Kémia 11. osztály. Fényelhajlás, fényszórás; A dialízis szemléltetése A hőmérséklet és a nyomás hatása a kémiai egyensúlyra...

Átírás

1 Kémia 11. osztály 1 Kémia 11. osztály Tartalom 1. Kolloid rendszerek vizsgálata: Fényelhajlás, fényszórás; A dialízis szemléltetése A hőmérséklet és a nyomás hatása a kémiai egyensúlyra Koncentrációs elem Elektrokémia kísérletek: Titkosírás az elektrolízis segítségével; Alumíniumlemez védelme Redoxi titrálás. Vas(II)-ionok meghatározása permanganometriásan Ismeretlen anyagok azonosítása Csapadékok oldása, komplex ionok képződése: réz(ii)-, ezüst és alumínium komplexek előállítása A klórgáz tulajdonságai Hidrogén-klorid, ammónia előállítása, kölcsönhatásuk vízzel Kísérletek kén-hidrogénnel Kísérletek kén-dioxiddal Színtelenítő anyagok Nitrózus gázok fejlesztése Szerzők: Ábrahámné Csákányi Ildikó, Tóth Anita, Kertész Róbert, Lektorálta: Prof. Dr. Csapó János egyetemi tanár A kísérleteket elvégezték: Laczóné Tóth Anett és Máté-Márton Gergely laboránsok Készült a TÁMOP / A természettudományos oktatás módszertanának és eszközparkjának megújítása Kaposváron című pályázat keretében Felelős kiadó: Klebelsberg Intézményfenntartó Központ A tananyagot a Kaposvár Megyei Jogú Város Önkormányzata megbízása alapján a Kaposvári Városfejlesztési Nonprofit Kft. fejlesztette Szakmai vezető: Vámosi László laborvezető, Táncsics Mihály Gimnázium Kaposvár A fényképeket készítette: Szellő Gábor és Tamás István, Régió Média Bt. Tördelőszerkesztő: Parrag Zsolt, Ráta 2000 Kft. Kiadás éve: 2012, példányszám: 90 db VUPE 2008 Kft Kaposvár, Kanizsai u. 19. Felelős vezető: Vuncs Rita Második javított kiadás, 2013.

2 Kémia 11. osztály 2 Készítette: Ábrahámné Csákányi Ildikó 1. Kolloid rendszerek vizsgálata: Fényelhajlás, fényszórás; A dialízis szemléltetése Emlékeztető, gondolatébresztő Diszperz rendszer minden olyan legalább kétkomponensű anyagi rendszer, amelyben az egyik összetevő a másikban szétoszlatott állapotban található. A kolloidok átmenetet képeznek a valódi oldatok és a durva diszperz rendszerek között. A kolloidokban a diszpergált részecskék rendelkeznek határfelülettel, de szabad szemmel nem láthatók. A részecskék mérete 1 és 500 nm közé esik. A fényt szórják, ezért opaleszkálnak. Bennük a részecskék diffúziója lassú, az ozmózisos nyomás igen kicsi, félig áteresztő hártyán nem mennek át (dializálhatók). A kolloidkémia kiemelkedő alakja Zsigmondy Richárd magyar származású vegyész. Hozzávalók (eszközök, anyagok) 2 db gömblombik 2 db kisebb méretű üvegkád zseblámpa, szűrőpapír dializáló gyűrű 5 db 600 cm 3 -es főzőpohár üvegbot, celofán 1 tömeg%-os nátrium-klorid-oldat 1 tömeg%-os zselatinoldat 2 mol/dm 3 koncentrációjú NaCl-oldat 1 tömeg%-os keményítőoldat 0,5 mol/dm 3 koncentrációjú FeCl 3 -oldat 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú KMnO 4 -oldat 0,1 mol/dm 3 koncentrációjú AgNO 3 -oldat KI-os I 2 -oldat kén etil-alkohol desztillált víz Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Fényelhajlás, fényszórás 1.a Töltsd meg az 1. gömblombikot a nátrium-klorid-oldattal, az üvegkádat pedig a zselatinoldattal! Világítsd át az oldatokat zseblámpával, figyeld meg a fény útját! A zselatinoldatnál tarts az üvegkádból kilépő fény útjába szűrőpapírt! 1.b. Készíts telített etil-alkoholos kénoldatot, majd szűrd meg, és egyik részét töltsd a 2. gömblombikba, másik részét pedig egy desztillált vízzel telt üvegkádba! Ezt is világítsd meg oldalirányú fénnyel, figyeld meg a fény útját! A kísérleteket besötétített teremben végezd! 2. A dialízis szemléltetése 2.a Állíts össze négy dializáló berendezést! 2.b A celofánból vágj ki a pohár átmérőjével azonos méretű körlapot, amiből majd a zacskó készül! 2.c A dializáló gyűrűt függeszd az üvegbotra, helyezd rá a celofán zacskót! 2.d Töltsd a zacskót félig a vizsgálandó oldatokkal (1. NaCl-oldat, 2. keményítőoldat, 3. vas(iii)-klorid-oldat, 4. KMnO 4 -oldat), majd merítsd őket desztillált vízzel megtöltött főzőpoharakba! 2.e Néhány perc múlva az első főzőpohárban lévő desztillált vízhez adj 1-2 cm 3 AgNO 3 - oldatot, a másodikhoz KI-os I 2 -oldatot! Figyeld meg a változásokat!

3 Feladatlap 3 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály Fényelhajlás, fényszórás 1. A nátrium-klorid vizes oldatán a fény... A zselatinoldatban a fény útját... szín jelzi. A szűrőpapírra eső fény..... színű. 2. A kén etil-alkoholos oldatán a fény útja... A desztillált vízbe öntött alkoholos kénoldat, a rajta áthaladó fény.... színnel nyomon követhető. 3. Kösd össze a megfelelő fogalmakat! NaCl-oldat valódi oldat desztillált vízbe öntött kénoldat zselatinoldat kolloid oldat etil-alkoholos kénoldat 4. Egészítsd ki a következő szöveget! A nátrium-klorid oldatban és az etil-alkoholos kénoldatban a részecskék mérete:..., a zselatinoldatban és desztillált vízbe öntött kénoldatban.., ezért a fény elhajlik, szóródik. A jelenség neve: Beeső fehér fény esetén a szórt fény a... színű sugarakban, az áteső a... sugarakban gazdagabb. Mi okozta a desztillált vízbe öntött kénoldatban az opaleszkálást?..... A dialízis szemléltetése 5. Készíts táblázatot az egyes berendezésekhez! A vizsgálandó oldat A desztillált vízbe tett anyag Tapasztalat 6. Magyarázd meg a tapasztaltakat! Az első esetben keletkezett... neve, képlete: Ez arra utal, hogy..-ionok..... az Ag + -ionokkal....képeznek. A nátrium-klorid-, a vas-klorid- és a kálium-permanganát-oldat részecskéi...méretűek, ionjaik. a desztillált vízbe. A sárgás színt., a lilás színt.... okozzák. A keményítő.. oldatot hoz létre, a..... méretű részecskék nem jutnak át a desztillált vízbe, ezért a keményítő a jóddal. Felhasznált irodalom RÓZSAHEGYI Márta, WAJAND Judit (1998): 575 kísérlet a kémia tanításához. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest. pp ISBN RÓZSAHEGYI Márta, SIPOSNÉ Kedves Éva, HORVÁTH Balázs (2010): Kémia Közép- és emelt szintű érettségire készülőknek. Mozaik Kiadó, Szeged. pp ISBN VILLÁNYI Attila (1992): Kémia összefoglaló középiskolásoknak. Calibra Kiadó, Budapest. pp.. ISBN ÁBRA: saját ötlet alapján

4 Kémia 11. osztály 4 2. A hőmérséklet és a nyomás hatása a kémiai egyensúlyra Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Tóth Anita A nitrogén-oxidok gáz halmazállapotú, nagy reakcióképességű, mérgező vegyületek. A nitrogén-dioxid dimerizációja során keletkező dinitrogén-tetraoxid 10 C felett, légköri nyomáson színtelen gáz. 2 NO 2 (g) < > N 2 O 4 (g) H = - 61,5 kj/mol A reakció dinamikus egyensúlyra vezet. A Le Chatelier-Braun-elv, a legkisebb kényszer elve értelmében a dinamikus egyensúlyban levő kémiai rendszer magzavarásakor annak a folyamatnak nő a sebessége, amely a zavaró hatást csökkenti. Hozzávalók (eszközök, anyagok) főzőpohár gumikesztyű dugattyúval ellátott, változtatható térfogatú, átlátszó falú tartályba töltött nitrogén-dioxid-gáz (pl. nagy méretű műanyag fecskendő) hűtőkeverék meleg víz Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) A kísérletet elszívó fülke alatt végezd el! 1. A nitrogén-oxiddal töltött tartályt tedd a hűtőkeverékbe, és folyamatosan figyeld a változást! Néhány perc múlva vedd ki, és hagyd felmelegedni szobahőmérsékletre. Eközben is figyelj! 2. Miután felvette a tartályban levő gáz a labor hőmérsékletét, a dugattyú segítségével, óvatosan préseld össze!

5 Feladatlap 5 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Milyen színű a nitrogén-dioxid gáz? 2. Hogyan állítható elő laboratóriumban nitrogén-dioxid? Írd fel a reakció egyenletét! 3. Mivel magyarázható a nitrogén-dioxid dimerizációja? 4. Milyen típusú reakció a dimerizáció és a bomlás a hőváltozás alapján? 5. Mekkora a képződés és bomlás sebessége a kísérlet megkezdése előtt? 6. Mit tapasztaltál hűtés hatására? Magyarázd meg! Hogyan változott a reakciók sebessége? 7. Mi történt, és miért melegítés után? 8. Hogyan változott a gázelegy összetétele a nyomás növelésével? 9. Milyen esetben befolyásolja a dinamikus egyensúlyi állapotot a nyomás változtatása? Felhasznált irodalom A kémia emelt szintű szóbeli vizsga B. feladatának elvégzendő és nem elvégzendő kísérletei, kísérletleírásai: 9. kísérlet SIPOSNÉ Kedves Éva, HORVÁTH Balázs, PÉNTEK Lászlóné (2002): Kémia 9. Mozaik Oktatási Stúdió, Szeged p. ÁBRA: saját ötlet alapján

6 Kémia 11. osztály 6 3. Koncentrációs elem Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Kertész Róbert Két különböző anyagi minőségű elektródot galváncellává összekötve a két elektród közt feszültségkülönbség mérhető. Ez az érték legegyszerűbb esetben az elektródokra jellemző standardpotenciál értékek különbségéből számítható. Ha az elektródot körülvevő elektrolit koncentrációja nem 1 mol/dm 3, akkor az elektródpotenciál a Nerst-egyenlet segítségével számítható ki: ε = ε 0 + 0,059/z * lg c (ahol z az elektródnak megfelelő kation töltésszáma, lg c pedig az ion koncentrációjának tízes alapú logaritmusa). Készíthető olyan galvánelem is, amelyben a két elektród ugyanazokat az anyagokat tartalmazza, de az elektrolitoldat különböző koncentrációjú. Ezeket az elemeket koncentrációs elemeknek nevezik, elektromotoros erejük pedig szintén a katód és anód elektródpotenciáljának különbségéből számítható, ami a Nerst-egyenlettel felírva: E MF = 0,059/z * lg (c katód / c anód ) Hozzávalók (eszközök, anyagok) nagy bemenő ellenállású árammérő műszer 2 db 100 cm 3 -es főzőpohár 25 cm-es vezetékek 2 db krokodilcsipesz 2 db rézlemez vagy rézspirál 1 db sóhíd (telített kálium-nitrát-oldattal kezelt, U-csőbe öntött agar-agar) 10-4, 10-3, 10-2, 10-1, 1,00 mol/dm 3 koncentrációjú réz-szulfát-oldat Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Az egyik 100 cm 3 -es főzőpohárba önts kb. 50 cm mol/dm 3 koncentrációjú rézszulfát-oldatot! (A továbbiakban ezt vonatkoztatási elektródnak nevezzük.) 2. A másik 100 cm 3 -es főzőpohárba önts ugyanennyit a leghígabb (10-4 mol/dm 3 koncentrációjú) réz-szulfát-oldatból! 3. Helyezd a két főzőpoharat egymás mellé, majd kösd össze őket a lefelé fordított U-csőben levő sóhíddal! 4. A vezetékek végén levő banándugót csatlakoztasd az árammérő műszer megfelelő bemenetére! 5. A mérőműszeren 0,1-0,01 volt közötti érték várható, ezért ennek megfelelő mérési tartományt kell beállítani! 6. A krokodilcsipeszt rögzítsd a megtisztított rézdrótra, majd merítsd az egyik drótot az egyik, a másikat a másik főzőpohárba! 7. Jegyezd fel, hogy a műszer mekkora feszültséget jelez! 8. Cseréld ki a 10-4 mol/dm 3 koncentrációjú oldatot (ezt a főzőpoharat mérőcellának nevezzük) koncentráltabb (10-3 mol/dm 3 koncentrációjú) oldatra, és az előzővel megegyező módon ismét zárd az áramkört a sóhíd és a rézdrótok segítségével! 9. Jegyezd fel, hogy a mérőműszer mekkora feszültséget jelez! 10. Ismételd meg a fentieket úgy, hogy a mérőcellában az oldatokat egyre töményebbre cseréled! Először a 10-2, majd a 10-1 mol/dm 3, végül pedig az 1,00 mol/dm 3 koncentrációjú réz-szulfát-oldattal folytasd a mérést, majd rögzítsd a mért eredményeket! 11. Cseréld ki a vonatkoztatási elektród elektrolitját a leghígabb (10-4 mol/dm 3 -es) oldatra, majd a mérőcellában is cseréld ugyanilyen koncentrációjúra az elektrolitot! Jegyezd fel a mérés eredményét! 12. Folytasd a mérést úgy, hogy a mérőcellába egyre nagyobb koncentrációjú elektrolitot öntesz! (10-3, 10-2, majd 10-1, végül 1,00 mol/dm 3 ) 13. A mérőműszeren a mérőcellába a legnagyobb koncentrációjú oldatot öntve 0,1-0,5 volt közötti érték várható, ezért ennek megfelelő mérési tartományt kell beállítani!

7 Feladatlap 7 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Rögzítsd az alábbi táblázatban a mérési sorozatok eredményeit! A mérőcellában levő elektrolit-oldat koncentrációja (mol/dm 3 ) , mol/dm 3 Vonatkoztatási elektród koncentrációja 10-4 mol/dm 3 2. Számítsd ki a Nerst-egyenlet segítségével az első mérési sorozatban alkalmazott (10-2 mol/dm 3 -es) vonatkoztatási elektród elektródpotenciálját! ( ε 0 =+ 0,34 V) ε = ε 0 + 0,059/z * lg c = + (0,059 : )*lg = V 3. Számítsd ki hasonló módon a 10-4 mol/dm 3 -es mérőcella elektródpotenciálját is!.. V 4. Melyik elektród a katód, ha egy galváncellává kötöd össze őket? Húzd alá a helyes választ! a hígabb oldat a töményebb oldat 5. Számítsd ki a Nerst-egyenlet segítségével az általad összeállított koncentrációs elemek közül a lehető legnagyobb elektromotoros erejűnek az elméletileg várható elektromotoros erejét! E MF = 0,059/z * lg (c katód / c anód ) = (0,059 : )*lg ( : ) = V sóhíd feszültségmérő készülék Felhasznált irodalom RÓZSAHEGYI Márta, WAJAND Judit (1991): 575 kísérlet a kémia tanításához. Tankönyvkiadó, Budapest. pp ISBN ÁBRA: saját ötlet alapján

8 Kémia 11. osztály 8 Készítette: Ábrahámné Csákányi Ildikó 4. Elektrokémia kísérletek: Titkosírás az elektrolízis segítségével; Alumíniumlemez védelme Emlékeztető, gondolatébresztő Az elektrokémiai reakciók során az elektromos energia és a kémiai energia egymásba alakulása történik. A galvánelemeket áramforrásként használjuk. Ebben az esetben a redoxireakció hatására elektromos áram termelődik. A zsebtelepek, akkumulátorok elektrolitjai veszélyes hulladékként kezelendők, mert a talajba kerülve súlyos környezetszennyezést okoznak. Az elektrolízis során az elektromos áram hatására indul meg a redoxireakció. Fontos alkalmazási területe: egyes fémek vegyületeiből történő előállítása. Hozzávalók (eszközök, anyagok) szűrőpapír 4,5 V-os zseblámpaelem elektromos huzalok krokodilcsipesszel kb. 20x20 cm-es fémlap 250 cm 3 -es és 200 cm 3 -es főzőpohár dörzspapír 24 V-os egyenáramforrás hőmérő Bunsen-égő vasháromláb kerámiabetétes dróthálóval vasszög telített nátrium-klorid-oldat fenolftalein indikátor 10 tömeg%-os kénsavoldat ólom- és alumíniumlemez festékoldat: zöld tinta, vagy kálium-permanganát-oldat Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Titkosírás elektrolízis segítségével 1.a Helyezz a fémlapra szűrőpapírt, amit előzőleg fenolftaleines nátrium-klorid-oldatba mártottál! 1.b Kösd össze a zsebtelep pozitív sarkát a fémlappal! 1.c A negatív pólushoz csatlakoztass vasszöget vezetékkel! A vasszöggel óvatosan írj a nedves szűrőpapírra! 2. Alumíniumlemez védelme 2.a Csiszold le a lemezek felületét, majd zsírtalanítsd őket (acetonnal vagy benzinnel)! 2.b A két fémlemezt kénsavoldatba mártva kb. 15 percig végezd az elektrolizálást úgy, hogy az Al-lemezt az áramforrás pozitív, az ólomlemezt pedig a negatív sarkához kapcsolod! 2.c A folyamat megkezdése előtt mérd meg a kénsav hőmérsékletét! 2.d Az áram kikapcsolása után vedd ki az Allemezt, öblítsd le vízzel, majd merítsd a másik pohárban lévő forró festékoldatba, és forrald 10 percig! 2.e A lemezt kivétele után mosd le, és töröld szárazra!

9 Feladatlap 9 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. A nedves szűrőpapíron az írás.... színnel látható válik,.. gáz fejlődik. Az oldatban az.. hatására redoxireakció játszódik le. Ezt a folyamatot nevezzük. A nátrium-klorid vizes oldatában jelenlévő ionok: Mitől függ, hogy melyik ion válik le az egyes elektródokon? Írd le a lejátszódó elektródfolyamatokat! katódreakció: anódreakció: 3. Miért jelenik meg a szín az írás nyomán a szűrőpapíron? Hogyan tudnánk leválasztani a nátriumot? Mit tapasztaltál a második esetben? A kénsavoldat elektrolízisének elektródfolyamatai: Melyik anyag lép reakcióba az alumíniummal? Írd fel a folyamat egyenletét! Mi a festékréteg szerepe? A betűrejtvény megfejtése adja ennek az eljárásnak a nevét az eljárás neve: Mit jelent a katódos fémvédelem? Elemezd az ábrán látható kísérletet! Mi történik az egyes Petri-csészékben? A fentiek közül melyik kísérlettel szemléltethető a katódos fémvédelem?... Felhasznált irodalom RÓZSAHEGYI Márta, WAJAND Judit (1998): 575 kísérlet a kémia tanításához. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest. pp ISBN RÓZSAHEGYI Márta, SIPOSNÉ Kedves Éva, HORVÁTH Balázs (2010): Kémia Közép- és emelt szintű érettségire készülőknek. Mozaik Kiadó, Szeged. pp ISBN VILLÁNYI Attila (1992): Kémia összefoglaló középiskolásoknak. Calibra Kiadó, Budapest. pp ISBN ÁBRA: saját ötlet alapján

10 Kémia 11. osztály 10 Készítette: Kertész Róbert 5. Redoxi titrálás Vas(II)-ionok meghatározása permanganometriásan Emlékeztető, gondolatébresztő Ismeretlen mennyiségű oldott anyag mennyiségének meghatározása lehetséges úgy, hogy egy ismert reakcióban reagáltatjuk egy másik anyag meghatározott mennyiségével. Így a reakció egyenletéből származó sztöchiometriai arányszámok segítségével, valamint az ismert anyagból fogyott mennyiség ismeretében kiszámítható a kérdéses oldat oldott anyag tartalma. Ezt az eljárást titrálásnak nevezzük. A 20 tömeg%-os kénsav erősen maró hatású vegyszer, ezért csak mérőhengerrel vagy méregpipettával szabad kimérni a gyakorlaton! Hozzávalók (eszközök, anyagok) 100 cm 3 -es mérőlombik 3 db titráló lombik mérőhenger (vagy méregpipetta) tölcsér főzőpohár 10 cm 3 -es pipetta (pipetta labdával) büretta fehér (csempe-) lap desztillált víz 20 %-os kénsav-oldat 0,02 mol/dm 3 kálium-permanganát-mérőoldat ismeretlen koncentrációjú FeSO 4 -oldat (100 cm 3 -es mérőlombikba bemérve) Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Hígítsd a mérőlombik segítségével 100,0 cm 3 térfogatra a meghatározandó vas(ii)-ionok kénsavas oldatát! (Az így kapott oldatot nevezik törzsoldatnak.) 2. Pipetta segítségével mérj ki a törzsoldatból 10,0-10,0 cm 3 -t mindegyik titráló lombikba! 3. Mérőhenger segítségével mérj mindhárom lombikba először 10 cm 3 desztillált vizet, majd 10 cm 3 20 tömeg%-os kénsavoldatot! 4. Ezután töltsd fel a bürettát pontosan a felső jelig a 0,02 mol/dm 3 koncentrációjú káliumpermanganát-mérőoldattal! 5. Helyezd a fehér (csempe-) lapot a büretta alá, majd tedd rá az egyik titráló lombikot, és óvatosan, cseppenként adagold a mérőoldatot az ismeretlen koncentrációjú oldathoz! Az oldatok elegyítése közben a lombik tartalmát folyamatosan rázd össze! 6. A mérőoldatot addig adagold a titráló lombikba, amíg a keletkező oldat színe halvány rózsaszín marad! Jegyezd fel a bürettából fogyott mérőoldat térfogatát! 7. Ezután ismét töltsd fel a bürettát pontosan a felső jelig a mérőoldattal, majd a másik két titráló lombikban levő oldattal is végezd el az előbb leírtakat!

11 Feladatlap 11 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Rendezd az alábbi egyenletet az oxidációs számok változása alapján!... Fe MnO 4 + H + = Mn 2+ + Fe H 2 O 2. Melyik anyag redukálódott a folyamatban? Mi volt a kálium-permanganát szerepe a folyamatban? A fenti egyenletben kapott anyagmennyiség-arányok segítségével kiszámítható az ismeretlen menynyiségű Fe 2+ -iont tartalmazó törzsoldat koncentrációja. Írd be a táblázatba a hiányzó adatokat! Az egyes mérésekben fogyott 0,02 mol/dm 3 -es Átlag fogyás KMnO 4 -mérőoldat térfogata (cm 3 ) (cm 3 ) 5. A mérőoldatból átlagosan fogyott térfogatban hány mól MnO 4 -ion van?.... mol 6. Hány mól Fe 2+ -ion reagált ezzel a mennyiséggel?.... mol A fent kiszámított mennyiségű vas(ii)-ion a törzsoldatból kivett 10 cm 3 -ben volt. 7. Hány mól Fe 2+ -iont tartalmazott a törzsoldat 100 cm 3 -e?.... mol 8. Mekkora volt tehát a törzsoldat anyagmennyiség-koncentrációja?.... mol/dm 3 H 2 SO 4 - oldat desztillált víz Fe 2+ -ionok törzsoldata Felhasznált irodalom CSIKKEL Csabáné, DOMBI András, JÁKY Károly, NEMES Gáborné (1988): Mennyiségi analitikai kémiai gyakorlatok. JATE Kiadó, Szeged. p. 76. Kari jegyzet Engedélyszám: 71/88. ÁBRA: saját ötlet alapján

12 Kémia 11. osztály Ismeretlen anyagok azonosítása Készítette: Tóth Anita Emlékeztető, gondolatébresztő Az ionrácsos vegyületek többsége jól oldódik vízben, de vannak kivételek. Rosszul oldódnak a nagy rácsenergiájú ionvegyületek (pl: bárium-szulfát, kalcium-fluorid). Ha a kation atomtörzse kicsi, magtöltése elég nagy, deformálja az anion elektronfelhőjét. Az anion polarizálhatósága a méretétől függ. Nagy polarizációs képességű kationok (pl. réz-csoport ionjai) és könnyen polarizálható anionok (pl. szulfid-, jodid-, karbonát-ion) között átmeneti kötésű, kovalens jellegű, vízben rosszul oldódó vegyületeket jönnek létre. Csapadékképződéssel járó reakciónak nevezzük azokat a kémiai átalakulásokat, amelyek során a vizes oldatok összeöntésekor vízben rosszul oldódó vegyületté kapcsolódnak össze az ionok, szilárd anyag csapódik ki. A keletkező csapadék színe az ionok színétől és elektronrendszerük gerjeszthetőségétől függ. Hozzávalók (eszközök, anyagok) 9 db kémcső kémcsőállvány kisméretű főzőpohár ezüst-nitrát-oldat (0,1 mol/dm 3 koncentrációjú) nátrium-karbonát-oldat nátrium-hidroxid-oldat nátrium-nitrát-oldat sósav (2 mol/dm 3 koncentrációjú) desztillált víz szilárd nátrium-karbonát vagy kalcium-karbonát vagy kálium-bromid kálium-klorid-oldat (0,5 mol/dm 3 koncentrációjú) kálium-bromid-oldat (0,5 mol/dm 3 koncentrációjú) kálium-jodid-oldat (0,5 mol/dm 3 koncentrációjú) Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Három sorszámozott kémcsőben (1-3) a következő három színtelen folyadékot találod: ezüst-nitrát-oldat, nátrium-karbonát-oldat és nátrium-hidroxid-oldat. Az oldatok sorrendje ismeretlen. Sósav segítségével azonosítsd a kémcsövek tartalmát! 2. A 4-6-ig sorszámozott kémcsövekben nátrium-nitrát-oldat, ezüst-nitrát-oldat és nátrium-karbonát-oldat található. Sósav hozzáadásával állapítsd meg, mi van az egyes kémcsövekben! 3. Három kémcsőben (7-9) a következő oldatokat találod valamilyen sorrendben: káliumklorid, kálium-bromid és kálium-jodid. Ezüst-nitrát-oldat segítségével határozd meg, hogy melyik kémcső melyik vegyület oldatát tartalmazza! 4. Egy kis főzőpohárban fehér port találsz. Sósav és desztillált víz segítségével állapítsd meg, hogy ez nátrium-karbonát vagy kálium-bromid vagy kalcium-karbonát!

13 Feladatlap 13 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Mit tapasztaltál a sósav hozzáadása után? Mi van a kémcsövekben? Írd fel a végbemenő folyamatok egyenletét! 2. Hogyan azonosítottad a második kísérlet oldatait? 3. Ismertesd a 3. kísérlet tapasztalatait, indokold a változásokat! Írd le a folyamatok ionegyenleteit! Az ezüst-halogenidek oldhatósági szorzatai a következő értékek: L 1 = 8, L 2 = 5, L 3 = 1, Melyik csapadékhoz melyik érték tartozik? Indokold meg a válaszod! 4. Írd le a fehér por azonosításának menetét! 5. A tapasztalatok alapján töltsd ki az oldhatósági táblázat hiányzó részeit! Felhasznált irodalom A kémia emelt szintű szóbeli vizsga B. feladatának elvégzendő és nem elvégzendő kísérletei, kísérletleírásai: 13. és 14. kísérlet ÁBRA: saját ötlet alapján

14 Kémia 11. osztály 14 Készítette: Ábrahámné Csákányi Ildikó 7. Csapadékok oldása, komplex ionok képződése: réz(ii)-, ezüst és alumínium komplexek előállítása Emlékeztető, gondolatébresztő A komplex ionok a molekulák és ionok összekapcsolódásának termékei. A komplexekben a központi atom vagy ion vegyértékhéján betöltetlen pályák vannak, a ligandumok nemkötő elektronpárokkal rendelkeznek. Általában a d-mező fémei hajlamosak a komplexképzésre, ligandumként pedig leggyakrabban a víz, az ammónia és a halogének fordulnak elő. Természetes komplex vegyületek a növényeknek zöld színt kölcsönző klorofill és a gerincesek vérének vörös festékanyaga, a hem, a hemoglobin része. Tetraammin-réz(II) komplexek felhasználási területe a textiliparban oldószerként: a belőlük előállítható tetraammin-réz(ii)-hidroxid a műselyemgyártásnál cellulóz-oldószer. Hozzávalók (eszközök, anyagok) 3 db kémcső cseppentő főzőpohár tölcsér óraüveg réz(ii)-szulfát-oldat ammóniaoldat ezüst-nitrát-oldat sósav alumínium-nitrát-oldat fenolftaleinoldat ammónium-nitrát-oldat szilárd nátrium-fluorid Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Csapadékok oldása és réz(ii)-komplex keletkezése 1.a Öntsd a kémcsőbe a réz-szulfát oldatát, majd óvatosan adj hozzá ammóniaoldatot! Figyeld meg mi történt! 1.b Ezután folytasd az ammónia adagolását! 2. Csapadékok oldása, ezüst és alumínium komplexek előállítása 2.a Önts a kémcsőbe ezüst-nitrát-oldatot, majd óvatosan adj hozzá sósavat! Figyeld meg mi történt! Ezután adjál hozzá ammóniaoldatot! 2.b Alumínium-nitrát-oldathoz önts tömény ammóniaoldatot! Válaszd el a csapadékot az oldattól (dekantálás), majd alaposan mosd ki vízzel! A csapadékra cseppents fenolftaleinoldatot, és szórj a felületére nátrium-fluoridot!

15 Feladatlap 15 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. A réz-szulfát oldatból kis mennyiségű ammóniaoldat hatására.... válik ki, további ammóniaoldat hozzáadásakor a csapadék A sósav oldat hatására..., amely hamar Az ammóniaoldat hozzáadásakor a csapadék Az alumínium-nitrátból a tömény ammóniaoldat hatására.... válik le. A nátrium-fluorid hozzáadásakor a fenolftalein színnel jelzi. megjelenését. 4. Magyarázd meg a jelenségeket a reakcióegyenletek felírásával! Réz-szulfát kis mennyiségű ammóniaoldat hatására:..... Ammóniaoldat feleslegében: Az ezüst-nitrát-oldatból a sósav hatására: Ammóniaoldat hozzáadásakor: Az alumínium-nitrát és ammóniaoldat reakciója:..... A nátrium-fluorid hozzáadásakor:..... A Cu 2+ -ionok az ammónián kívül vízzel és a klorid ionokkal is négy ligandumos komplexet képeznek. 5. Nevezd meg ezeket a vegyületeket! Sorolj fel színes, vízben rosszul oldódó vegyületeket! Írd fel az alumínium lúgban történő oldódásának egyenletét! Nevezd meg a termékek között megjelenő komplex vegyületet!... A sárga vérlúgsó tudományos neve kálium-hexaciano-ferrát(ii), A vörös vérlúgsó tudományos neve kálium-hexaciano-ferrát(iii). 8. A tudományos nevek alapján írd fel a vegyületek képletét!..... Felhasznált irodalom RÓZSAHEGYI Márta, WAJAND Judit (1998): 575 kísérlet a kémia tanításához. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest. pp ISBN RÓZSAHEGYI Márta, SIPOSNÉ Kedves Éva, HORVÁTH Balázs (2010): Kémia Közép- és emelt szintű érettségire készülőknek. Mozaik Kiadó, Szeged. pp ISBN VILLÁNYI Attila (2003): Kémia a kétszintű érettségire. Kemavill Bt, Budapest. p. 41. ISBN ÁBRA: saját ötlet alapján

16 Kémia 11. osztály A klórgáz tulajdonságai Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Tóth Anita A klór a levegőnél nagyobb sűrűségű, szúrós szagú, köhögésre ingerlő, mérgező gáz. A klór nagyon reakcióképes elem, a legtöbb fémmel magasabb hőmérsékleten közvetlenül egyesül. Kisebb klórmérgezés esetén friss levegőn szalmiákszesszel kevert etil-alkoholt kell szagoltatni. A szervezetbe került alkoholgőzök és az ammóniagáz hatástalanítják a klórt. Hozzávalók (eszközök, anyagok) félmikro oldalcsöves kémcső csepegtetővel derékszögben meghajlított üvegcső főzőpohár, félmikro főzőpohár alul perforált kémcső égetőkanál, vaspálca csipesz, kés Bunsen-égő szűrőpapír színes papír 4 db klórgázzal töltött gázfelfogó henger nátrium magnézium vaspor vékony vörösréz huzal kálium-permanganát sósav desztillált víz etanol fukszinoldat kék lakmuszoldat Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. kísérlet. Elszívófülke alatt vagy nyitott ablak közelében dolgozz! 1.a Állítsd össze a gázfejlesztőt: csatlakoztasd a hajlított üvegcsövet az oldalcsöves kémcsőhöz! 1.b Tegyél a kémcsőbe 3-4 db kicsi káliumpermanganát kristályt! A cseppentőbe kb. félig szívj fel 3:1 arányban hígított sósavat, tedd a kémcsőbe! 10 másodpercenként egy-egy csepp sósavat csepegtess a kristályokra! 1.c Vezesd a fejlődő gázt desztillált vízzel félig töltött félmikro főzőpohárba! Figyeld meg a gáz színét, vízben való oldódását! 1.d Amikor csökken a gázfejlődés, tedd át az üvegcsövet lakmuszoldattal félig töltött főzőpohárba, és figyeld a változást! 1.e Utána szedd szét a gázfejlesztőt, és öblítsd ki bő vízzel! A friss klóros vízből (első pohár) önts a fukszinoldatba, a maradékba tegyél színes papírt! Figyeld meg a bemutatott reakciókat! 2. kísérlet (tanári bemutató kísérlet). A kísérleteket elszívófülke alatt végzik. A gázfelfogó hengerek aljára száraz homokot kell szórni a klórgáz bevezetése előtt! 2.a Lencse nagyságú, megtisztított felületű, szűrőpapírral leitatott nátrium darabkát alul perforált kémcsőben megolvasztunk, klórgázzal telt hengerbe engedjük. (A folyamat veszélyes!) 2.b Felhevített magnéziumport szórunk klórgázba. 2.c Égetőkanálban felizzított vasport szórunk a klórgázba. 2.d. Vékony vörösréz huzalt izzásig hevítünk, majd klórgázba teszünk.

17 Feladatlap 17 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Hogyan állítható elő laboratóriumban klórgáz? Mit használhatnánk a kálium-permanganát helyett? 2. Egészítsd ki a következő egyenletet! Rendezd az oxidációs számok felírásával!. + HCl = MnCl 2 + KCl +. + Cl 2 3. Milyen színű a kórgáz? Oldódik vízben? 4. Hogyan észlelted, hogy csökkent a gázfejlődés? 5. Hogyan változott a lakmusz-oldat színe? Mi a változás magyarázata? 6. Mit tapasztaltál, miután a klóros vizet a színes papírra és a fukszinoldatba öntötted? 7. Miért kellett homokot szórni a gázfelfogó hengerek aljára? 8. Mit figyeltél meg a fémek és a klórgáz reakciója során? 9. Írd fel a vizsgált fémek és a klór reakcióinak egyenleteit! Felhasznált irodalom A kémia emelt szintű szóbeli vizsga B. feladatának elvégzendő és nem elvégzendő kísérletei, kísérletleírásai: 40. kísérlet PERCZEL Sándor, WAJAND Judit (1985): Szemléltető és tanulókísérletek a kémia tanításában. Tankönyvkiadó, Budapest. pp ÁBRA: saját ötlet alapján

18 Kémia 11. osztály 18 Készítette: Ábrahámné Csákányi Ildikó 9. Hidrogén-klorid, ammónia előállítása, kölcsönhatásuk vízzel Emlékeztető, gondolatébresztő A hidrogén-klorid vizes oldata, a sósav, az egyik leggyakoribb laboratóriumi vegyszer. Telített oldata kb. 42 tömeg%-os, a levegő vízpárájával ködöt képez ( füstölgő sósav). A gerincesek gyomornedvében is megtalálható. Ammónia keletkezik a nitrogéntartalmú szerves vegyületek bomlása során. A cseppfolyós ammóniát hűtőfolyadékként, folttisztításra, gyógyszeriparban, műtrágyagyártásra használják. Mindkét vegyületet az iparban szintézissel állítják elő. Hozzávalók (eszközök, anyagok) félmikro kémcsőfogó félmikro oldalcsöves kémcső félmikro kémcső (2 db) félmikro kémcsőállvány dióval félmikro cseppentő gumigyűrűvel félmikro derékszögben hajlított üvegcső félmikro kihúzott végű üvegcső gumigyűrűvel kristályosító csésze vegyszeres kanál szilárd nátrium-klorid tömény kénsav 2 mol/dm 3 koncentrációjú ammóniaoldat fenolftaleinoldat Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Kísérlet hidrogén-kloriddal 1.a Önts kristályosító csészébe fenolftaleines ammóniaoldatot! 1.b Állíts elő hidrogén-kloridot a következőképpen: nátrium-kloridra csepegtess kénsavat! 1.c A kémcsövet zárd le a kihúzott végű üvegcsövet tartalmazó gumidugóval! Zárd el ujjaddal az üvegcső nyílását, majd helyezd egy pillanatra a kristályosító csészébe! 1.d A csőbe jutott vizet rázd a kémcsőbe, majd helyezd vissza a kémcsövet az oldatba, és vedd el ujjadat a nyílásról! 2. Kísérlet ammóniával 2.a Önts kristályosító csészébe vizet, majd csepegtess hozzá 3-4 csepp fenolftaleinoldatot! 2.b Állíts elő ammóniát a következőképpen: az ammóniaoldatot melegítsd óvatosan! 2.c A kémcsövet zárd le a kihúzott végű üvegcsövet tartalmazó gumidugóval! Zárd el ujjaddal az üvegcső nyílását, majd helyezd a kémcsövet egy pillanatra a kristályosító csészébe! 2.d A csőbe jutott vizet rázd a kémcsőbe, majd helyezd vissza a kémcsövet az oldatba, és vedd el ujjadat a nyílásról!

19 Feladatlap 19 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Írd le a gázok előállításának egyenleteit!. 2. A kémcsőbe juttatott egy csepp víz... a benne lévő gázt, majd a... a víz 6 a kémcsőbe. 3. Hasonlítsd össze a két gáz tulajdonságait, viselkedését! moláris tömege levegőre vonatkoztatott relatív sűrűsége reakciója vízzel az indikátor neve/színe a keletkező oldat kémhatása az oldat neve hidrogén-klorid ammónia 4. A folyamatok típusa..... reakció. A hidrogén-klorid oldása során a víz..., az ammónia oldása során..... viselkedett. 5. Írd fel a két folyamatra az egyensúlyi állandók kiszámításának módját! 6. Mi történne, ha a két gázt reagáltatnánk? Reakcióegyenlettel válaszolj!... A reakció típusa:..... Felhasznált irodalom RÓZSAHEGYI Márta, WAJAND Judit (1998): 575 kísérlet a kémia tanításához. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest. pp ISBN RÓZSAHEGYI Márta, SIPOSNÉ Kedves Éva, HORVÁTH Balázs (2010): Kémia Közép- és emelt szintű érettségire készülőknek. Mozaik Kiadó, Szeged. pp ISBN VILLÁNYI Attila (1992): Kémia összefoglaló középiskolásoknak. Calibra Kiadó, Budapest. pp ISBN ÁBRA: saját ötlet alapján

20 Kémia 11. osztály Kísérletek kén-hidrogénnel Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Tóth Anita A kén-hidrogén (H 2 S), szabályos nevén dihidrogén-szulfid, vulkáni gázokban, egyes ásványvizekben, hévizekben fordul elő. Kéntartalmú fehérjék bomlásakor, rothadásakor is keletkezik. A laboratóriumi gyakorlatban analitikai reagensként fémionok kimutatására és elválasztására használják. Mérgező gáz, a vér hemoglobinját is képes redukálni. Emiatt a hemoglobin elveszíti oxigénfelvevő képességét, a belélegzett kén-hidrogén fejfájást, rosszullétet okozhat! Hozzávalók (eszközök, anyagok) vegyszeres kanál félmikro oldalcsöves kémcső félmikro cseppentő gumigyűrűvel félmikro derékszögben meghajlított üvegcső félmikro főzőpoharak félmikro kémcsövek és kémcsőállvány vasháromláb kerámiabetétes drótháló Bunsen-égő vas-szulfid sósav lakmusz kén-hidrogénes víz desztillált víz Lugol-oldat (kálium-jodidos jódoldat) réz-szulfát-oldat cink-klorid-oldat Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) Elszívó fülke alatt vagy nyitott ablak közelében dolgozz! 1. Az ábra alapján szereld össze a félmikro gázfejlesztőt, rögzítsd az állványba! Szórj vasszulfidot az oldalcsöves kémcsőbe, a cseppentőbe szívj fel 1:1 hígítású sósavat! 5-6 csepp sósavval fejlessz kén-hidrogén-gázt, vezesd lakmusszal kékre festett vízbe, figyeld a színváltozást! 2. Nézz meg egy korábban készült kén-hidrogénes vízzel töltött üveget! 3. Két számozott félmikro főzőpohárban rézszulfátoldat és cink-klorid-oldat van. Tedd át a meghajlított üvegcsövet az egyik számozott főzőpohárban található oldatba! Ha nem tapasztalsz változást, cseppents néhányat a sósavból! Vezess gázt a másik ismeretlen oldatba is! Figyeld meg a változásokat, és azonosítsd az oldatokat! 4. Készíts kén-hidrogénes vizet! Öntsd káliumjodidos jódoldathoz, kicsit rázogatva keverd össze! Utána szedd szét a gázfejlesztőt és alaposan öblítsd át! 5. A korábban vizsgált lakmuszoldatot fülke alatt, vasháromlábra helyezett drótháló felett forrald színváltozásig! Jegyezd fel a tapasztalatokat!

21 Feladatlap 21 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Rajzold fel a kén-hidrogén molekula szerkezeti képletét! Milyen alakú a molekula? 2. Sorold fel a kén-hidrogén fizikai tulajdonságait? 3. A kén-hidrogén molekulaszerkezete a vízéhez hasonló. Mivel magyarázod a halmazállapotok különbségét? 4. Mit figyeltél meg a régebben készült kén-hidrogénes vízzel töltött üvegben? Mi lehet a magyarázata? 5. Hogyan változik a kén oxidációs száma a reakció során? 6. Mi történt a kék lakmuszoldatban a kén-hidrogén bevezetése után? Magyarázd a változást! 7. Hogyan változott az oldat színe forralás hatására? 8. Rögzítsd a 3. kísérlet tapasztalatait! Írd fel a vizsgált oldatokkal lejátszódó reakciók ionegyenletét! 9. Mit tapasztaltál a kén-hidrogénes víz és a kálium-jodidos jódoldat összeöntése után? Írd fel egyenlettel! Felhasznált irodalom A kémia emelt szintű szóbeli vizsga B. feladatának elvégzendő és nem elvégzendő kísérletei, kísérletleírásai: 44. és 45. kísérlet PERCZEL Sándor, WAJAND Judit (1985): Szemléltető és tanulókísérletek a kémia tanításában. Tankönyvkiadó, Budapest. pp ÁBRA: saját ötlet alapján.

22 Kémia 11. osztály Kísérletek kén-dioxiddal Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Tóth Anita A kén-dioxid főként kéntartalmú szerves vegyületek égésekor keletkezik, és előfordul vulkáni gázokban is. Vízben jól oldódik, a levegő páratartalmával is kénessavat alkot. A kén-dioxid és a kénessav is erélyes redukálószer. A zuzmók és a tűlevelűek különösen érzékenyek a levegő kén-dioxid tartalmára. A klorofill roncsolásával csökkenti a növényi fotoszintézis mértékét. A penészgombákra is mérgező hatású, ezért használják hordók fertőtlenítésére a kén égetésével felszabaduló kén-dioxidot. Hozzávalók (eszközök, anyagok) vegyszeres kanál félmikro oldalcsöves kémcső félmikro cseppentő gumigyűrűvel felmikro derékszögben meghajlított üvegcső félmikro kémcsövek félmikro kémcsőállvány főzőpohár nátrium-hidrogén-szulfit cc.kénsav ammónium-hidroxid-oldat fenolftalein desztillált víz Lugol-oldat kálium-permanganát-oldat vas-szulfid sósav Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) Elszívó fülke alatt, vagy nyitott ablak közelében dolgozz! A kísérletekhez az ábra alapján szereld össze a félmikro gázfejlesztőt, és rögzítsd az állványba! 1. Kén-dioxid fejlesztése 1.a Szórj nátrium-hidrogén-szulfitot az oldalcsöves kémcsőbe! 1.b A cseppentő feléig szívj fel tömény kénsavat! 4-5 csepp savval fejlessz kén-dioxidgázt, vezesd fenolftaleines ammóniumhidroxid-oldatba, majd figyeld a színváltozást! 2. Kénessavoldat készítése 2.a Tedd át a meghajlított üvegcsövet vízzel félig töltött főzőpohárba, és további 4-5 csepp kénsav hozzáadásával fejlessz gázt! 2.b Két kémcsőbe önts kevés Lugol-oldatot, ill. kálium-permanganát-oldatot, utána csepegtess mindkettőbe elszíntelenedésig kénsavoldatot! 3. Kén-hidrogén és kén-dioxid reakciója 3.a Félmikro gázfejlesztő oldalcsöves kémcsövébe szórj vas-szulfidot! 3.b A cseppentőbe szívj fel 1:1 hígítású sósavat! 3.c Tedd a kén-dioxidos és a kén-hidrogénes gázfejlesztő meghajlított üvegcsövét is vízzel félig töltött főzőpohárba, majd 5-5 csepp savval egyszerre indítsd meg a gázfejlődést! Figyeld meg a változást a főzőpohárban! Utána szedd szét, és alaposan öblítsd át a gázfejlesztőket!

23 Feladatlap 23 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Rajzold fel a kén-dioxid molekula szerkezeti képletét! Milyen alakú a molekula? 2. Sorold fel a kén-dioxid gáz fizikai tulajdonságait? 3. Mivel magyarázható a nagy reakciókészsége? 4. Írd fel a kén-dioxid gáz előállításának reakcióegyenletét! 5. Milyen reakció játszódik le fenolftaleines ammónium-hidroxid-oldatban? Mit tapasztaltál? 6. Mi az oka a Lugol-oldat és a kálium-permanganát-oldat elszíntelenedésének? 7. A kísérlet harmadik részében mit tapasztaltál, miután a gázokat a desztillált vízbe vezetted? 8. Írd fel a lejátszódó reakció egyenletét! Hogyan változott a kén oxidációs száma? 9. Melyik az erősebb redukálószer: a kén-hidrogén vagy a kén-dioxid? Indokold válaszod! Felhasznált irodalom A kémia emelt szintű szóbeli vizsga B. feladatának elvégzendő és nem elvégzendő kísérletei, kísérletleírásai: 42. és 44. kísérlet PERCZEL Sándor, WAJAND Judit (1985): Szemléltető és tanulókísérletek a kémia tanításában. Tankönyvkiadó, Budapest. pp ÁBRA: saját ötlet alapján

24 Kémia 11. osztály Színtelenítő anyagok Készítette: Ábrahámné Csákányi Ildikó Emlékeztető, gondolatébresztő A klórt baktériumölő tulajdonsága miatt fertőtlenítésre használják. Elemi állapotban az élő szervezetek számára mérgező. A hidrogén-peroxidot az iparban és az orvosi gyakorlatban fertőtlenítésre használják. Vízmentesen sugárhajtású repülőgépek, rakéták hajtóanyaga. A kén-dioxid köhögésre ingerlő, mérgező gáz. Egyik legártalmasabb légszennyező anyag. Megtalálható az ipartelepek és a nagyvárosok levegőjében, a savas esők alkotórésze. A növényzet nagyon érzékeny rá. Az iparban kénsavgyártásra, konzerválásra használják. Hozzávalók (eszközök, anyagok) cseppentő kémcsövek főzőpohár üvegbot égetőkanál üveglap gázfelfogó henger Bunsen-égő telített klóros víz festékoldatok 30 tömeg%-os hidrogén-peroxid-oldat 2 mol/dm 3 koncentrációjú ammóniaoldat sötét színű hajszálak színes vászondarabok kénpor Lugol-oldat Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Töltsd a festékoldatokat a kémcsövekbe, majd csepegtess hozzá klórosvizet! Rázd össze a kémcsövek tartalmát! 2. A főzőpohárba tölts 10 cm 3 hidrogén-peroxid- oldatot, majd csepegtess hozzá ammóniaoldatot! Helyezd a főzőpohárba a színes anyagot! 3. Önts a gázfelfogó hengerbe Lugol-oldatot! Az égetőkanalat töltsd meg kénporral, majd melegítsd! Az égő ként helyezd a hengerbe, majd az égetőkanál eltávolítása után rázd öszsze a henger tartamát! Figyeld meg, és hasonlítsd össze a látottakat a három anyag esetében!

25 Feladatlap 25 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály A klór 1. A festékoldat a klóros víz hatására Miért nem klórgázzal végeztük a kísérletet? Mi történik, ha klórgázt vezetünk száraz ill. nedves papírcsíkot tartalmazó hengerbe? A száraz papír......, a nedves papírcsík Mi az eltérő viselkedés magyarázata? Reakcióegyenletekkel válaszolj!... A víz jelenlétében a klór 6 5. Ki használta elsőként fertőtlenítésre a klórmeszet?... A hidrogén-peroxid 6. A hidrogén-peroxid molekula polaritása:. Molekulái között kialakuló legerősebb kötés a.. Bomlásakor.. szabadul fel, ezért erős Írd fel sósavval lejátszódó reakciójának egyenletét!.. 8. Kálium-permanganáttal a következő egyenlet szerint reagál (Fejezd be, majd rendezd az egyenletet!): KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = Ebben a reakcióban a hidrogén-peroxid.. viselkedett. A peroxidok stabil/bomlékony, oxidáló/redukáló hatású anyagok. Bennük az oxigén oxidációs száma -1/-2. (a megfelelő szót húzd alá). A kén-dioxid 9. A kísérlet során a Lugol-oldat... Mivel magyarázható a jelenség? Egyenlettel válaszolj! SO 2 + I 2 + 2H 2 O =. A reakcióban a kén-dioxid erélyes viselkedett. Ennek tulajdonítható csíraölő hatása, emiatt. használják. Erősebb redukálószerekkel szemben. viselkedik. Például (kén-hidrogénnel):..... Felhasznált irodalom RÓZSAHEGYI Márta, WAJAND Judit (1998): 575 kísérlet a kémia tanításához. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest. pp ISBN RÓZSAHEGYI Márta, SIPOSNÉ Kedves Éva, HORVÁTH Balázs (2010): Kémia Közép- és emelt szintű érettségire készülőknek. Mozaik Kiadó, Szeged. pp ISBN VILLÁNYI Attila (1992): Kémia összefoglaló középiskolásoknak. Calibra Kiadó, Budapest. pp ISBN ÁBRA: saját ötlet alapján

26 Kémia 11. osztály Nitrózus gázok fejlesztése Emlékeztető, gondolatébresztő Készítette: Tóth Anita A nitrogén és az oxigén többféle, változatos összetételű és szerkezetű vegyületet alkot egymással. A nitrogén-monoxid és nitrogén-dioxid gázok elegyét nitrózus gáznak nevezzük. A különböző nitrogén-oxidok gáz halmazállapotú, szilárd állapotban molekularácsos anyagok. Nagy reakcióképességű, mérgező vegyületek. A nitrogén-monoxid (NO) vízben rosszul oldódó, színtelen, szagtalan gáz. Levegővel érintkezve azonnal oxidálódik, vörösbarna színű, kellemetlen szagú nitrogén-dioxid (NO 2 ) keletkezik. A nitrogén-dioxid vízben jól oldódik. Hozzávalók (eszközök, anyagok) félmikro oldalcsöves kémcső csepegtetővel kétszer derékszögben meghajlított üvegcső félmikro főzőpohár nagyméretű főzőpohár állvány gázfejlesztő készülék gumidugóval lezárható kémcső üvegkád rézforgács tömeg%-os salétromsav 50 tömeg%-os salétromsav kék lakmuszoldat desztillált víz hűtőkeverék vagy szárazjég Mit csinálj, mire figyelj? (megfigyelési szempontok, végrehajtás) 1. Fejlessz nitrózus gázokat! Fülke alatt dolgozz! 1.a Állítsd össze a félmikro gázfejlesztőt, rögzítsd az állványhoz! 1.b Az oldalcsöves kémcsőbe tegyél néhány darabka rézforgácsot! 1.c Az üvegcső végét tedd víz alá! 1.d Óvatosan, részletekben csepegtess a rézre 6-8 csepp salétromsavat! 1.e Amikor már színtelen gáz fejlődik, fogd fel víz alatt félmikro főzőpohárban! Ha megtelt, emeld ki, és fedd le egy másik főzőpohárral! 1.f Oldd fel a gázt kb. egyujjnyi vízben, majd vizsgáld meg a kémhatását kék lakmuszoldattal! 2. Nitrózus gázok fejlesztése (tanári bemutató kísérlet) Figyeld a változásokat! 2.a Elszívó fülke alatt, gázfejlesztő készülékben, 50%-os salétromsavból, rézzel, nitrózus gázokat fejlesztünk. 2.b A képződő gázokat vízzel teli üvegkádban, lezárható kémcsőbe vezetjük. 2.c Miután a fejlődő gáz kiszorította a víz egy részét, a cső végét a gáztérbe toljuk. Ha már elszíneződött a kémcső gáztere, víz alatt gumidugóval lezárjuk. 2.d A gázeleggyel töltött, lezárt kémcsövet hűtőkeverékbe állítjuk. Később kiveszszük.

27 Feladatlap 27 FELADATLAP Mi történt? (tapasztalatok rögzítése) Kémia 11. osztály 1. Mit figyeltél meg a gázfejlesztőben? Mi a magyarázata? 2. Mi történt, miután a gázzal teli főzőpoharat lefedted egy másikkal? 3. Mivel magyarázható a nitrogén-monoxid nagy reakciókészsége? 4. Milyen kémhatású oldat keletkezett? Írd fel a lejátszódó reakció egyenletét! Milyen típusú a reakció? 5. Laboratóriumban a nitrogén-monoxid és a nitrogén-dioxid gázok elegye 50%-os salétromsavból állítható elő. 2 Cu + 6 HNO 3 = 2 Cu(NO 3 ) 2 + NO 2 + NO + 3 H 2 O Mivel magyarázod a tapasztalatokat? 6. Hogyan változott a kémcső gáztere, miután a gázfejlesztőhöz csatlakoztatott cső végét a vízből a gáztérbe toltuk? 7. Mit figyeltél meg a hűtőkeverékben tartott kémcsőben? 8. A nitrózus gázok elegyéből - 10 C alatt - dinitrogén-trioxid keletkezik. NO + NO 2 <--> N 2 O 3 A jeges víz oldja a dinitrogén-trioxidot salétromossav keletkezése közben. Írd fel a reakció egyenletét! 9. Mi történik, ha kivesszük a hűtőkeverékből a gázzal töltött kémcsövet? Felhasznált irodalom PERCZEL Sándor, WAJAND Judit (1985): Szemléltető és tanulókísérletek a kémia tanításában. Tankönyvkiadó, Budapest. pp ÁBRA: saját ötlet alapján

28 A laboratóriumi munka rendje 1. A laboratóriumi helyiségben a gyakorlatok alatt csak a gyakorlatvezető tanár, a laboráns, illetve a gyakorlaton résztvevő tanulók tartózkodhatnak. 2. A teremben tartózkodó valamennyi személy köteles betartani a tűzvédelmi és munkavédelmi előírásokat. 3. A gyakorlat végeztével a tanulók rendbe teszik a munkaterületüket, majd a gyakorlatvezető tanár átadja a laboránsnak a helyiséget. A csoport ezek után hagyhatja el a termet. 4. A laboratóriumot elhagyni csak bejelentés után lehet. 5. A gyakorlaton részt vevők az általuk okozott kárért anyagi felelősséget viselnek. 6. Táskák, kabátok tárolása a laboratórium előterének tanulószekrényeiben megengedett. A terembe legfeljebb a laborgyakorlathoz szükséges taneszköz hozható be. 7. A laboratóriumi foglalkozás során felmerülő problémákat (meghibásodás, baleset, rongálás, stb.) a gyakorlatvezető tanár a laborvezetőnek jelenti és szükség szerint közreműködik annak elhárításában és a jegyzőkönyv felvételében. Munkavédelmi és tűzvédelmi előírások a laboratóriumban Az alábbi előírások minden személyre vonatkoznak, akik a laboratóriumban és az előkészítő helyiségben tartózkodnak. A szabályok tudomásulvételét aláírásukkal igazolják, az azok megszegéséből eredő balesetekért az illető személyt terheli a felelősség. 1. Valamennyi tanulónak kötelező ismerni a következő eszközök helyét és működését: - Gázcsapok, vízcsapok, elektromos kapcsolók - Porraloltó készülék, vészzuhany - Elsősegélynyújtó felszerelés - Elszívó berendezések - Vegyszerek és segédanyagok 2. A gyakorlatokon kötelező egy begombolható laborköpeny viselése, melyeket a tanulók helyben vehetnek igénybe. Köpeny nélkül a munka nem kezdhető el. 3. A hosszú hajat a baleset elkerülése végett össze kell fogni. 4. A laboratóriumban étkezni tilos. 5. A tanárnak jelenteni kell, ha bármiféle rendkívüli esemény következik be (sérülés, károsodás). Bármilyen, számunkra jelentéktelen eseményt (karmolás, preparálás közben történt sérülés stb.), toxikus anyagokkal való érintkezést, balesetet, veszélyforrást (pl. meglazult foglalat, kilógó vezeték) szintén jelezni kell a tanárnak. 6. A nagyobb értékű műszerek ki/be kapcsolásához kérjük a laboráns segítségét. Ezek felsorolása a mellékletben található. 7. A maró anyagok és tömény savak/lúgok kezelése kizárólag gumikesztyűben, védőszemüvegben történhet. Ha maró anyagok kerülnek a bőrünkre, azonnal törüljük le puha ruhával, majd mossuk le bő csapvízzel. 8. Mérgező, maró folyadékok pipettázása csak dugattyús pipettával vagy pipettázó labdával történhet. 9. A kísérleti hulladékokat csak megfelelő módon és az arra kijelölt helyen szabad elhelyezni. A veszélyes hulladékokat (savakat, lúgokat, szerves oldószereket stb.) gyűjtőedényben gyűjtsük. Vegyszermaradványt ne tegyünk vissza a tárolóedénybe. 10. A gyakorlati órák alkalmával elkerülhetetlen a nyílt lánggal, melegítéssel való munka. Működési szabályzat - A gázégő begyújtásának a menete: 1; tűzveszélyes anyagok eltávolítása, 2; a kivételi hely gázcsapjának elzárása, 3; a fő gázcsap kinyitása, 4; az égő levegőszelepének szűkítése, 5; a gyufa meggyújtása, 6; a kivételi hely gázcsapjának kinyitása és a gáz meggyújtása. - A kémcsöveket szakaszosan melegítjük, az edény száját soha ne irányítsuk személyek felé. - Tűzveszélyes anyagokat ne tartsunk nyílt láng közelében. Az ilyen anyagokat tartalmazó üvegeket tartsuk lezárva, és egyszerre csak kis mennyiséget töltsünk ki. - Ne torlaszoljuk el a kijárati ajtót, és az asztalok közötti teret. - Az elektromos, 230 V-ról működő berendezéseket csak a tanár előzetes útmutatása alapján szabad használni. Ne nyúljunk elektromos berendezésekhez nedves kézzel, a felület, melyen elektromos tárgyakkal kísérletezünk, legyen mindig száraz. - Tilos bármely elektromos készülék belsejébe nyúlni, burkolatát megbontani - A meghibásodást jelentsük a gyakorlatvezető tanárnak, a készüléket pedig a hálózati csatlakozó kihúzásával áramtalanítsuk. - Esetleges tűzkeletkezés esetén a laboratóriumot a tanulók a tanár vezetésével a kijelölt menekülési útvonalon hagyhatják el. 11. Munkahelyünkön tartsunk rendet. Ha bármilyen rendellenességet tapasztalunk, azt jelentsük a gyakorlatot vezető tanárnak. Rövid emlékeztető az elsősegély-nyújtási teendőkről Vegyszerek használata mindig csak a vegyszer biztonsági adatlapja szerint történhet. Az elsősegély-nyújtási eljárásokat a gyakorlatvezető tanár végzi. Tűz vagy égési sérülés esetén - Az égő tárgyat azonnal eloltjuk alkalmas segédeszközökkel (víz, homok, porraloltó, pokróc, stb.). Elektromos tüzet vízzel nem szabad oltani. - Vízzel nem elegyedő szerves oldószerek tüzét tilos vízzel oltani! - Az égési sebet ne mossuk, ne érintsük, ne kenjük be, hanem csak száraz gézlappal fedjük be. Kisebb sérülésnél (zárt bőrfelületnél) használhatók az Irix vagy Naksol szerek. Mérgezés esetén - Ha bőrre került: száraz ruhával felitatjuk, majd bő vízzel lemossuk. - A bőrre, illetve testbe kerülő koncentrált kénsavat nem szabad vízzel lemosni, vagy hígítani, mert felforrósodik és égési sérüléseket okoz - Ha szembe jutott: bő vízzel kimossuk (szemzuhany), majd 2%- os bórsav oldattal (ha lúg került a szembe) vagy NaHCO 3 oldattal (ha sav került a szembe) öblítünk és a szemöblögető készletet használjuk. - Ha belélegezték: friss levegőre visszük a sérültet. - Ha szájüregbe jutott: a vegyszert kiköpjük, és bő vízzel öblögetünk. Sebesülés esetén - A sebet nem mossuk vízzel, hanem enyhén kivéreztetjük. - A sebet körül fertőtlenítjük a baleseti szekrényből vett alkoholos jódoldattal, majd tiszta és laza gézkötést helyezünk rá. Kisebb sérüléseknél sebtapaszt alkalmazunk. Áramütés esetén - Feszültség mentesítünk, a balesetest lefektetjük, pihentetjük és a sebeit laza gézkötéssel látjuk el. Amennyiben az áramütés a szívet is leállítaná, azonnali újraélesztésre van szükség. Értesítjük az iskolaorvost.