Группа VA

Группа IVA

Опыт 5. Гидролиз солей угольной кислоты

Карбонаты – важнейшие соединения углерода - элемента IVА группы, относящегося к р-семейству.

Карбонат натрия Na₂CO₃ образован слабой угольной кислотой и сильным основанием, поэтому подвергается гидролизу с образованием щелочи NaOH. Гидролиз идет в две ступени:

I ступень: Na₂CO₃ + H₂O «NaHCO₃ + NaOH

2Na⁺ + CO₃²⁺ + HOH «Na⁺ + HCO₃^– + Na⁺ + OH^–

CO₃^2– + HOH «HCO₃^– + OH^–

II ступень: NaHCO₃ + H₂O «H₂O + CO₂+ NaOH

Na⁺ + HCO₃^– + HOH «H₂O + CO₂ + Na⁺ + OH^–

HCO₃^– + HOH «H₂O + CO₂ + OH^–.

По второй ступени гидролиз идет незначительно. Аналогично идет гидролиз К₂СО₃.

Водные растворы гидрокарбоната натрия (соды двууглекислой, соды питьевой) применяют в виде полосканий, промываний при воспалительных заболеваниях глаз, слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Действие NaHCO₃ в качестве антисептического средства основано на том, что в результате гидролиза, протекающего в очень незначительной степени, водный раствор NaHCO₃ проявляет слабощелочные свойства:

NaHCO₃ + Н₂О «NaOH + H₂CO₃

При действии щелочей на микробные клетки происходит осаждение клеточных белков и вследствие этого гибель микроорганизмов.

Выполнение опыта

Испытайте действие растворов Na₂CO₃, K₂CO₃ и NaHCO₃ на универсальную индикаторную бумагу. Сравните полученную окраску со шкалой рН, прилагаемой к универсальному индикатору. Определите рН исследуемых растворов солей и сделайте вывод о реакции среды. Напишите уравнения реакций гидролиза указанных солей в ионной форме. Какая соль в большей степени подвергается гидролизу и почему? Дайте объяснение.

Опыт 6. Получение и свойства аммиака

Азот (N) – элемент VА группы (р-элемент). Из соединений азота, в которых он проявляет степень окисления –3, наибольший интерес для медиков и биологов представляет аммиак NH₃ и его производные – соли аммония и аминокислоты. Аммиак NH₃ в организме человека является одним из продуктов метаболизма аминокислот и белков.

Причина токсического действия аммиака на мозг до конца не выяснена. В крови при рН = 7,4 аммиак почти полностью находится в виде ионов аммония. Ионы NH₄⁺, несмотря на то, что они в крови находятся в большом избытке, не могут проникать через клеточные мембраны, в то время как нейтральные молекулы NH₃ легко проходят и могут воздействовать на мозг.

NH₃ – бесцветный газ с резким запахом, очень хорошо растворим в воде: в 1 объеме воды при 20°С растворяется около 700 объемов аммиака (растворимость 31 моль/л). В концентрированном водном растворе массовая доля аммиака составляет 25%. В медицинской практике применяют 10%-ный раствор аммиака (нашатырный спирт) для выведения из обморочного состояния. При вдыхании аммиак оказывает возбуждающее влияние на дыхательный центр. При больших дозах наступает удушье.

Выполнение опыта

А. Получение аммиака

Собирают из сухих пробирок прибор по рис. 3.3. Хлорид аммония и гашеную известь в приблизительно равных частях (по объему) тщательно перемешивают в фарфоровой чашке. Полученную смесь высыпают в пробирку (до половины), которую затем закрывают пробкой с газоотводной трубкой и закрепляют в штативе так, чтобы дно ее было несколько выше отверстия (почему?). Не сильно нагревают смесь и собирают выделяющейся газ в другую пробирку (почему ее надо повернуть вверх дном?). Через несколько минут, когда пробирка наполнится аммиаком (как в этом убедиться?), осторожно снимают ее с трубки, не переворачивая, закрывают сухой пробкой и используют для следующего опыта. Напишите уравнение реакции получения аммиака.

Б. Растворение аммиака в воде

Пробирку с аммиаком опускают отверстием вниз в ванну с водой. Под водой открывают пробку и слегка покачивают пробирку. Что наблюдается? Когда вода перестанет подниматься, закрывают пробку под водой и вынимают ее из ванны.

Испытайте полученный раствор индикаторной бумажкой. Объясните наблюдаемые явления. Напишите уравнение реакции.

Часть полученного раствора нагрейте. Изменяется ли интенсивность запаха? Напишите уравнение реакции. Какие равновесия устанавливаются в водном растворе аммиака? Как смещаются эти равновесия при нагревании? Дайте объяснение.

Дата добавления: 2014-12-29