку опустить в чашку с водой. После того, как воздух из прибора будет вытеснен (1-2 мин.), конец газоотводной трубки подвести под пробирку с водой. Если реакция идёт недостаточно энергично, пробирку слегка подогреть. Наполнить пробирку газом на ¾ объёма, оставив в неё немного воды. Какой газ собран в пробирке? Почему вначале опыта в колбе был газ бурого цвета? Какой это газ и как образуется? Почему исчезла бурая краска? Закрыть пробирку под водой пальцем, вынуть из воды и перевернуть отверстием вверх. Открыть пробирку на 1-2 сек. И снова, закрыв пальцем, наблюдать образование бурого цвета. Объяснить это явление. Чтобы лучше видеть побурение газа, держать пробирку на белом фоне. Не открывая пробирки, встряхнуть её несколько раз до полного растворения диоксида азота в воде, находящийся в пробирке. Снова открыть пробирку, наблюдать образование бурого газа, и, встряхивая её, растворить газ в воде. К полученному раствору, добавить 2-3 капли нейтрального раствора лакмуса. Какова реакция среды на лакмус? Как это объяснить? Написать уравнения реакции: 
а) получения оксида азота (II) взаимодействием разбавленной азотной кислоты с медью; 
б) окисления оксида азота (II) до оксида азота (IV) и полимеризации оксида азота (IV); 
в) взаимодействия диоксида азота  с водой, протекающего с образованием азотной и азотистой кислот;
г) диспропорционирования (самоокисления – самовосстановления) азотной кислоты. 
В чём различие физических и химических свойств оксида азота  (II) до оксида азота (IV) (окраска, растворение в воде, окислительно-восстановительные свойства)? 	

Опыт 3. Получение азотистой кислоты и ее распад
     К 4-6 каплям насыщенного раствора нитрита калия или натрия добавить 1-3 капли 2н раствора серной кислоты. Отметить появление голубой окраски азотистого ангидрида и объяснить образование бурого газа над раствором. Написать уравнения реакций:
а) взаимодействие нитрита калия с серной кислотой;
б) разложения азотистой кислоты;
в) распад азотистого ангидрида.
 Почему разложение азотистой кислоты называют самоокислением – самовосстановлением? Какой элемент здесь окисляется и восстанавливается? 

Опыт 4. Окислительно-восстановительные свойства нитритов
Окисление нитритом иодида калия. 
1.	Внести в пробирку 2-4 капли раствора иодида калия и столько же 2н серной кислоты. Добавить 2-4 капли раствора нитрита калия или натрия. Чем вызвано сильное побурение раствора? Написать соответствующее уравнение реакции, учитывая, что нитрит восстанавливается до оксида азота, а иодид калия окисляется до свободного йода. 
2.	Взаимодействие нитрита калия с перманганатом. В пробирку внести 2-3       капли 2н раствора нитрита калия. Отметить изменения окраски раствора и указать причину этого изменения. В какое соединение переходит  при этом нитрит калия? Написать уравнение реакции, учитывая, что степень окисления марганца изменяется от +7 до +2. Окислителем или восстановителем является нитрит калия в этой реакции?

Опыт 5. Окислительные свойства азотной кислоты
1.	Взаимодействие разбавленной азотной кислоты с медью и оловом
     В 2 пробирки внести по 3-4 капли разбавленной азотной кислоты. В одну из пробирок опустить кусочек медной стружки, в другую – кусочек олова. Отметить, что на холоде в обоих случаях реакция идёт с образованием, главным образом, бесцветного газа NO и нитратов олова (II) и меди (II). Лёгкое побурение газа вначале реакции объясняется частичным окислением оксида азота (II) кислородом воздух, находящегося в пробирке. Написать уравнение реакций взаимодействия разбавленной азотной кислоты с оловом и медью на холоде.
2.	Взаимодействие концентрированной азотной кислотой с медью и оловом.
 В 2 пробирки поместить по маленькому кусочку меди и олова. Прибавить к ним по 3-5 капель концентрированной азотной кислоты. Как протекает реакция на холоде? Осторожно подогреть обе пробирки. Отметить свои наблюдения и написать соответствующие уравнения реакций, считая, что при нагревании в обоих случаях азотная кислота восстанавливается, главным образом, до NO2. Олово окисляется до Sn (IV), образуя осадок оловянных кислот сложного состава: x SnO2 · y H2O. При составлении уравнения применять простейшие формулы метаоловянной кислоты H2SnO3. Медь окисляется до нитрата меди (III).

Опыт 6 .  Соли азотной кислоты
1.	Разложение нитрата калия. 
2-3 микрошпателя сухого нитрата калия поместить в цилиндрическую пробирку. Укрепив её наклонно в штативе, нагреть до расплавления соли. Внести тлеющую лучинку в отверстие пробирки и установить, какой газ выделяется. Нагревание продолжать до прекращения выделения пузырьков газа. Добавив в охлаждённую пробирку 5-7 капель воды, растворить твёрдый осадок. Убедиться, что полученный раствор содержит нитрит калия. Как изменилась окраска растворов? Написать соответствующие уравнения реакций.    

ФОСФОР  И ЕГО СВОЙСТВА

Опыт 1. Аллотропия фосфора

В цилиндрическую пробирку поместить один микрошпатель сухого порошка красного фосфора. Закрыть пробирку ватой и закрепить в штативе в слегка наклонном положении. Нагреть пламенем горелки ту часть пробирки, где находится красный фосфор. Если в начале опыта в пробирке появится зелёное пламя вследствие воспламенения фосфора, продолжать нагревание, пламя скоро исчезнет благодаря малой циркуляции воздуха. Когда будет заметно уменьшение количества красного фосфора в пробирке и появление на ее стенках в холодной части белого налета оксидов фосфора и мелких капелек белого фосфора, прекратить нагревание. Не дожидаясь полного охлаждения пробирки, потереть стеклянной палочкой те места, где находятся частицы белого фосфора. Что происходит с белым фосфором, если палочку вынуть из пробирки? Какая из аллотропных модификаций фосфора химически более активна? В чем ”то проявилось? Написать уравнения реакций горения фосфора с образованием мономеров Р2О3 и Р2О5 (обычно оксиды фосфора образуются в виде димеров Р4О6 и Р4О10). После окончания опыта прилить в пробирку 5-6 капель раствора сульфата меди. Осторожно встряхнуть пробирку, чтобы омыть осадок со стенок. Отметить появление налета меди. Белый фосфор окисляется да фосфорной кислоты по схеме

                                 P+CuSO4+H2O	H3PO4+H2SO4+Cu

Примечание: В опытах с белым фосфором необходимо соблюдать крайнюю осторожность! Белый фосфор ядовит, кроме того, он может причинить сильные ожоги.

Опыт 2. Соли фосфорной ортокислоты

     а) Ортофосфаты натрия и их гидролиз.
    Найти константы диссоциации фосфорной ортокислоты и определить, подвергаются ли гидролизу ортофосфаты щелочных металлов. Проверить свои предположения следующим опытом. В три пробирки внести но 5-6 капель раствора нейтрального лакмуса. В одну добавить несколько кристаллов фосфата натрия, в другую - столько же дигидрофосфота натрия, третью оставить в качестве контрольной. Размешать содержимое в первой и второй пробирках стеклянными палочками до полного растворения взятых солей. Отметить изменение окраски лакмуса в каждой из них и  сравнять с контрольной. На какой ступени должен практически остановиться гидролиз ортофосфата натрия? Накопление каких ионов препятствует гидролизу этой соли по второй ступени? Написать уравнение гидролиза ортофосфата. натрия не первой ступени. Накопление каких ионов вызывает изменение окраски лакмуса в растворе дигидрофосфата?
Литература
1.	Глинка, Н.Л. Общая химия [текст]: учебник для вузов / Н.Л. Глинка, под ред. А.И. Ермакова. – Изд. 31-е, исправленное.- М: Интеграл- Пресс, 2005. – 727 с.
2.	Павлов, Н.Н. Общая и неорганическая химия [текст]: учебник для вузов / Н.Н. Павлов. – 2-е изд., перераб .и доп. – М: Дрофа, 2002.-448 с.
3.	Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия [текст]: учебник для вузов / Н.С. Ахметов. – 4-е изд. перераб. и доп.- М: Высшая школа, Изд.центр «Академия», 1999. – 743 с.
4.	Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии [текст]: учебн. пособие / Н.С. Ахметов, М.Г. Азизова, Л.И. Бадыгина. – 3-е перераб. и доп.- М: Высшая школа, Изд.центр «Академия», 1999.- 368 с.
5.	Бабков, А.В. Общая и неорганическая химия [текст]: пособие для старшеклассников и абитуриентов / А.В. Бабков, В.А. Попков.- М: изд-во МГУ, изд-во «Черо», 1998. – 384 с.
6.	Химический анализ [текст]: учебное пособие /Е.В. Барковский и др., под общ. ред. Е.В. Барковского. – Мн.: высшая школа, 1997.- 176 с.
7.	Суворов, А.В. Общая химия  [текст]: учебное пособие для вузов / А.В. Суворов, А.Б. Никольский. – Спб.: Химия,1995. – 624 с.
8.	Неорганическая химия [текст]: учебное пособие для вузов / Ю.Д. Третьяков и др. – М: Химия, 2001. – 564 с.
9.	Практикум по неорганической химии [текст]: учебное издание для вузов / В.П. Зломанов и др. – М:  изд-во МГУ, 1994. – 354 с.