Wirtualne laboratorium – I - Zintegrowana Platforma Edukacyjna

Laboratorium 1

Czy wiesz, w jaki sposób można otrzymać chlor w warunkach laboratoryjnych? Jaką reakcję należy przeprowadzić i w jakiej postaci otrzyma się taki produkt? Przeanalizuj przedstawione wirtualne laboratorium, rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę. Uzupełnij obserwacje, wyniki i wnioski.

RPv2kih2UvKQu

Wirtualne laboratorium pt. „Otrzymujemy chlor w warunkach laboratoryjnych”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźgreenwhite

RqSTY1eeHpAas

Sprawdź, czy Twoje obserwacje, wyniki i wnioski są podobne do poniższych.

Obserwacje:
Po wprowadzeniu stężonego kwasu chlorowodorowego do manganianu $(VII)$ potasu zaobserwowano wydzielanie się żółtozielonego gazu. Gaz ten zbierał się w pustej kolbie, opadając na jej dno. Po wprowadzeniu do kolby z zebranym gazem, żarzącego się miedzianego drucika, zaobserwowano powstawanie brunatnozielonego dymu. Po wlaniu wody destylowanej do tej kolby i po wymieszaniu zawartości otrzymano niebieski roztwór.

Wyniki:
Otrzymany żółtozielony gaz to chlor. Zostało to potwierdzone w reakcji z miedzią. Obserwowane brunatnozielone “dymy” to pary bezwodnego chlorku miedzi $(II)$ . Niebieska barwa roztworu potwierdza, że są w nim obecne jony miedzi $(II)$ .

Wnioski:
Otrzymano chlor w warunkach laboratoryjnych. Hipoteza została potwierdzona – w reakcji manganianu $(VII)$ potasu z kwasem chlorowodorowym powstaje chlor.

Czy wiesz, w jaki sposób można otrzymać chlor w warunkach laboratoryjnych? Jaką reakcję należy przeprowadzić i w jakiej postaci otrzyma się taki produkt? Przeanalizuj opis poniższego doświadczenia, w którym rozwiązano problem badawczy i zweryfikowano hipotezę. Następnie rozwiąż ćwiczenia sprawdzające.

Analiza doświadczenia:

Otrzymywanie chloru w warunkach laboratoryjnych.

Problem badawczy:

Jak otrzymać chlor w warunkach laboratoryjnych?

Hipoteza:

W reakcji manganianu $(VII)$ potasu z kwasem chlorowodorowym wydziela się chlor.

Sprzęt i szkło laboratoryjne:

łyżeczka metalowa – długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką;
pipeta Pasteura – wąska rurka służąca do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy przy pomocy ssawki;
palnik laboratoryjny – urządzenie techniczne umożliwiające podtrzymywanie płomienia spalanego gazu w kontrolowany sposób;
kolba stożkowa z korkiem – szklane naczynie laboratoryjne o kształcie stożka z płaskim dnem i wąską szyjką;
drucik miedziany.

Odczynniki chemiczne:

manganian $(VII)$ potasu;
stężony kwas chlorowodorowy.

Przebieg doświadczenia:

Umieszczenie $1 g$ manganianu $(VII)$ potasu w kolbie stożkowej przy pomocy łyżki laboratoryjnej i lejka.
Odmierzenie dziesięciu centymetrów sześciennych stężonego roztworu kwasu chlorowodorowego przy pomocy cylindra miarowego. Umieszczenie odmierzonego kwasu we wkraplaczu.
Zatkanie wylotu kolby dwuszyjnej korkiem z gumowym wężykiem.
Dodawanie kwasu chlorowodorowego do kolby okrągłodennej. Zebranie wydzielającego się gazu.

Analiza produktu:

Rozgrzanie drucika miedzianego w płomieniu palnika.
Umieszczenie rozgrzanego drucika w kolbie z zebranym gazem.
Wyjęcie drucika z kolby i wlanie do niej niewielkiej ilości wody destylowanej. Wymieszanie zawartości kolby.

Obserwacje:

Po wprowadzeniu stężonego kwasu chlorowodorowego do manganianu $(VII)$ potasu zaobserwowano wydzielanie się żółtozielonego gazu. Gaz ten zbierał się w pustej kolbie, opadając na jej dno. Po wprowadzeniu do kolby z zebranym gazem, żarzącego się miedzianego drucika, zaobserwowano powstawanie brunatnozielonego dymu. Po wlaniu wody destylowanej do tej kolby i po wymieszaniu zawartości otrzymano niebieski roztwór.

Wyniki:

Otrzymany żółtozielony gaz to chlor. Zostało to potwierdzone w reakcji z miedzią. Obserwowane brunatnozielone “dymy” to pary bezwodnego chlorku miedzi $(II)$ . Niebieska barwa roztworu potwierdza, że są w nim obecne jony miedzi $(II)$ .

Wnioski:

Otrzymano chlor w warunkach laboratoryjnych. Hipoteza została potwierdzona – w reakcji manganianu $(VII)$ potasu z kwasem chlorowodorowym powstaje chlor.

Ćwiczenie 1

R11MZFERu9KOA

Ćwiczenie 2

RnjsgnCwReD9A

Ćwiczenie 1

Stosując zapis cząsteczkowy, zapisz równania reakcji przeprowadzonych w wirtualnym laboratorium. Współczynniki stechiometryczne dobierz metodą bilansu jonowo‑elektronowego.

RJHZIJdYYz0Ho

Napisz równanie reakcji manganianu $(VII)$ potasu z kwasem chlorowodorowym oraz równanie reakcji miedzi z chlorem.

Reakcja ${KMnO}_{4}$ z $HCl$ :

Równanie procesu redukcji:

{MnO}_{4}^{-} + 5 e^{-} + 8 H_{3} O^{+} \to {Mn}^{2 +} + 12 H_{2} O

Równanie procesu utleniania:

2 {Cl}^{-} \to {Cl}_{2} + 2 e^{-}

Sumaryczne równanie reakcji:

2 {KMnO}_{4} + 16 HCl \to 2 {MnCl}_{2} + 2 KCl + 5 {Cl}_{2} ↑ + 8 H_{2} O

Reakcja $Cu$ z ${Cl}_{2}$ :

Równanie procesu redukcji:

{Cl}_{2} + 2 e^{-} \to 2 {Cl}^{-}

Równanie procesu utleniania:

Cu \to {Cu}^{2 +} + 2 e^{-}

Sumaryczne równanie reakcji:

Cu + {Cl}_{2} \to {CuCl}_{2}

Ćwiczenie 1

Stosując zapis cząsteczkowy, zapisz równania reakcji przeprowadzonych w wirtualnym laboratorium. Współczynniki stechiometryczne dobierz metodą bilansu jonowo‑elektronowego.

R1YaBxauEcOPX

Napisz równanie reakcji manganianu $(VII)$ potasu z kwasem chlorowodorowym oraz równanie reakcji miedzi z chlorem.

Reakcja ${KMnO}_{4}$ z $HCl$ :

Równanie procesu redukcji:

{MnO}_{4}^{-} + 5 e^{-} + 8 H_{3} O^{+} \to {Mn}^{2 +} + 12 H_{2} O

Równanie procesu utleniania:

2 {Cl}^{-} \to {Cl}_{2} + 2 e^{-}

Sumaryczne równanie reakcji:

2 {KMnO}_{4} + 16 HCl \to 2 {MnCl}_{2} + 2 KCl + 5 {Cl}_{2} ↑ + 8 H_{2} O

Reakcja $Cu$ z ${Cl}_{2}$ :

Równanie procesu redukcji:

{Cl}_{2} + 2 e^{-} \to 2 {Cl}^{-}

Równanie procesu utleniania:

Cu \to {Cu}^{2 +} + 2 e^{-}

Sumaryczne równanie reakcji:

Cu + {Cl}_{2} \to {CuCl}_{2}

Ćwiczenie 2

RDRVZDWxT5vop

Czy chlor otrzymany w reakcji manganianu $(VII)$ potasu z kwasem chlorowodorowym jest czysty?

Płuczkę z wodą stosuje się w celu oczyszczenia chloru m.in. z chlorowodoru, który jest w wodzie lepiej rozpuszczalny. Z kolei płuczka ze stężonym kwasem siarkowym $(VI)$ została użyta w celu osuszenia chloru (kwas siarkowy $(VI)$ ma właściwości higroskopijne). Ponadto, jako że chlor jest gazem trującym, substancje zawarte w płuczkach, wchodząc w reakcje z chlorem, usuwają jego ewentualny nadmiar w układzie reakcyjnym.

Przeczytaj

Sprawdź się

Wirtualne laboratorium – I