Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 62
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра общей и физической химии
Отчёт по лабораторной работе:
«ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. СВОЙСТВА БОРА И АЛЮМИНИЯ»
Выполнил: ст. группы ТХН-22 / Лидановский Е.И /
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
Проверил: / ./
(должность) (подпись) (Ф.И.О)
1.Название работы: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. «СВОЙСТВА БОРА И АЛЮМИНИЯ».
2.Цель работы: изучение химических свойств бора и алюминия.
3.Уравнения реакция, ответы на вопросы:
БОР
Опыт 1. Окрашивание пламени солями бора.
При внесении в пламя горелки борной кислоты пламя окрашивается в зеленый цвет.
Опыт 3. Кислотные свойства борной кислоты.
1.При добавлении лакмуса окраска практически не изменилась.
H3BO3 ↔ H+ + H2BO3 – реакция идет очень слабо(K1= 5,8*10-10)
2. 6H+ + 2BO33- + 2Mg ↔ 2MgBO3 + 3H2↑ - выделение водорода
3. Цвет индикаторной бумаги при добавлении борной кислота приблизительно одинаков с исходным цветом. pH незначительно меньше 7.
Опыт 5. Кислотно-основные свойства боратов.
Раствор Na2B4O7 окрашивает фенофталеин в малиновый цвет:
2Na+ + B4O72- + H2O ↔ 2Na+ + HB4O7- + OH-
Опыт 6. Осаждение и гидролиз боратов.
1. Na2B4O7 + 2AgNO3 + 3H2O ↔ 2AgBO2 + 2NaNO3 + 2H3BO3
B4O72- + 2Ag+ + 3H2O ↔ 2AgBO2 + 2H3BO3
При нагревании:
2AgBO2 + 3Н2O ↔ Ag2O + 2H3BO3
2. Na2B4
O7 + CuSO4 + H2O ↔ H3BO3 + CuOHBO2 + Na2SO4
B4O72- + Cu2+ + H2O ↔ H3BO3 + CuOHBO2 – выпадение голубого осадка, мелкого.
3. 3Na2B4O7 + Al2(SO4)3 + 21H2O ↔ 12H3BO3 + 2Al(OH)3 + 3Na2SO4
3B4O72- + 2Al3++ 21H2O ↔ 12H3BO3 + 2Al(OH)3 – выпадение белого студенистого с осадка.
Средние соли в пробирках 2 и 3 нельзя получить из-за сильного гидролиза (соответствующие кислоты и основания имеют крайне низкую константу диссоциации)
АЛЮМИНИЙ
Опыт 1. Восстановительные свойства алюминия.
2Al + 3Hg(NO3)2 ↔ 3Hg↓ + 2Al(NO3)3 – выпадение ртути в осадок.
Опыт 3. Взаимодействие алюминия с кислотами.
Б) 1. Реакция с HCl не идет. Но при нагревании:
Al0 + 6H+ ↔ Al3+ + H2↑
2.Реакция с H2SO4 не идет, но при нагревании:
Al0 + 6H+ ↔ Al3+ + H2↑
3. 8Al + 30HNO3 ↔ 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O – выделение газа со сладким запахом
Al0 – 3e = Al3+ │8
2NO3- + 10H+ + 8e = N2O + 5H2O │3
В) 1. Реакция с HCl :
Al0 + 6H+ ↔ Al3+ + H2↑
После промывания, вымачивания пластинки в азотной кислоте, повторного промывания реакция не идет. Слой пластинки запассивировался нитратом алюминия.
Опыт 4. Амфотерные свойства алюминия.
1.Реакция с HCl :
Al0 + 6H+ ↔ Al3+ + H2↑
2. 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ - выделение водорода в обеих реакциях.
Опыт 6. Гидролиз солей алюминия.
Al2(SO4)3 + 2H2O ↔ 2AlOHSO4 + H2SO4
Al3+ + SO42- + H2O ↔ AlOHSO4 + H+ - окрашивание лакмуса в красный цвет. Гидролиз идет не до конца, т.к. образующая кислота – сильная. Степень гидролиза можно уменьшить при помощи охлаждения раствора, увеличением концентрации соли, добавлением кислоты.
Опыт 7. Амфотерные свойства Al(OH)3
1.Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓
2. Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4] – растворение студенистого белого осадка
Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4] -
3. Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O – растворение студенистого белого осадка
Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O
Опыт 8. Реакция с алюминоном.
1.СH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O – реакция для приготовления буферного раствора
2.С22Н23N3O9 + AlCl3 = AlC22H11O9 + 3NH4Cl – при нагревании алюминон выпадает в осадок.
Вывод:
Алюминий и бор имеют широкий спектр химических свойств, специфических реакций, различий поведения в различных кислотных/основных средах. Алюминий может образовывать соли всех типов, а бор – только соли анионного типа.
Соли этих элементов также подвергаются гидролизу с образованием соответствующих гидроксидов, а также с образованием основных и кислых солей.
Алюминий способен к пассивации поверхности, из-за чего он может не реагировать с некоторыми кислотами.(в особенности концентрированными).
Считаю, что свойства бора и алюминия изучены мною в достаточной мере, цель работы достигнута.