Chemické pokusy – praktické postupy

Zde se seznámíme s pracovními postupy vybraných chemických pokusů. Budou také uvedeny pomůcky a chemikálie potřebné k provedení daného pokusu, jeho princip, chemické rovnice a také bezpečnost při práci s potřebnými chemikáliemi.

Reakce kovů s kyselinou chlorovodíkovou

Pomůcky: stojan se zkumavkami, kahan

Chemikálie: kyselina chlorovodíková, kovy (mangan, zinek, měď, hořčík, železo, hliník atd.)

Postup: Zkumavky naplníme maximálně do poloviny zředěnou kyselinou chlorovodíkovou (1:2) a přidáme kousek kovu (manganu, zinku, mědi, hořčíku, železa a hliníku). Pokud některý kov reaguje velmi pomalu, reakční směs můžeme mírně zahřát. Rychlost reakce závisí také na velikosti povrchu kovu (práškový kov bude reagovat rychleji).

Princip: Vyplývá z Beketovovy řady.

Rovnice:

Mn + 2HCl → MnCl₂+ H₂

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Cu + HCl → neprobíhá

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

2Fe + 6HCl → 2FeCl₃ + 3H₂

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Bezpečnostní pokyny: Při práci s kyselinou chlorovodíkovou je nutné používat ochranné rukavice a brýle. Ústí zkumavky při reakci odvrátit od sebe i od ostatních pracujících v laboratoři.

Obr. 1: Reakce kovů s kyselinou chlorovodíkovou. Zleva: železo, zinek, měď, hořčík, mangan a hliník.

Vytěsňování kovů s roztoků svých solí

Pomůcky: stojan se zkumavkami, kahan

Chemikálie: síran hořečnatý, síran zinečnatý, dusičnan olovnatý, síran měďnatý, kovy (hořčík, zinek, olovo, měď).

Postup: Zkumavky naplníme asi do poloviny roztoky solí a přidáváme hořčík, zinek, olovo a měď. Pokud reakce probíhá pomalu, můžeme reakční směs mírně zahřát.

Princip: Vyplývá z Beketovovy řady.

Rovnice:

MgSO₄ + Cu → neprobíhá

MgSO₄ + Pb → neprobíhá

MgSO₄ + Zn → neprobíhá

ZnSO₄+ Cu → neprobíhá

ZnSO₄+ Pb → neprobíhá

ZnSO₄+ Mg → Zn + MgSO₄

Pb(NO₃)₂+ Cu → neprobíhá

Pb(NO₃)₂+ Mg → Pb + Mg(NO₃)₂

Pb(NO₃)₂+ Zn → Pb + Zn(NO₃)₂

CuSO₄+ Pb → Cu + PbSO₄

CuSO₄+ Mg → Cu + MgSO₄

CuSO₄+ Zn → Cu+ZnSO₄

Bezpečnostní pokyny: Při práci používáme ochranné rukavice a brýle.

Obr. 2: Vytěsňování kovů. Zleva: roztok MgSO₄ postupně s Cu, Pb a Zn; roztok ZnSO₄ postupně s Cu, Pb a Mg.

Obr. 3: Vytěsňování kovů. Zleva: roztok Pb(NO₃)₂ postupně s Cu, Mg a Zn; roztok CuSO4 postupně s Pb, Mg a Zn.

Reakce mědi s dusičnanem stříbrným

Pomůcky: Petriho miska

Chemikálie: měděný drát, dusičnan stříbrný

Princip: Vyplývá z Beketovovy řady.

Rovnice: 2AgNO₃ + Cu => Cu(NO₃)₂ + 2Ag

Bezpečnostní pokyny: Při práci používáme ochranné rukavice a brýle.

Obr. 4: Reakce mědi s roztokem dusičnanu stříbrného – začátek.

Obr. 5: Reakce mědi s roztokem dusičnanu stříbrného – po 30 minutách.

Příprava a důkaz kyslíku

Pomůcky: zkumavka, stojan na zkumavky, špejle, sirky

Chemikálie: peroxid vodíku, oxid manganičitý (burel)

Postup: Do zkumavky vložíme na špičku lžičky oxidu manganičitého a přidáme asi 1 ml 10% peroxidu vodíku. Vznikající kyslík je těžší než vzduch (má větší hustotu), a proto zůstává ve zkumavce. Dokážeme ho přiložením doutnající špejle.

Rovnice: H₂O₂ → H₂O + O₂ (katalyzátorem je burel)

Princip: Katalytický rozklad peroxidu vodíku, disproporcionace kyslíku v méně stabilním oxidačním čísle -I.

Bezpečnostní pokyny: Při práci s peroxidem vodíku používáme ochranné rukavice a brýle.

Obr. 6: Důkaz kyslíku zapálením doutnající špejle.

Hoření některých prvků v atmosféře kyslíku

Pomůcky: demonstrační nebo odměrný válec, kahan

Chemikálie: peroxid vodíku, oxid manganičitý (burel), síra, fosfor, práškové železo atd.

Postup: Kyslík připravíme podle výše uvedeného pokusu v demonstračním nebo odměrném válci. Práškové železo rozžhavíme ve lžičce nad kahanem a poté jej vložíme do válce nasyceného kyslíkem. Podobně můžeme zapálit také kousky roztavené síry, rozžhaveného uhlíku atd.

Rovnice: 3O₂ + 4Fe → 2Fe₂O₃

Princip: Kyslík podporuje hoření.

Bezpečnostní pokyny: Při práci s peroxidem vodíku používáme ochranné rukavice a brýle. Při spalovaní prvků se chráníme ochranným štítem.

Obr. 7: Spalování práškového železa v atmosféře kyslíku.

Příprava a důkaz vodíku

Pomůcky: zkumavka, držák na zkumavky, špejle, sirky

Chemikálie: kyselina chlorovodíková, zinek

Postup: Do zkumavky vložíme pár kousků granulovaného zinku a přidáme asi 2 ml kyseliny chlorovodíkové zředěné vodou v poměru 1:1. Vodík jímáme do zkumavky obrácené dnem vzhůru, protože je lehčí (má menší hustotu) než vzduch. Po naplnění zkumavku ucpeme palcem a přiložíme k plameni.

Princip: Vyplývá z Beketovovy řady.

Rovnice: Zn + 2HCl → H₂ + ZnCl₂

Bezpečnostní pokyny: Při práci s kyselinou chlorovodíkovou používáme ochranné rukavice a brýle. Při důkazu vzniklého vodíku používáme ochranný štít.

Příprava chloru

Pomůcky: zkumavka, zátka, skleněná trubička

Chemikálie: kyselina chlorovodíková, manganistan draselný

Postup: Do zkumavky nasypeme špetku manganistanu draselného a přidáme asi 1 ml kyseliny chlorovodíkové. Ihned začne vznikat žlutozelený plyn – chlor.

Princip: Oxidace kyseliny chlorovodíkové manganistanem draselným.

Rovnice: 2KMnO₄ + 16HCl → 5Cl₂ + 2MnCl₂ + 2KCl + 8H₂O

Bezpečnostní pokyny: Při práci s kyselinou chlorovodíkovou používáme ochranné rukavice a brýle. Pracujeme v digestoři, chlor je jedovatý.

Příprava jodu

Pomůcky: zkumavka, zátka, skleněná trubička, proužek filtračního papíru

Chemikálie: kyselina chlorovodíková, manganistan draselný, jodid draselný

Postup: Podle výše uvedeného pokusu připravíme chlor. Proužek filtračního papíru namočíme do 5% roztoku jodidu draselného. Poté na navlhčené místo papírku zavádíme pomocí sklenění trubičky chlor. Vyloučí se jod.

Princip: Vzájemné vytěsňování halogenů.

Rovnice: Cl₂ + 2KI → I₂ + 2KCl

Bezpečnostní pokyny: Při práci s kyselinou chlorovodíkovou používáme ochranné rukavice a brýle. Pracujeme v digestoři, chlor je jedovatý.

Zdroje

• KLEČKOVÁ, Marta a Zdeněk ŠINDELÁŘ. Školní pokusy z anorganické a organické chemie. Olomouc 2007.

Obrázky

• Obr. 1: Archiv autora
• Obr. 2: Archiv autora
• Obr. 3: Archiv autora
• Obr. 4: Archiv autora
• Obr. 5: Archiv autora
• Obr. 6: Archiv autora
• Obr. 7: Archiv autora