Zadanie: sprawdź, jak zachowują się wybrane metale w reakcji z kwasami.

Analiza eksperymentu: Reakcja wybranych metali z kwasami.

Problem badawczy: Czy przebieg reakcji kwasów utleniających i nieutleniających z metalami jest taki sam?.

Hipoteza: Przebieg reakcji kwasów utleniających i nieutleniających z metalami jest odmienny.

Sprzęt laboratoryjny: 12 probówek - podłużne naczynie szklane do przeprowadzania prostych reakcji chemicznych, pipety jednorazowe - wąska rurka pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki; pipety jednorazowe; łyżeczki - długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką. Służy do nabierania sypkich substancji chemicznych.

Odczynniki chemiczne: 30% roztwór kwasu chlorowodorowego; 60% roztwór kwasu azotowego(V); 25% roztwór kwasu siarkowego(VI); magnez; żelazo; miedź; cynk.

Przebieg eksperymentu: Całe doświadczenie należy wykonać pod dygestorium z włączonym wyciągiem. Należy przygotować 12 probówek. Do czterech probówek za pomocą pipety jednorazowej należy wkroplić 3 centymetry sześcienne 60% roztwór kwasu azotowego(V). Tę samą czynność powtarza się dla następnych czterech probówek, wprowadzając do nich po 3 centymetry sześcienne 30% roztworu kwasu chlorowodorowego, a do pozostałych 3 centymetrów sześciennych 25% roztworu kwasu siarkowego(VI). Następnie trzeba umieścić w probówkach za pomocą łyżeczki próbki metali (po 1 gramie danego metalu do każdej z probówek).

Obserwacje: W przypadku kwasu azotowego(V) w probówce z magnezem i cynkiem wydziela się brunatny gaz. W probówce z żelazem brak objawów reakcji. W probówce z miedzią reakcja zachodzi wolno – po dłuższej chwili obserwujemy jasnoniebieskie zabarwienie roztworu oraz wydzielający się brunatny gaz. W przypadku kwasu solnego w probówkach z magnezem, cynkiem i żelazem wydzielają się pęcherzyki gazu. Dodatkowo w probówce z żelazem zauważalna jest zmiana zabarwienia roztworu na jasnozielony kolor. W probówce z miedzią brak objawów reakcji. W przypadku kwasu siarkowego(VI) w probówkach z magnezem, cynkiem i żelazem wydzielają się pęcherzyki gazu. W probówce z miedzią brak objawów reakcji.

Wyniki: Nie wszystkie metale reagują identycznie z kwasami utleniającymi (kwas azotowy(V)) i nieutleniającymi (kwas chlorowodorowy i kwas siarkowy(IV)).

Wnioski: W reakcjach kwasu chlorowodorowego i kwasu siarkowego(VI) z żelazem, cynkiem i magnezem ulatniający się gaz z probówki to wodór. W czasie reakcji metale te wypierają wodór z kwasu i zajmują jego miejsce. W reakcjach kwasu azotowego(V) z magnezem, cynkiem i miedzią wydziela się bezbarwny gaz, który szybko brunatnieją na powietrzu, tworząc tlenek azotu(IV). W reakcji z żelazem brak objawów reakcji, ponieważ zachodzi proces pasywacji. W reakcji kwas azotowy(V) reaguje z miedzią, tworząc jasnoniebieski roztwór pochodzący od kationów miedzi(II). Hipoteza została potwierdzona.