Хімія. Рівень стандарту. 11 клас. Савчин

§ 34. ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКІСНОГО СКЛАДУ СОЛЕЙ

Опанувавши матеріал параграфа, ви зможете:

  • пояснювати, що таке експеримент та експериментальний метод у природознавстві та хімії зокрема;
  • характеризувати типи експериментальних задач;
  • знати ознаки перебігу якісних реакцій на катіони металічних елементів і амоній-іон та аніони.

Експеримент та експериментальний метод. Усі природничі дисципліни, вивчаючи природні явища, застосовують певні дослідження в природних або штучно створених (лабораторних) умовах. Метою експерименту є відтворення деяких процесів і встановлення взаємозв'язків між досліджуваними явищами. Експеримент належить до наукового методу, за допомогою якого можна багаторазово відтворити дослідження й перевірити достовірність його результатів.

У хімії експеримент — це цілеспрямований вплив на досліджуваний об'єкт для виявлення тих чи інших ознак, властивостей, процесів. Щоб проведення експерименту було успішним, потрібно застосувати вміння спостерігати, аналізувати спостереження та робити висновки.

У межах навчальної програми використовуємо шкільний учнівський експеримент, що передбачає проведення демонстраційних і лабораторних дослідів і виконання практичних робіт. Важливим його складником є розв'язування експериментальних задач.

Вивчаючи хімію, ви ознайомилися з певними типами експериментальних задач. Це задачі на вивчення властивостей та розпізнавання речовин, зокрема за якісними реакціями, дослідження якісного складу та добування речовин, установлення генетичних зв'язків, пояснення спостережень (табл. 18).

Таблиця 18

Типи експериментальних задач і приклади таких задач

Тип задачі

Приклад експериментальної задачі

1. Вивчення властивостей речовин.

Дослідіть експериментально хімічні властивості амфотерних гідроксидів на прикладі цинк та алюміній гідроксидів.

2. Розпізнавання речовин за їхніми характерними властивостями.

У трьох пронумерованих пробірках наявні хлоридна кислота, розчин натрій гідроксиду й вода. Визначте експериментально кожну з цих речовин.

3. Розпізнавання речовин за якісними реакціями.

У трьох пронумерованих пробірках є розчини солей: Барію, Феруму(2+) та амонію. Визначте за допомогою якісних реакцій кожну з них.

4. Дослідження якісного складу речовин.

Дослідіть експериментально, що видана вам речовина є амоній хлоридом.

5. Добування речовин.

Запропонуйте три способи добування алюміній хлориду. Складіть рівняння реакцій.

6. Здійснення ланцюгів перетворень.

Дослідіть хімічні перетворення, подані схемою:

Mg → MgCl2 → Mg(OH)2 → MgO → MgSO4.

7. Пояснення спостережуваних явищ.

Поясніть, чому в разі доливання кислоти до підфарбованого фенолфталеїном розчину натрій гідроксиду відбувається знебарвлення розчину.

Для успішного проведення практичної роботи пригадаємо якісні реакції на катіони (табл. 19).

Таблиця 19

Якісні реакції на катіони

Катіон

Рівняння реакції

Характерна ознака

Ba2+

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl

Білий осад, нерозчинний у кислотах.

Fe2+

Fe(NO3)2 + 2KOH = Fe(OH)2↓ + 2KNO3

Зеленувато-білий осад, що набуває бурого кольору.

Fe3+

Fe(NO3)3 + 3NaOH = Fe(OH)3↓ + 3KNO3

Бурий осад.

NH+4

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3↑ + H2O

Виділяється газ з різким запахом.

Якісні реакції на аніони в деяких випадках дублюють якісні реакції на катіони (табл. 20).

Таблиця 20

Якісні реакції на аніони

Аніон

Рівняння реакції

Характерна ознака

Cl-

CaCl2+ 2AgNO3 = 2AgCl↓ + Ca(NO3)2

Білий сирнистий осад.

SO2-4

Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4↓ + 2NaNO3

Білий осад, нерозчинний у кислотах.

CO2-3

К2СО3 + 2HCl = 2KCl + CO2↑ + H2O

Виділяється вуглекислий газ.

PO3-4

Na3PO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓ + 3NaNO3

Жовтий осад.

Використання експериментального методу вивчення речовин сприяє застосуванню теоретичних знань на практиці, формує вміння та навички правильного поводження з речовинами не тільки в хімічній лабораторії, а й у побутових, виробничих та інших, іноді непередбачуваних умовах.

ПІДСУМОВУЄМО ВИВЧЕНЕ

Експеримент — цілеспрямований вплив на досліджуваний об'єкт для виявлення тих чи інших ознак, властивостей та процесів. Формує вміння спостерігати, аналізувати й робити висновки.

Шкільний учнівський експеримент передбачає проведення демонстраційних і лабораторних дослідів і практичних робіт. Його особливістю є розв'язування експериментальних задач.

• Типи експериментальних задач — задачі на вивчення властивостей та розпізнавання, дослідження якісного складу й добування речовин, установлення генетичних зв'язків і пояснення спостережень.

• Для успішного розв'язання експериментальних задач треба знати якісні реакції на катіони й аніони.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

  • 1. Поясніть, як ви розумієте поняття «експеримент», «шкільний хімічний експеримент».
  • 2. Охарактеризуйте типи експериментальних задач у хімії.
  • 3. Установіть відповідність між катіонами й аніонами для якісного визначення речовин.

А Ba2+

Б Al3+

В Ca2+

Г Ag+

1 NO-3

2 CO2-3

3 SO2-4

4 OH-

5 PO3-4

  • 4. Установіть відповідність між катіонами, аніонами й ознаками реакцій для якісного визначення речовин.

А Ba2+

Б Cu2+

В Fe3+

Г Ag+

1 OH-

2 SO2-4

3 Cl-

4 PO3-4

I жовтий осад

II бурий осад

III білий нерозчинний у кислотах осад

IV синій осад

  • 5. Складіть рівняння реакцій взаємодії: а) кальцій нітрату з натрій карбонатом; б) калій ортофосфату з аргентум(І) нітратом; в) барій хлориду з калій сульфатом; г) алюміній хлориду з натрій гідроксидом; ґ) калій сульфіду з аргентум(І) нітратом; д) цинк нітрату з натрій гідроксидом.
  • 6. Барій нітрат кількістю речовини 0,3 моль повністю прореагував з натрій сульфатом. Обчисліть масу осаду, що утворився. Назвіть речовину, що випала в осад.
  • 7. Ферум(ІІІ) хлорид масою 18 г прореагував з натрій гідроксидом масою 12 г. Обчисліть масу та кількість речовини ферум(ІІІ) гідроксиду й масу утвореного натрій хлориду.