Байланысты: Бейорганикалық химиядан зертханалық жұмыстар методичка
ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №20 Д.И. Менделеев периодтық жүйесіндегі ІІІ топтың p – элементтері
Жұмыстың мақсаты: Д.И. Менделеевтің периодтық жүйесіндегі ІІІ топта орналасқан бор және алюминийдің алынуы, олардың қасиеттерімен танысу.
ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ
Борды алғаш рет 1808 ж. француз химиктері Ж. Гей-Люссак пен Л. Тенар бор ангидридін металл калиймен тотықсыздандыру арқылы алған. Жер қыртысындағы үлес салмағы 3•10–4%. Б. табиғатта тек қосылыстар құрамында (бор қышқылы H3BO3, бура Na2B4O10H2O) кездеседі. Борды таза күйінде бор ангидридін (В2О3) тотықсыздандыру арқылы алады. Бор және оның қосылыстары — диэлектриктер мен шала өткізгіш заттар ретінде және ядролық реакторларда, медициналық препараттар, полимерлер алуға қолданылады.
Алюминий Жер қыртысында таралуы бойынша элементтер арасында 4, металдар арасында 1-ші орында. Табиғатта жүздеген минералдары кездеседі, оның көпшілігі – алюмосиликаттар болып келеді. Алюминий латынша Alumіnіum; алюминий алу үшін пайдаланылатын негізгі шикізат – боксит. Алюминийді бос күйінде алғаш рет 1825 жылы даниялық физик Ханс Кристиан Эрстед алған. Алюминий – практикалық маңызы зор металл. Ол негізінен жеңіл құймалар өндіру үшін пайдаланылады. Алюминий құймалары авиа, авто, кеме, ядролық реактор, химиялық аппараттар жасауда, құрылыста, т.б. салаларда, таза металл түрінде электртехникасында ток өткізгіш сымдар, тұрмысқа қажетті бұйымдар дайындау үшін қолданылады. Техникалық қасиеттері жағынан өте бағалы құймасы – дюралюминий. Оның құрамында 94% алюминий, 4% мыс және аздаған магний, марганец, темір, кремний болады.
ТӘЖІРИБЕЛІК БӨЛІМ
Реактивтер мен құралдар: 2н тұз қышқылы, күкірт қышқылы, азот қышқылы, алюминий фольгасы, 2н натрий гидроксиді, иод ұнтағы, су моншасы, асбест сеткасы, бор кристалдары, Ca2+ және Pb2+ тұздары, 65% –ті азот қышқылы.
Тәжірибе №1. Алюминийдің қышқылдармен әрекеттесуі. Үш сынауыққа 4-5 см3 2н тұз қышқылының, күкірт және азот қышқылдарының ерітінділерін және үш пробиркаға 4-5 см3 концентрлі тұз қышқылының, азот және күкірт қышқылының ерітінділерін құйыңдар. Әр сынауыққа алюминий фольгасын салыңдар. Суық күйінде барлық сынауықта да реакция жүре ме? Сынауықтарды су моншасында қыздырыңдар. Нені байқадыңдар? Реакциялар теңдеуін жазыңдар. Сұйытылған азот қышқылымен алюминий әрекеттескенде қандай газ бөлінеді? Сұйытылған күкірт, тұз қышқылымен әрекеттескенде ше? Реакциялар теңдеулерін жазыңдар. Қыздырған кезде концентрлі азот қышқылы азот диоксидіне дейін, концентрлі күкірт қышқылы бос күкіртке дейін (қыздырғанда) суық күйінде күкіртті газға дейін тотықсызданады. Тұз қышқылының концентрациясы оның алюминиймен әрекеттесуіне әсері бар ма?
Тәжірибе №2. Алюминийдің сулы ерітіндіде еруі. Алюминий фольгасын сынауыққа салып, үстіне 3-4 см3 су құйыңдар. Сынауықты су моншасында қыздырыңдар. Сутегі бөліне ме? Сынауыққа 4-5 см3 2 н натрий гидроксидін құйыңдар: Сутегі жақсы бөлінеді. Реакция мына кесте бойынша жүреді: Al2O3+NaOH + H2O → Na3[Al(OH)6]
Al + H2O → Al(OH)3 + H2 АІ(OH)3 + NaOH → Na3[Al(OH)6]
Бұл реакциялардағы коэффициенттерді қойыңдар.
Тәжірибе №3. Алюминий гидроксиді, оны алу, қасиеттері. Екі сынауыққа 2-3 см3 алюминий тұзының ерітіндісін құйып, оған 2-3 см3 2н натрий гидроксиді ерітіндісін тұнба түскенге дейін құйыңдар. Бір сынауықтағы тұнбаға 3-4 см3 2 н тұз қышқылы ерітіндісін құйыңдар, екіншісіне сонша 2н натрий гидроксидін құйыңдар.
Екі сынауықтан да нені байқадыңдар? Алюминий гидроксидінің қасиеті туралы қорытынды жасаңдар. Алюминий гидроксидін алу реакциясының және оның тұз қышқылы мен натрий гидроксидімен әрекетесу реакциясының теңдеулерін жазыңдар. Сілтілік ортада [Al(OH)6]3- комплекс анионы түзіледі. Алюминий гидроксидінің диссоциациясының тепе-теңдігінің кестесін жазыңдар. Al3+ және [Al(OH)6]3- иондарының концентрациясы қышқыл құйғаннан, сілті құйғаннан қалай өзгереді?
Тәжірибе №4. Алюминий сульфидінің гидролизі. Сынауыққа бірнеше алюминий сульфидінің кристалдарын салып, 5-8 см3 су құйыңдар. Газ шыққанын байқаңдар. Газды иісі арқылы ол қандай газ екенін анықтаңдар. Алюминийдің қандай қосылысы пайда болады? Алюминийдің сульфидінің сумен әрекеттескендегі реакциясының молекулалық және иондық теңдеулерін жазыңдар. Гидролиз неге аяғына дейін жүретіндігін көрсетіңдер.
Тәжірибе №5. Судың қатысында алюмнийдің иодпен әрекеттесуі. Ұнтақ тәрізді алюминий және иодтың құрғақ қоспасын (1 : 12 қатынасында) асбест сеткасына қойыңдар. Қоспаға бірнеше тамшы су қосыңдар. Байқауды түсіңдіріңдер.
Тәжірибе №6. Ортобор қышқылының эфирін алу (бор қосылыстарына сапалық реакция). Тигельге шпатель ұшымен бор кристалдарын салыңдар, оларды концентрлі күкірт қышқылымен ылғалдандырыңдар (тығ. 1,84) және 2-3 мл этил (метил) спиртін құйыңдар. Қоспаны шыны таяқшамен араластырыңдар және түзілген эфирді жағыңдар. Жалын түсін белгілеңдер.
Тәжірибе №7. Метаборат алу және олардың ерігіштігі. Бор ерітіндісіне Ca2+ және Pb2+ тұздарының ерітінділерін қосыңдар. Метаборат түзілетінін ескеріп, реакция теңдеулерін жазыңдар.
Тәжірибе №8. Бордың азот қышқылымен тотығуы. Бордың түйіршігін фарфор ыдысқа салыңдар және 65% –ті азот қышқылын құйыңдар. Кристалдар түзіле бастағанға дейін су моншасында қоспаны буландырыңдар. Байқауды түсіңдіріңдер.