Загальна інформація
Застосування
Схема досліду
У цьому досліді досліджують поведінку лужних металів на повітрі, а також забарвлення полум'я при їх горінні.
Продукти реакції розчиняють у воді, при цьому значення pH оцінюють за допомогою індикатора фенолфталеїну.
Насамкінець досліджують електропровідність лужних металів.
Інша інформація (1/2)
Попередні знання
Учні та студенти вже мають знати особливості лужних металів у теорії.
Принцип
Склад гідроксидів із лужного металу, Гідрогену й Оксигену можна показати реакцією із залізом. Дослідами з електролізу розчину та розплаву унаочнюється промислове використання лужних солей для добування металу. лугу й хлору.
Інша інформація (2/2)
Навчальна мета
Учні та студенти досліджують поведінку лужних металів на повітрі, а також забарвлення полум'я при їх горінні.
Завдання
Учні та студенти досліджують поведінку лужних металів на повітрі, колір горіння на повітрі та перевіряють лужні метали на електропровідність.
Правила безпеки (1/2)
- Носити рукавички й захисні окуляри!
- Натрій (калій, літій) реагує бурхливо, аж до вибухового характеру, з численними неорганічними та органічними сполуками, зокрема з окисниками та галогеновуглеводнями. При контакті з вологою шкірою та слизовими оболонками - тяжкі лужні опіки.
- 2-Пропанол - легкозаймиста, змішувана з водою рідина, пари якої можуть утворювати з повітрям вибухонебезпечні суміші.
- 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.
Правила безпеки (2/2)
Зрізані зі шматків лужних металів шматочки кірки не повертають у посудину для зберігання й у жодному разі не кидають просто у воду. Для знищення їх кладуть у дещо вищу хімічну склянку (наприклад, 250 мл, висока форма) з невеликою кількістю 2-пропанолу. Тоді вони повільно реагують зі спиртом з утворенням алкоголяту. Цей розчин після нейтралізації можна вилити. Незначна займистість лужних металів на повітрі є, імовірно, наслідком швидкого утворення оксидної плівки. Вона перешкоджає доступу кисню, потрібному для швидкого горіння. Забруднену дослідом 2 сталеву пластину ретельно змивають водою, висушують, а потім очищають шліфувальним папером. Що раніше проведено це очищення, то меншою є корозія.
Теорія
У дослідах до теми «Лужні метали - гідроксиди» лужні метали подаються як метали з металевим блиском і електропровідністю. Через характерні властивості, як-от забарвлення полум'я, швидке потьмяніння на повітрі та бурхлива реакція з водою, переходять до гідроксидів лужних металів.
Однак у шкільних умовах їх лише важко можна добути з розчинів. Тому властивості гідроксидів демонструють на матеріалах, доступних у продажу.
Склад гідроксидів із лужного металу, Гідрогену й Оксигену можна показати реакцією із залізом. Дослідами з електролізу розчину та розплаву унаочнюється промислове використання лужних солей для добування металу. лугу й хлору.
Обладнання
Складання та виконання
Складання та виконання (1/3)
Дослід 1: поведінка на повітрі
- Пінцетом виймають із посудин для зберігання по одному шматку літію, натрію й калію та кладуть на круглі фільтрувальні папери (мал. праворуч).
- Іншими фільтрувальними паперами або паперовими серветками ретельно промокують налиплий гас, не торкаючись при цьому металів безпосередньо пальцями.
- Промокнуті шматки потім ще раз кладуть на чисті круглі фільтри й по одному разу розрізають ножем. Свіжі поверхні розрізу відразу демонструють.
Схема досліду 1
Складання та виконання (2/3)
Дослід 2: займання та горіння на повітрі
- На штативі закріплюють штативне кільце з муфтою (залізне кільце) (мал. праворуч). На нього кладуть товщу сталеву пластину розміром 150 x150 x3 мм і сильно розігрівають її газовим полум'ям.
- Тим часом на фільтрувальному папері нарізають приблизно з горошину, повністю очищені від кірки шматочки трьох лужних металів і потім по черзі кладуть їх на різні місця сталевої пластини.
- Після охолодження сталевої пластини ножем зішкрібають невеликі кількості сірувато-білих оксидів і вносять їх у хімічні склянки з водою, до якої додано трохи розчину фенолфталеїну.
Схема досліду 2
Складання та виконання (3/3)
Дослід 3: перевірка на електропровідність
- У великий шматок натрію згідно з мал. 3 вертикально встромляють дві шпильки.
- Від цих шпильок далі складають електричне коло через затискачі «крокодил», з'єднувальні провідники та патрон E 10 (лампа розжарення 4 В/0,04 А) до джерела струму (мал. праворуч).
- На регульованих трансформаторах напругу заздалегідь установлюють на 4 В.
Схема досліду 3
Опрацювання результатів
Опрацювання результатів (1/5)
Спостереження
Дослід 1: на противагу шорстко-сірим поверхням вихідних шматків свіжі поверхні розрізу мають виразний сріблястий металевий блиск. Однак він дуже швидко знову зникає - найшвидше в калію, потім у натрію й наостанок у літію.
Дослід 2: шматочки металу коротко спалахують. Вони швидко згоряють яскравим, специфічно забарвленим полум'ям. Калій здебільшого розтікається ще до займання.
Усі три оксиди швидко розчиняються у воді, індикатор показує лужну реакцію червоним забарвленням.
Дослід 3: лампа розжарення світиться.
Опрацювання результатів (2/5)
Опрацювання
Дослід 1: м'які метали літій, натрій і калій, які можна різати ножем, нестійкі в присутності повітря. Вони дуже швидко окиснюються. Тому їх треба зберігати без доступу повітря. Як засіб ізоляції використовують гас або парафінову олію.
Дослід 2: лужні метали швидко й бурхливо реагують із киснем до твердого білого оксиду (оксид літію), пероксиду (пероксид натрію) та гіпероксиду (гіпероксид калію). Кожен лужний метал (і його солі) має при цьому специфічне забарвлення полум'я.
4Li + O2 ---> 2Li2O (червоне забарвлення полум'я)
2Na + O2 --> Na2O2 (жовте забарвлення полум'я)
K + O2 --> KO2 (фіолетове забарвлення полум'я)
Усі три оксиди швидко розчиняються у воді з утворенням відповідних лужних йонів і гідроксид-йонів.
Дослід 3: також дуже м'які та нестійкі метали літій, натрій і калій проводять електричний струм.
Опрацювання результатів (3/5)
Питання
Опрацювання результатів (4/5)
Питання
Опрацювання результатів (5/5)
Питання