Analiza eksperymentu: Reakcje siarki z metalami.

Problem badawczy: Czy siarka reaguje z metalami?

Hipoteza: Siarka reaguje z sodem, potasem, magnezem, miedzią, żelazem i cynkiem.

Sprzęt laboratoryjny:

• parownica – ceramiczne naczynie w kształcie miski, w którym można ogrzewać mieszaniny reakcyjne;

• łyżki laboratoryjne - długie trzonki wykonane ze szkła, porcelany lub metalu zakończone z jednej strony łyżeczką; służą do nabierania sypkich substancji chemicznych;

• palnik – rodzaj sprzętu z regulacją płomienia, umożliwiający podgrzewanie substancji chemicznych;

• trójnóg z siatką ceramiczną – element sprzętu laboratoryjnego, rodzaj metalowego statywu, na którym znajduje się ceramiczna siatka; wykorzystywany jest do podgrzewania substancji;

• pęseta - narzędzie o sprężystych ramionach używane do chwytania przedmiotów, których mały rozmiar utrudnia lub uniemożliwia manipulację za pomocą rąk;

• szklane bagietki (pręciki) – długi trzonek wykonany ze szkła, który służy do mieszania substancji; bibuła.

Odczynniki chemiczne: siarka; potas; sód; magnez; żelazo; miedź; cynk.

Przebieg eksperymentu:

1. W parownicy umieszczono niewielką próbkę siarki, a następnie wprowadzono do niej niewielką próbkę wybranego metalu (pamiętaj, że sód i potas przechowywane są pod naftą, dlatego po wyjęciu z pojemnika, należało metale te osuszyć bibułą).

2. Zawartość parownicy wymieszano szklaną bagietką i obserwowano zachodzące zmiany.

3. W przypadku braku objawów reakcji, parownicę umieszczono na siatce ceramicznej ustawionej nad palnikiem i zapalono palnik. Mieszaninę ogrzewano aż do zaobserwowania zmian.

Obserwacje:

Reakcja siarki z potasem przebiegała bardzo gwałtownie - po wymieszaniu substratów doszło do zapalenia się próbki. Zawartość parownicy po reakcji przyjęła lekko żółte zabarwienie. Przebieg reakcji siarki z sodem był gwałtowny - próbka również uległa zapaleniu po wymieszaniu substratów. Po zakończeniu reakcji w parownicy pozostał jasnożółty osad. Reakcja siarki z magnezem po ogrzaniu wymieszanych substratów zaszła bardzo gwałtownie. Towarzyszył jej jasny, prawie biały płomień, a zawartość parownicy zmieniła zabarwienie na białe. Reakcja siarki z żelazem wymagała zainicjowania poprzez ogrzanie układu i przebiegła znacznie mniej gwałtownie. W wyniku reakcji w parownicy powstał brunatny osad. Reakcja siarki z miedzią zaszła po ogrzaniu parownicy z wymieszanymi substratami i również nie charakteryzowała się dużą gwałtownością. Zawartość parownicy zmieniła zabarwienie na czarne. Objawem reakcji siarki z cynkiem było zapalenie się zawartości parownicy zielonym płomieniem. Reakcja ta wymagała zainicjowania poprzez ogrzanie układu. Po zakończeniu reakcji w parownicy pozostał biały osad.

Wyniki:

Siarka reaguje z każdym z rozpatrywanych metali (z sodem, potasem, magnezem, żelazem, cynkiem i miedzią). Reakcje siarki z analizowanymi metali to reakcje egzotermiczne, choć niektóre z nich wymagają zainicjowania poprzez ogrzanie. Siarka najłatwiej reaguje z sodem i potasem (są to metale o największej aktywności spośród tych badanych w laboratorium), a najtrudniej z miedzią (miedź jest najmniej aktywnym metalem spośród badanych).

Wnioski:

Hipoteza została potwierdzona - siarka reaguje z sodem, potasem, magnezem, cynkiem, miedzią i żelazem.

Równania reakcji chemicznych:

$16 \text{Na}+{\text{S}}_8\to 8 {\text{Na}}_2\text{S}$

$16 \text{K}+{\text{S}}_8\to 8 {\text{K}}_2\text{S}$

$8 \text{Mg}+{\text{S}}_8\to 8 \text{MgS}$

$8 \text{Fe}+{\text{S}}_8\to 8 \text{FeS}$

$8 \text{Cu}+{\text{S}}_8\to 8 \text{CuS}$

$8 \text{Zn}+{\text{S}}_8\to 8 \text{ZnS}$