Wirtualne laboratorium – I
Czy wiesz, w jaki sposób zbadać charakter chemiczny następujących tlenków: , , ? Zapoznaj się z poniższym laboratorium i zbadaj charakter chemiczny tych związków chemicznych. Następnie uzupełnij dzienniczek, wpisując do niego sprzęt laboratoryjny oraz odczynniki chemiczne, z których korzystałeś, a także instrukcję wykonywanego eksperymentu. Na koniec rozwiąż ćwiczenia sprawdzające.
Analiza doświadczenia: Badanie charakteru chemicznego tlenków.
Problem badawczy: Jaki charakter chemiczny posiadają tlenki: magnezu, glinu oraz fosforu()?
Hipoteza: Tlenek magnezu ma charakter zasadowy, tlenek glinu ma charakter amfoteryczny, a tlenek fosforu() ma charakter kwasowy.
Odczynniki: wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu ; kwas chlorowodorowy o stężeniu ; , , ; roztwór oranżu metylowego; alkoholowy roztwór fenoloftaleiny.
Sprzęt laboratoryjny: probówek – podłużnych naczyń szklanych do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych; łyżki laboratoryjne – długie trzonki wykonane ze szkła, porcelany lub metalu zakończone z jednej strony łyżeczką. Służą do nabierania sypkich substancji chemicznych; statyw na probówki – prostokątny sprzęt laboratoryjny z rzędami otworów, w których umieszczane są probówki; szklanych bagietek – sprzętów laboratoryjnych, o kształcie prostego pręta szklanego, czasami zakończonego z jednej strony małą rączką, a z drugiej małą łopatką; pipety Pasteura – wąskie rurki do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki.
Instrukcja wykonania doświadczenia:
1. Do trzech probówek wlano po kwasu chlorowodorowego, a następnie dodano kilka kropli roztworu oranżu metylowego
2. Do każdej z trzech probówek dodano kolejno niewielką ilość (pół łyżeczki) tlenków: , ,.
3. Zawartość probówek zamieszano.
4. Do kolejnych trzech probówek wlano po wodnego roztworu wodorotlenku sodu, a następnie dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.
5. Do każdej z trzech probówek dodano kolejno niewielką ilość (pół łyżeczki) tlenków: , , .
6. Zawartość probówek zamieszano.
Obserwacje:
Po dodaniu roztworu oranżu metylowego do probówek z kwasem chlorowodorowym roztwory w probówkach zabarwiły się na czerwono, a po dodaniu alkoholowego roztworu fenoloftaleiny do probówek z wodnym roztworem wodorotlenku sodu roztwory w probówkach zabarwiły się na malinowo.
Po wprowadzeniu tlenku magnezu oraz tlenku glinu do probówek z kwasem chlorowodorowym i oranżem metylowym zaobserwowano roztworzenie się obydwu tlenków oraz zmianę zabarwienia roztworów z czerwonego na żółtopomarańczowe. Po wprowadzeniu tlenku fosforu() do probówki z kwasem chlorowodorowym i oranżem metylowym zaobserwowano roztworzenie się tlenku (roztwór pozostał jednak czerwony).
Po wprowadzeniu tlenku glinu oraz tlenku fosforu() do probówek z wodnymi roztworami wodorotlenku sodu i fenoloftaleiną zaobserwowano roztworzenie się obydwu tlenków oraz odbarwienie się malinowych roztworów. Po wprowadzeniu tlenku magnezu do probówki z wodnym roztworem wodorotlenku sodu i fenoloftaleiną zaobserwowano roztwarzanie się tlenki i wytrącanie się białego osadu (uzyskano zmętniony malinowy roztwór).
Wyniki:
Tlenek magnezu zareagował z kwasem chlorowodorowym, czego skutkiem był wzrost pH roztworu, nie zareagował on z kolei z wodnym roztworem wodorotlenku.
W przypadku tlenku glinu doszło do reakcji zarówno z kwasem chlorowodorowym, jak i wodnym roztworem wodorotlenku sodu – w obydwóch przypadkach doszło do zmiany pH.
Tlenek fosforu() zareagował z wodnym roztworem wodorotlenku, czego wynikiem był spadek pH roztworu, nie uległ on jednak reakcji z kwasem chlorowodorowym.
Wnioski:
Tlenek magnezu nie uległ reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku, nie doszło do zmiany pH, a roztworzenie tlenku wynika z jego reakcji z wodą. Uległ on z kolei reakcji z kwasem, w wyniku czego nastąpił wzrost pH – była to zatem reakcja neutralizacji. Tlenek magnezu jest więc tlenkiem zasadowym.
Tlenek glinu uległ reakcji w obydwóch przypadkach i w obydwóch przypadkach doszło do zmiany pH – w reakcji z kwasem nastąpił wzrost, a w reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku nastąpił spadek pH. Jest on zatem tlenkiem amfoterycznym.
Tlenek fosforu() uległ reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku, czego skutkiem był spadek pH i nie zareagował on z kwasem (roztworzenie tlenku w tym przypadku było skutkiem jego reakcji z wodą). Jest to więc tlenek kwasowy.
Hipoteza została potwierdzona.
Równania reakcji chemicznych:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Hipoteza została potwierdzona.
Zaklasyfikuj badane w wirtualnym laboratorium tlenki do odpowiedniej grupy.
Poniżej podano nazwy różnych substancji chemicznych. Wybierz i zaznacz nazwy substancji, które mogły być produktami reakcji przeprowadzonych przez Ciebie w wirtualnym laboratorium.
Podaj po dwa wzory sumaryczne tlenków, należących do grupy tlenków kwasowych, zasadowych, amfoterycznych oraz obojętnych, które można użyć zamiast , , w eksperymencie przeprowadzonym przez Ciebie w wirtualnym laboratorium.