МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(наименование отделения / школы)

(направление / специальность)

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

ГАЛОГЕНЫ

(номер / название лабораторной работы)

(город, год)

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
ГАЛОГЕНЫ
Цель: Изучение способов получения и химических свойств галогенов и их соединений.

Задачи:

1. 
   ознакомление с лабораторными методами получения галогенов и их соединений с водородом;
   
2. 
   изучение окислительно-восстановительных свойств галогенов и их важнейших соединений;
   
3. 
   проведение качественных реакций на галогены и галогенид-ионы.
   

Опыт 1. Получение галогенов
а) Получение хлора

KCl+KMnO4+H2SO4→
Уравнение реакции:	10KCl + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Cl2↑ + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O

---

Уравнения полуреакций	Коэффициенты	Значение E°, В
2Cl-1 + H2O -2e→ Cl20 +2H+	5	+1,359
MnO4-1 + 8H+ +5e→ Mn+2 + 2H2O	2	+1,51

Вывод о термодинамической возможности протекания реакции:
E0 = 1,51-1,359 = 0,151, отсюда следует, что E0 > 0, значит окислительно-восстановительная реакция возможна.
Ионное уравнение реакции:		10Cl-1 + 2MnO4-1 + 16H+ → 2Mn+2 + 5Cl20 + 8H2O
Молекулярное уравнение реакции:		10KCl + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Cl2↑ + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
Окислитель:		KMnO4 (MnO4-1)
Восстановитель:		2KCl (2Cl-1)
Окраска газообразного хлора:		Серо-коричневая
KCl+K2Сr2O7+H2SO4→
Уравнение реакции:	6KCl + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Cl2↑ + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 +7H2O

Уравнения полуреакций	Коэффициенты	Значение E°, В
2Cl-1 + H2O -2e→ Cl20 +2H+	3	+1,359
Cr2O7-2 + 14H+ +6e→ 2Cr+3 +7H2O	1	+1,33

Вывод о термодинамической возможности протекания реакции:
E0= 1,33-1,359 = -0,029, отсюда следует, что E0 ˂ 0, значит окислительно-восстановительная реакция термодинамически невозможна.
Ионное уравнение реакции:	6Cl-1 + Cr2O7-2 +14H+ → 3Cl20 + 2Cr+3 + 7H2O
Молекулярное уравнение реакции:	6KCl + K2Cr2O7 + 7H2SO4 = 3Cl2↑ + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 +7H2O
Окислитель:	K2Cr2O7 (Cr2O7-2)
Восстановитель:	KCl (2Cl-1)
Окраска газообразного хлора:	Желтая

---

б) Получение брома и йода

KBr+KMnO4+H2SO4→
Уравнение реакции:	10KBr + 2KMnO4 +8H2SO4 → 5Br2↑ + 2MnSO4 + 6K2SO4 +8H2O

Уравнения полуреакций	Коэффициенты	Значение E°, В
2Br-1 + H2O -2e→ Br20 + 2H+	5	+1,087
MnO4-1 + 8H+ +5e→ Mn+2 + 4H2O	2	+1,51

Вывод о термодинамической возможности протекания реакции:
E0 = 1,51-1,087 = 0,423, отсюда следует, что E0 > 0, значит окислительно-восстановительная реакция термодинамически возможна.
Ионное уравнение реакции:	10Br-1 + 2KMnO4-1 + 16H+ → 5Br20 + 2Mn+2 +8H2O
Молекулярное уравнение реакции:	10KBr + 2KMnO4 +8H2SO4 → 5Br2↑ + 2MnSO4 + 6K2SO4 +8H2O
Окраска паров брома:	Желто-коричневая

KI+K2Сr2O7+H2SO4→
Уравнение реакции:	6KI + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3I2↑ + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O

Уравнения полуреакций	Коэффициенты	Значение E°, В
2I-1 + H2O -2e→ I20 +2H+	3	+0,535
Cr2O7-2 + 14H+ +6e→ 2Cr+3 +7H2O	1	+1,33

Вывод о термодинамической возможности протекания реакции:
E0 = 1,33 - 0,535 = 0,795, отсюда следует, что E0 > 0, значит окислительно-восстановительная реакция термодинамически возможна.
Ионное уравнение реакции:	6I-1 + Cr2O7-2 + 14H+ → 3I20 + 2Cr+3 + 7H2O
Молекулярное уравнение реакции:	6KI + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3I2↑ + Cr2(SO4)3 + 4K2SO4 + 7H2O
Окраска паров йода:	коричневая
Вывод
Сущность метода получения галогенов заключается в воздействии сильного окислителя (KMnO4, K2Cr2O7) на галогениды в кислой среде. Фтор подобным способом получить нельзя, так как нет химического окислителя более сильного, чем фтор. Фтор получают только электролизом расплавов.

---

Опыт 2. Сравнение растворимости галогенов в воде
и органическом растворителе

Наблюдение:
Раствор йода в воде (йодная вода) имеет коричневый цвет, после того, как в йодному раствору добавили гексан, он не смешался с раствором йода и остался в верхней части смеси. После перемешивания верхний слой гексана окрасился в фиолетовый цвет, принадлежащий йоду. Исходя из опыта можно сделать вывод, что йод перешел в верхний слой гексана, т.е растворился в нем.
Название процесса избирательного перехода растворенного вещества из одной жидкой фазы в контакте с другой несмешивающейся:	экстракция
Почему галогены растворяются в органических растворителях лучше, чем в воде?
Галогены и органические растворители – неполярные соединения. Из правила (подобное растворяется в подобном) следует, что галогены могут растворяться только в органических растворителях (т.е. неполярные в неполярных). Вода – это полярное соединение, поэтому галогены не растворяются в ней.
Причина малой растворимости галогенов в воде:
Галогены малорастворимы в воде, т.к. молекулы галогенов неполярны, а вода – это полярное соединение, поэтому между ними образуются достаточно сильные межмолекулярные взаимодействия и галогены не растворяются в ней.

Опыт 3. Сравнение окислительной активности галогенов

Уравнения реакций
Закончите уравнения реакций, расставьте коэффициенты.
Пробирка 1:	C6H14 + 10KBr + 5Cl2 = C6H5Br + 10KCl + 9HBr
Пробирка 2:	6KI + 3Cl2 + C6H14 = 6KCl + 6CI + 7H2

Окраска слоя органического растворителя
Укажите окраску слоя органического растворителя в пробирках.
Пробирка 1:	Желтый
Пробирка 2:	Фиолетовый

---

Опыт 4. Получение галогеноводородов

а) Получение хлороводорода
Закончите уравнение реакции, расставьте коэффициенты.
2NaCl(тв) + H2SO4(конц) = Na2SO4 + 2HCl↑
Наблюдения:
Бурная реакция с выделением белого газа
Цвет индикатора:	Темно-коричневый
Причина появления окраски индикатора:
Хлороводород имеет кислую среду pH ˂ 7
Почему в опыте используется твердый хлорид натрия и концентрированная кислота, а не раствор соли и не разбавленная кислота?
В опыте используется твердый хлорид натрия и концентрированная кислота, потому что реакция безводная и образовавшаяся соляная кислота, «не найдя» воду (т.к. соляная кислота является сильной, то диссоциирует в растворе полностью), улетучивается в виде хлороводорода (необратимая реакция). Протекание реакции всегда характеризуется: выпадением осадка, выделением газа, изменением цвета и т.д. Если же смешать KCl(р-р) и H2SO4(разб), то образуется растворимая соль K2SO4 и HCl диссоциирует на ионы, поэтому не будет ни осадка, ни газа, реакция не протекает (обратимая реакция).

б) Получение бромоводорода и йодоводорода
Закончите уравнение реакции, расставьте коэффициенты.
NaBr(тв) + H3PO4(конц) t→ Na3PO4 + 3HBr↑
NaI(тв) + H3PO4(конц) t→ Na3PO4 + 3HI↑
Наблюдения:
При добавлении к NaBr, NaI концентрированной ортофосфорной кислоты, растворы стали прозрачные с взвешенными кристаллами, после нагревания раствора индикаторная бумага стала бардовой, что соответствует кислой среде
Цвет индикатора:	бардовый
Причина появления окраски индикатора:
NaBr и NaI – соли сильного основания и сильной кислоты, при смешивании с концентрированной ортофосфорной кислотой, раствор переходит в кислую среду, поэтому цвет индикатора бардовый.

---

Смотрите также файлы

• Решение задачи 1.docx

• 1нса География Нсаулы Контекстті мият оып, берілген тапсырмалара дрыс жауап берііз. Ыратылы.docx

• Всего в классе 10 учащихся девочек 5, мальчиков Воспитываются в неполной семье 1 учащийся.docx

• Программа построена на использовании электронного конструктора Знаток.docx

• 1 Верно Баллов 1,00 из 1,00 Отметить вопрос Текст вопроса в группах продленного в начале занятия по физической культуре нагрузка постепенно повышается и достигает наибольшей величины через Выберите один ответ a..docx