Sprawozdanie nieorganiczna 8, studia, chemia UP, semestr II, chemia nieorganiczna, sprawozdania


Sprawozdanie chemia nieorganiczna - zajęcia 8

Pierwiastki XV grupy układu okresowego - siarka i jej związki

Zaliczenie :

  1. Wstęp teoretyczny :

Charakterystyka pierwiastków 16 grupy układu okresowego

Charakter pierwiastków zmienia się w dół grupy od niemetalicznego (tlen, siarka) do metalicznego (polon). W dół grupy rośnie promień atomu, a maleje elektroujemność. Tlen jest gazem, pozostałe pierwiastki są ciałami stałymi. Tlenowce są pierwiastkami bardziej aktywnymi od azotowców przy czym aktywność chemiczna maleje od tlenu do polonu. Tlenowce reagują z metalami alkalicznymi (czyli metalami I grupy), a także z takimi metalami, jak miedź, srebro i rtęć. Siarka, selen, tellur i polon łączą się bezpośrednio z tlenem.

Siarka (S)

Konfiguracja powłoki walencyjnej

3s23p4

Wygląd i stan skupienia w temperaturze pokojowej

Niemetaliczne ciało stałe o barwie żółtej

Siarka - jest to pierwiastek chemiczny, niemetal bloku „p” w układzie okresowym. W zwykłej temperaturze siarka jest mało aktywna. Siarka występuje w stanie wolnym, w stanie związanym zaś występuje głownie w postaci siarczków i siarczanów (VI). Gaz ziemny zawiera duże ilości siarkowodoru. Siarka tworzy dwie różne sieci krystaliczne siarkę rombową i siarkę jednoskośną. Szybkie ochłodzenie stopionej siarki powoduje powstawanie ciągliwej siarki plastycznej. Tworzą ją długie chaotycznie poukładane łańcuchy siarkowe o różnej długości. Po kilku dniach siarka plastyczna ulega krystalizacji, przetwarzając się w siarkę jednoskośną, która powoli przekształca się w trwalszą odmianę rombową. Zarówno siarka jednoskośna jak i rombowa zawierają ośmioatomowe pierścienie S8. Jest niezbędna do życia. Ważniejsze związki siarki to kwas siarkowy (VI), kwas siarkowy (IV) oraz kwas siarkowodorowy.

Związki siarki :

  1. siarkowodór H2S - jest gazem o nieprzyjemnym zapachu, słabo rozpuszcza się w wodzie. Powstaje podczas bezpośredniej syntezy pierwiastków. Częściej jednak wydziela się z siarczków. Wodny roztwór tego kwasu to kwas siarkowodorowy (H2S). Dysocjuje on w wodzie dwustopniowo i jest kwasem bardzo słabym, z tego powodu rozpuszczalne siarczki ulegają w roztworze wodnym hydrolizie.

  2. kwas siarkowy (IV) - H2SO3 jest bardzo nietrwały, szybko ulega rozkładowi. Dysocjuje dwustopniowo i jest kwasem słabym. Zarówno kwas, jak i jego sole są reduktorami.

  3. kwas siarkowy (VI) - H2SO4 - jest bezbarwną cieczą o dużej gęstości. To kwas trwały, można go zatem długo przechowywać. Jest kwasem silniej higroskopijnym, miesza się z wodą wydzielając przy tym ogromne ilości ciepła. Stężony kwas siarkowy(VI) jest kwasem utleniającym , to znaczy zdolnym do reakcji zarówno z wieloma niemetalami jak i metalami. Jest mocnym kwasem, dysocjuje dwustopniowo. Można jednak przyjąć, że w roztworach rozcieńczonych także długi stopień dysocjacji zachodzi w dużym stopniu.

Kwasowe właściwości tlenków maleją w dół grupy. SO2 jest tlenkiem kwasowym. Podobnie zmieniają się właściwości kwasowe wyższych tlenków. SO3 jest tlenkiem o silnych właściwościach kwasowych.

  1. tlenek siarki (VI) - SO3 powstaje podczas katalicznego spalania SO2 w powietrzu :

2 SO2 + O2 2 SO3

Jest ciałem stałym, dobrze rozpuszczalnym w wodzie. Jest bezwodnikiem kwasu siarkowego (VI). Reakcja tlenku z wodą jest silnie egzotermiczna.

SO3 + H2O H2SO4

Podobnie jak tlenek siarki (IV), reaguje z zasadami i tlenkami zasadowymi.

  1. Tlenek siarki(IV) - SO2 powstaje podczas spalania siarki w powietrzu :

S + O2 SO2

Ten bezbarwny gaz o drażniącej woni jest bezwodnikiem kwasu siarkowego (VI). Reaguje z zasadami i tlenkami o charakterze zasadowym.

Reakcje redoks - jest to proces, w wyniku którego między dwiema substancjami następuje wymiana elektronów. Wiąże się to jednoznacznie ze zmianami stopni utlenienia pierwiastków wchodzących w skład tych substancji. Proces pobierania elektów to proces redukcji zaś proces oddawania elektronów to proces utleniania.

  1. Doświadczenia :

Badanie właściwości siarki

a)

Odczynniki chemiczne : siarka, etanol, aceton, benzen, siarczan(IV) stały, kwas siarkowy(VI) stężony, KMnO4, K2Cr2O7, KI, roztwór skrobi, H2O2, woda bromowa, chloroform, kolorowy kwiat.

Sprzęt laboratoryjny : statyw na próbówki, próbówki, zlewka 25cm3, szczypce, łyżeczka do spalania, cylinder do spalania, tlen, papierki uniwersalne, małe świeczki na drucie.

Wykonanie : Do próbówki nasypano ok. 2-3 cm3 siarki i ogrzano do stopienia. Następnie wlano do wody i po upływie ok. 10 minut wyciągnięto siarkę ze zlewki (25cm3) za pomocą szczypiec.

Obserwacje : Siarka, która uległa stopieniu ma ciemnoczerwoną barwę. Szybkie ochłodzenie siarki powoduje powstawanie ciągliwej siarki plastycznej. Siarkę plastyczną tworzą długie, chaotycznie poukładane łańcuchy siarkowe o różnej długości. Po kilku minutach siarka, która była plastyczna uległa krystalizacji, przetwarzając się w siarkę jednoskośną, która po niedługim czasie przekształca się w trwalszą odmianę alotropową.

Wnioski : Siarka tworzy dwie różne sieci krystaliczne. Siarkę rombową i jednoskośną.

b)

Wykonanie : Na łyżeczkę do spalania nasypano piasku i umieszczono na nim niewielką ilość siarki. Łyżeczkę ogrzano w płomieniu palnika, aż do jej zapalenia. Po zapaleniu siarki łyżeczkę wprowadzono do cylindra z tlenem. Następnie do cylindra nalano ok. 10 cm3 wody destylowanej i zbadano pH za pomocą papierka uniwersalnego.

Obserwacje : Siarka po wprowadzeniu do płomienia palnika spala się jasnym płomieniem, a w tlenie obserwujemy niebieskie błyski.

Wnioski : W wyniku spalania powstał tlenek siarki(IV). Papierek uniwersalny zabarwił się na czerwono.

Reakcja :

S + O2 SO2

SO2 + H2O H2SO3

SO2 + 3 H2O 2 H3O+ + SO32-

c)

Wykonanie : do stałego siarczanu(VI) sodu do otrzymywania SO2 wkroplono powoli z wkraplacza kilka cm3 stężonego H2SO4. Wydzielający się SO2 zebrano do cylindrów i przykryto przykrywką.

Obserwacje : Wydziela się gaz.

Wnioski : Siarczan(VI) sodu jest solą nietrwałą, w wyniku działania stężonym H2SO4, wydziela się gaz, którym jest tlenek siarki(IV).

Reakcja :

Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + SO2 + H2O

d)

Wykonanie : Do cylindra wypełnionego SO2 wprowadzono zapaloną świeczkę umieszczoną na drucie.

Obserwacje : Zapalona świeczkę umieszczono w cylindrze z SO2 gaśnie.

e)

Wykonanie : Do cylindra wypełnionego SO2 wlano 10 cm3 rozcieńczonego KMnO4 i zamknięto cylinder, następnie zawartość cylindra wstrząśnięto.

Obserwacje : W wyniku reakcji roztwór KMnO4 odbarwił się.

Wnioski : Tlenek siarki(IV) nie podtrzymuje spalania.

Reakcja :

2KMnO4 + 5 SO2 + 2H2O → 2MnSO4 + 2H2SO4 + K2SO4

5SO2 + 2K+ + 2 MnO4- + 2H2O → 2 Mn2+ + 2SO42- + 2K+ + SO42- + 2H3O+ + SO42-

Gips - własności i zastosowanie

Odczynniki chemiczne : palony gips ( tlenek wapnia CaO), woda.

Wykonanie : Do zlewki na 25 cm3 nasypano palonego gipsu na wysokość 2-3 cm3. Nalano kilka cm3 wody i zrobiono z tego formę gipsową, którą można było formować. Zrobiono pewną formę. Po kilku minutach sprawdzono konsystencję papki.

Obserwacje : Na początku forma była miękka jednak po kilku minutach stała się twarda.

Wnioski : Gips posiada własności plastyczne, dzięki którym ma szerokie zastosowanie w życiu codziennym (budownictwo, przemysł chemiczny). Energicznie reaguje z woda, przy czym wydziela się znaczna ilość ciepła (tzw. proces gaszenia wapna).

Trioksotiosiarczan(VI) sodu (tiosiarczan sodu) - własności, zastosowanie

Odczynniki chemiczne : Pb(NO3)2, CuCl2, Mn(NO3)2, Ba(NO3)2, Na2SO3, siarka, AgNO3, NaBr, I2 w KI, roztwór skrobi.

Sprzęt laboratoryjny : próbówki, statyw na próbówki, zlewka 25cm3 oraz zlewka 50 cm3.

a)

Wykonanie : Do 4 próbówek wlano po ok. 1cm3 roztworu Pb(NO3)2, CuCl2, Mn(NO3)2, Ba(NO3)2 oraz CaCl2 do każdej z próbówek nalano Na2SO3, następnie każdą próbówkę wstrząśnięto.

Obserwacje : W próbówce nr I z Ba(NO3)2 powstał biały osad, który opadł na dno. W próbówce nr 2 z Pb(NO3)2 - biały osad opadający na dno, nr 3 CuCl2 - powstał żółto-zielony osad, nr 4 Mn(NO3)2 - powstał biały osad, nr 5 z CaCl2 - powstał biały osad opadający na dno.

Wnioski : W wyniku reakcji powstały sole siarczanowe(IV).

Reakcje :

Pb(NO3)2 + Na2SO3 2 NaNO3 + PbSO3

Pb2+ + SO32- Pb(SO3)2

CuCl2 + Na2SO3 CuSO3 + 2 NaCl

Cu2+ + SO32- CuSO3

Mn(NO3)2 + Na2SO3 2 NaNO3 + MnSO3

Mn2+ + SO32- MnSO3

CaCl2 + Na2SO3 2 NaCl

Ca2+ + SO32- CaSO3

Ba(NO3)2 + Na2SO3 2NaNO3 + BaSO3

Ba2+ + SO32- BaSO3

b)

Wykonanie : Do 4 próbówek wlano po ok. 1cm3 r-r Pb(NO3)2, CuCl2, Mn(NO3)2, Ba(NO3)2 oraz CaCl2 do każdej z próbówek nalano Na2SO4, następnie każdą próbówkę wstrząśnięto.

Obserwacje : W próbówce nr I z Ba(NO3)2 powstał biały osad, który opadł na dno. W próbówce nr 2 z Pb(NO3)2 - biały osad który opada na dno , nr 3 CuCl2 - powstał błękitny osad, nr 4 Mn(NO3)2 - bezbarwny osad brak osadu, nr 5 z CaCl2 - na dnie pojawiły się białe kryształy, które przykleiły się do dna.

Wnioski : W przeprowadzonym doświadczeniu powstały sole siarczanowe (VI).

Reakcje :

Pb(NO3)2 + Na2SO4 2 NaNO3 + PbSO4

Pb2+ + SO42- Pb(SO4)2

CuCl2 + Na2SO4 CuSO4 + 2 NaCl

Cu2+ + SO42- CuSO4

Mn(NO3)2 + Na2SO3 2 NaNO3 + MnSO4

CaCl2 + Na2SO4 2 NaCl + CaSO4

Ca2+ + SO42- CaSO4

Ba(NO3)2 + Na2SO4 2NaNO3 + BaSO4

Ba2+ + SO42- BaSO4

c)

Wykonanie : Do próbówki wlano ok. 1cm3 wody chlorowej, a następnie dodano 2 cm3 r-r Na2S2O3. Zawartość próbówki zatkano palcem, wstrząśnięto i sprawdzono zapach.

Obserwacje : Wydzielił się ostry i drażniący zapach chloru.

Wnioski : czuć zapach chloru

HClO + Na2S2O3 Cl2 + NaCl + H2SO4

d)

Wykonanie : Do próbówki wlano ok. 1cm3 r-r AgNO3 i dodano ok. 1cm3 NaBr. Otrzymany osad zadano Na2S2O3.

Obserwacje : Powstał żółto - kremowy osad. Po dodaniu dużej ilości Na2S2O osad uległ rozpuszczeniu.

Wnioski :

AgNO3 + NaBr → NaNO3 + AgBr

AgBr+ Na2S2O3 → Na2Br + AgSO3

e)

Wykonanie : Do próbówki wlano 1 cm3 I2 w KI , a następnie dodano roztworu Na2S2O3.

Obserwacje : Po dodaniu Na2S2O r-r brunatny I2 w KI odbarwił się.

Wnioski : Odbarwienie jodu w jodku potasu powoduje r-r Na2S2O3.

Reakcja :

2 Na2S2O3 + I2 2 NaI + Na2S4O6



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Sprawozdanie - Spoiwa Wapienne1, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr II, Chemia Budowlana [Świderski], L
Sprawozdanie - Spoiwa Krzemienne1, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr II, Chemia Budowlana [Świderski],
Sprawozdanie - Cement Portlandzki1, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr II, Chemia Budowlana [Świderski]
Sprawozdanie - Woda Zarobowa1, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr II, Chemia Budowlana [Świderski], Lab
Sprawozdanie - Spoiwa Gipsowe1, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr II, Chemia Budowlana [Świderski], La
Chemia Pytania, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr II, Chemia Budowlana [Świderski], Sesja
Pytania chemia egz, Studia, UR OŚ, semestr II, chemia, egzamin
201 sprawozdanie-fizyka, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WS
103, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WSZYSTKIE, FIZYKA 2, F
303 aga303, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, I pracownia fizyczna, LABORKI WSZYSTKIE
Ogólna metodologia nauk, Studia dalekowschodnie, Rok I semestr II, Metody i techniki badań społeczny
Ochrona powietrza 2, studia mgr rok 2, semestr II, Prawo Ochrony środowiska
Notatki z E. Babbiego, Studia dalekowschodnie, Rok I semestr II, Metody i techniki badań społecznych
Egzamin Geodezja, STUDIA, Budownictwo UZ, Semestr II, Geodezja [Mrówczyńska], Sesja
Kulki, Studia Politechnika Poznańska, Semestr II, Podstawy metrologii, metr

więcej podobnych podstron