Загальна інформація
Застосування
Схема досліду
У стехіометрії послуговуються математикою, щоб виконувати хімічні розрахунки і. Так, наприклад, реакції та потрібні кількісні співвідношення й кількості речовини можна розрахувати заздалегідь.
Відправною точкою для стехіометрії є так званий «закон сталих масових співвідношень у хімічних реакціях», який відкрив Жозеф Луї Пруст.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні та студенти вже мають знати закон сталих масових співвідношень у хімічних реакціях у теорії.
Принцип
Доведення цього закону в першому досліді проводять кількісним відстеженням синтезу сульфідів металів, а в другому й третьому дослідах - навпаки, відновленням оксидів металів.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні та студенти на практиці дізнаються, що хімічні сполуки складаються з елементів за сталими масовими співвідношеннями.
Завдання
Учні та студенти досліджують масові співвідношення при добуванні сульфідів металів з елементів. Після цього вони визначають масові співвідношення міді та свинцю до кисню в оксидах через відновлення воднем, а також між сріблом і киснем в оксиді срібла.
Правила безпеки
- Носити рукавички й захисні окуляри!
- Водень - безбарвний горючий газ, який утворює з повітрям вибухонебезпечні суміші. При реакціях в апаратурі її треба перевірити на відсутність кисню (проба на гримучий газ).
- Утилізація: розчини, що містять йони важких металів, збирати в ємність для розчинів солей важких металів. Усі тверді відходи важких металів також збирають у цю ємність.
- Щодо H- і P-фраз, будь ласка, зважайте на відповідні паспорти безпеки.
- Для цього досліду діють загальні вказівки щодо безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Теорія
Закон сталих масових співвідношень звучить так: «Хімічні сполуки складаються з елементів за сталими масовими співвідношеннями».
Відкривачем цього закону був Жозеф Луї Пруст (1754-1826). На його честь цей закон називають також законом Пруста.
На прикладі це означає, що, наприклад, молекула води, така, якою ми її знаємо, завжди побудована з однакової маси атомів Гідрогену й однакової маси атомів Оксигену, тож співвідношення між ними у перерахунку на масу теж завжди однакове.
Завдяки цьому закону можна отже завжди обчислити, наскільки важким буде елемент і скільки маси певного атома наявно.
Обладнання
Складання та виконання
Складання та виконання (1/5)
Складання та виконання (1/5) - дослід 1
- Шість порцелянових тиглів із кришками прожарюють у газовому полум'ї до сталої маси, а потім ставлять в ексикатор, де вони можуть повільно охолонути й зберігаються сухими до уроку.
- Для виконання досліду спершу визначають зважуванням масу кожного з цих тиглів (= 1-ше зважування).
- Потім у 2 тиглі кладуть по шматочку блискучої мідної пластини (приблизно 1,2 г, у 2 інші тиглі - по шматочку срібної пластини (приблизно 1,2 г), а в два останні тиглі - приблизно по 3-4 г свинцю (гранульованого). Останній має бути якомога вільнішим від оксиду. Найкраще брати його з нової упаковки.
- Другим зважуванням тиглів визначають маси порцій металів. Потім до металів додають сірку (сірчаний цвіт) у надлишку (приблизно 1,5 г на тигель), накривають тиглі кришками й тепер кожен тигель сильно прожарюють під витяжкою, доки з-під кришки більше не виходитиме пара сірки.
Складання та виконання (2/5)
Складання та виконання (2/5) - дослід 1
- Потім відкривають кришку й прожарюють далі ще близько 1 хвилини, щоб із тигля випарувалися й усі рештки сірки, що не прореагувала.
- Після охолодження тиглі знову зважують (3-тє зважування). За знайденими масами тепер можна обчислити масові співвідношення, у яких метали реагують із сіркою. Таблиця 1 показує значення, які можна отримати в шкільному досліді.
Таблиця до завдання 1
Щоб побачити більше зображення, натисни кнопку праворуч.
Складання та виконання (3/5)
Складання та виконання (3/5)- дослід 2
- Купрум(II) оксид і плюмбум(II) оксид мають бути для цього досліду абсолютно сухими. Висушування можна виконати в сушильній шафі приблизно за 105°C або в ексикаторі. Прожарений до сталої маси й знову охолоджений порцеляновий човник зважують порожнім. Потім у цей човник вносять невелику порцію купрум(II) оксиду (відповідно плюмбум(II) оксиду) і другим зважуванням визначають її точну масу.
- Після цього цю порцію оксиду повністю відновлюють у кварцовій трубці відміряною кількістю водню (для цього обидва газометри налаштовують так, щоб вони показували внесені порції газу в нормальних об'ємах; пор. інструкцію з експлуатації).
Увага! Перед виконанням відновлення апаратуру слід продути воднем. Проба на гримучий газ!
Складання та виконання (4/5)
Складання та виконання (4/5)- дослід 2
- Після відновлення та наступного охолодження зчитують витрачений об'єм водню й ще одним зважуванням (3-тє зважування) порцелянового човника визначають утрату маси через відібраний кисень.
- За масою внесеного оксиду та визначеною втратою маси обчислюють масове співвідношення металу й кисню. За знайденими значеннями втрати водню та маси кисню водночас можна визначити масове співвідношення водню до кисню в сполуці вода.
Таблиця показує приклад вимірювання.
Складання та виконання (5/5)
Складання та виконання (5/5) - дослід 3
- Наважку оксиду срібла у важкоплавкій пробірці (Duran) повністю термічно розкладають.
- Відщеплений кисень уловлюють у газометрі, шкали якого налаштовані так, щоб на них можна було зчитати нормальний об'єм газу, що надійшов (пор. інструкцію з експлуатації).
- За значеннями початкової маси та маси вловленого кисню можна обчислити масове співвідношення.
Приклад:
Наважка Ag2O = 3,0 г
Нормальний об'єм відщепленого кисню: 290 мл
Маса 290 мл кисню =
Маса срібла (3,000 г - 0,415 г) = 2,585 г
Масове співвідношення Ag:O = 2,585:0,415 = 6,23:1
Опрацювання результатів
Опрацювання результатів (1/4)
Спостереження та опрацювання
Метали сполучаються із сіркою кожен у певних сталих масових співвідношеннях. У середньому сполучаються:
мідь і сірка у співвідношенні 3,96 : 1
срібло і сірка у співвідношенні 6,73 : 1
свинець і сірка у співвідношенні 6,46 : 1
Дані
Маса літра кисню: 1,43 г/ л
Маса літра водню: 0,09 г/ л
Літературні значення масових співвідношень:
CU:O у CuO = 3,97:1
Pb:O у PbO = 12,95:1
H:O у H2O = 1:8
Опрацювання результатів (2/4)
Питання
Опрацювання результатів (3/4)
Питання
Опрацювання результатів (4/4)
Питання