Министерство образования и науки РФ
Череповецкий Государственный Университет
Кафедра химии
Лабораторная работа № 2
Бор и алюминий
Выполнила студентка
группы 3ХТ-11
Щепеткова Галина
Проверил преподаватель
Балицкий С. Н.
Отметка о зачете:
2005-2006 учебный год
1.Цель работы:
Изучение свойств бора и алюминия и их соединений.
3.Ход работы.
Получение борной кислоты.
Опыт №1.
В пробирку с несколькими каплями горячего насыщенного раствора буры ввели несколько капель концентрированной серной кислоты. Нагреваем раствор буры. Пронаблюдали выпадение маленьких кристалликов борной кислоты.
Na2B4O7+H2SO4(конц.)+5H2Ot Na2SO4+4H3BO3
белый
B4O72-+2H++5H2O04H3BO30
Свойства буры.
Опыт №2
Возьмем в пробирку немного раствора буры и испытаем его синей и красной лакмусовой бумажкой.
Na2B4O7+7HOH2NaOH+4H3BO3
Красная лакмусовая бумажка стлала фиолетового цвета, а синяя – бесцветной. При гидролизе создается – щелочная среда.
Опыт №3
Смачиваем платиновую проволочку в дистиллированной воде, чтобы подцепить буру. Поместим в ушко платиновой проволочки несколько кристаллов буры и внесем в пламя горелки. Происходит плавление буры и образование прозрачного и стекловидного перла буры.
Опыт №4
Полученный перл опустим в пробирку с концентрированным раствором соли хрома и снова прокалим. В начале в растворе идет гидролиз соли по уравнению.
Cr2(SO4)3 +6HOH2Cr(OH)3+3H2SO4
Вследствие нагревания раствора происходит разложение гидроксида хрома по уравнению:
2Cr(OH)3t Cr2O3+3HOH
В итоге сплавление буры происходит с оксидом, а не солью:
Na2B4O7 + Cr2O3 t 2NaBO2*2Cr(BO2)3
Получится стекловидная, круглой формы капелька
Опыт №5
Проделаем аналогичный опыт с концентрированным раствором соли кобальта. Образуется темно – розовый стекловидный расплав. Получились перла белого цвета. Поле того как мы повторили 4 опыт, у нас получилась сиреневого цвета кашица.
CoSO4+ 2HOHCo(OH)2+H2SO4
Co(OH)2tCoO+2H2O
Na2B4O7 +CoO2NaBO2*Co(BO2)2
Взаимодействие алюминия с кислотами
Опыт №6
В две пробирки поместим небольшие количества Al, а за тем нальем разбавленных кислот (2H): в одну пробирку – соляной кислоты, а во вторую – азотной.
2Al+6HCl2AlCl3+3H2
Al0-3eAl+3 2
2H-+1e*2H02 3
2Al0+6H-2Al+3+3H02
При взаимодействии алюминия с соляной кислотой, протекает бурная реакция с выделением газа Н2. При взаимодействии алюминия с азотной кислотой, реакция протекает менее бурно.
Опыт №7
Поместить в пробирку немного алюминия, а затем налить 1мл концентрированной серной кислоты и нагреть, происходи выделение сероводорода, с неприятным запахом.
8Al+15H2SO4(конц.)4Al2(SO4)3+3H2S+12H2O
Al0-3еAl+3 8
SO42-+10H++8еH2S0+4H2O0 3
8Al0+3SO42-+30H+8Al+3+3H2S0+12H2O0
Опыт №8
В пробирку внесем немного алюминия и нальем1мл концентрированной азотной кислоты, раствор нагреем.
Al+6HNO3Al(NO3)3+3NO2+6H2O
Al0-3еAl+3 1
NO3-+2H++1e NO20+ H2O0 3
Al0+3NO3-+6H+Al+3+3NO20+3H2O0
Меняется цвет, имеет желто-оранжевый цвет, реакция протекает бурно, происходит помутнение раствора.
Взаимодействие алюминия с растворами щелочей
Опыт №9
Поместить в пробирку немного алюминия, а затем налить 3-4мл 30% - ного раствора NaOH. При слабом нагревании раствора наблюдаем выделение водорода. Раствор помутнел.
2NaOH+Alt Na2AlO2+H2
Амфотерность гидроокиси алюминия
Опыт №10
Нальем в пробирку несколько капель раствора соли алюминия и по каплям прибавим раствор NaOH до образования белого осадка Al(OH)3.
Al2(SO4)3+6NaOH3Na2SO4+ 2Al(OH)3
2Al3++6OH-2Al(OH)30
Содержимое пробирки перемешаем и жидкость с осадком разольем в две пробирки. Затем в одну пробирку прильем разбавленной соляной кислоты, а в другую – раствор едкого натра до растворения осадка.
2Al(OH)3+6HCl2AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]
Гидролиз солей алюминия
Опыт №11
Нальем в пробирку несколько капель раствора сульфата алюминия и испытаем его красной и синей лакмусовой бумажкой.
Al2(SO4)3+ 6HOH2Al(OH)3+3H2SO4
C красной лакмусовой и синей бумажкой ничего не происходит. Кислая среда.
Опыт №12
Нальем в пробирку 1мл раствора сульфата алюминия и прибавим к нему раствор сульфида натрия. Образовался белый осадок.
Al2(SO4)3+3Na2SAl2S3+3Na2SO4
2Al3++3S2- Al2S30
Происходит полный гидролиз сульфида алюминия:
Al2S3+ 6HOH2Al(OH)3+3H2S
Для того, чтобы убедится, что это гидроокись алюминия, осадок вместе с раствором разделим на две пробирки. В одну прибавим соляной кислоты, а в другую – раствор едкого натра. В обеих пробирках происходит растворение осадка.
2Al(OH)3+6HCl2AlCl3+3H2O
Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]
Вывод:
Изучили свойства бора и алюминия и их соединений.
Борную кислоту получили в результате активного взаимодействия буры с концентрированной серной кислотой. При гидролизе буры щелочная реакция среды, при её плавлении получили перл буры. При сплавлении перла буры с раствором соли хрома получили стекловидную, круглой формы капельку, а с раствором соли кобальта – кашица сиреневого цвета.
Алюминий активно реагирует с растворами соляной и азотной кислот. С соляной – с выделением водорода, с азотной – с выделением оксида азота, с концентрированной серной – с выделением сероводорода. При реакции алюминия с щёлочью происходит образование амфотерного гидроксида алюминия с кислой реакцией среды. Соли алюминия, образованные сильной кислотой, подвергаются гидролизу в одну ступень, соли, образованные слабой кислотой, - необратимому гидролизу.
7. Литература:
Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. – М., 1981.
Пособие по химии для поступающих в вузы. – Московского университета., 1974.
Диск «Химия»