Kémia Szóbeli Kísérletek I.

Question 1

Kálium-nitrát endoterm oldódása

Answer 1

Tapasztalat:
A kálium-nitrát oldódásával a hőmérséklet csökken.
Magyarázat:
A kálium-nitrát oldódásához energia szükséges, amit a környezetétől von el. Ezt jelzi az oldat lehűlése.

Question 2

Kálium-jodid, kálium-bromid azonosítása klórgázzal

Answer 2

A klórgáz a KI ill. KBr vizes oldatában lévő jodid- ill. bromid-ionokat elemi jóddá ill. brómmá oxidálja. A keletkező jód ill. bróm színét látjuk. Egyenletek:
Cl₂ + 2 I^- = 2 Cl^- + I₂
Cl₂ + 2 Br^- = 2 Cl^- + Br₂
A keletkező jód ill. bróm apoláros anyagok. A szén-tetraklorid hozzáadására mind a kettő átoldódik a poláros vizes fázisból az apoláros szén-tetrakloridba. A szén-tetraklorid a jódot lila, a brómot vörösbarna színnel oldja.

Question 3

A sebbenzin, az etil-acetát és az etanol azonosítása

Answer 3

A Lugol-oldatban jelen lévő jód, attól függően, hogy a reakciópartner tartalmaz-e oxigént, más színt mutat. A benzinben, ami nem tartalmaz oxigént, a jód lila színnel van jelen. Az etil-acetát és az etanol tartalmaz oxigént, így ezekben a jód barna színű. Az apoláros észterek vízzel nem elegyednek, és az etil-acetát sűrűsége kisebb, mint a vízé, ezért az etil-acetát a víz fölött helyezkedik el (kétfázisú rendszer ). Az alkohol vízzel minden arányban elegyedik, egyfázisú homogén barna rendszer keletkezik.

Question 4

.Aceton, víz és benzin azonosítása

Answer 4

A jód apoláros molekulákat alkot. A poláros vízben nem, ill. nagyon rosszul oldódik. Oxigéntartalmú szerves, apoláros vegyületekben (aceton) barna színnel, oxigénmentes apoláros vegyületekben (benzin) pedig lila színnel oldódik.

Question 5

Folyadékok elegyedése, vizsgálata jód oldódásával

Answer 5

Az apoláros benzin és éter a poláros vízzel nem elegyedik. Az oxigént nem tartalmazó szerves vegyületek (benzin) a jódot lila, az oxigéntartalmúak (éter) barna színnel oldják. A poláros víz a jódot rosszul oldja. Az összeöntés után a két szerves fázis elegyedik egymással, de a vizes fázissal továbbra sem elegyednek.

Question 6

Oldáshő

Answer 6

A nátrium-klorid oldat oldáshője +4kJ/mol, alig tér el a 0kJ/mol-tól, ezért az oldat hőmérséklete gyakorlatilag nem változik.
A kálium-nitrát oldáshője +35kJ/mol, erősen endoterm, ezért az oldat hőmérséklete csökken.
A nátrium-hidroxid oldáshője -42kJ/mol, erősen exoterm, ezért az oldat hőmérséklete növekszik.

Question 7

Az ammónia oldat és a sósav – szökőkút kísérlet

Answer 7

:Az ammónia-gáz sűrűsége kisebb, mint a levegőé, ezért szájával lefelé fordított kémcsőben tudjuk felfogni. A kémcsőben lezárt gáz nyomása nagyjából megegyezett a külső légnyomással. Miután vizet csepegtettünk a kémcsőbe ez az egyensúly megbomlott, a nyomás a kémcsőben lecsökkent és a külső légnyomás ”bepréselte” a
vizet a kémcsőbe. A fenolftalein-indikátor színe lúgos közegben rózsaszínű. Ha a kísérletet sósavval végeztük volna (savas közeg), akkor hasonló jelenséget figyelhettünk volna meg, de az indikátor nem mutatott volna színváltozást.

Question 8

Hidrogén-peroxid bomlása

Answer 8

Tapasztalat:
Az első esetben a gyújtópálca nem gyullad meg, a második esetben a barnakőporos oldat fölé tartva meggyullad.
Magyarázat:
A hidrogén-peroxid bomlása lassú, így nem tudjuk kimutatni oxigén jelenlétét. A barnakőpor katalizálja a bomlást.
2 H₂O₂ =2 H₂O + O₂

Question 9

A nitrogén-dioxid dimerizálódásának vizsgálata

Answer 9

A NO₂ molekulaszerkezetéből adódóan –megfordítható reakcióban- képes dimerizálódni. A dimerizáció olyan exoterm folyamat, melynek során NO₂ és N₂O₄ is keletkezik . A NO₂ sötétbarna, míg a N₂O₄ színtelen. Ha meleg vízbe tesszük , akkor hőfelvétel történik. A hő hatására a N₂O₄ molekulák visszaalakulnak NO₂-dá. Így a NO₂ koncentrációja nő, ezért a gáz sötétedik. Ha viszont hideg vízbe tesszük, a NO₂ molekulák alakulnak N₂O₄-dá. Így a gáz színe világosabb lesz.

2NO₂ = N₂O₄ exoterm

Question 10

Sósav, víz és nátrium-hidroxid kimutatása indikátorral

Answer 10

?

Question 11

Sók azonosítása vizes oldatuk kémhatása alapján

Answer 11

A Na₂CO₃ lúgosan hidrolizál:
CO₃^2- + H₂O = HCO₃- + OH^-
A NaCl nem hidrolizál, oldata semleges kémhatású.

Az alumínium-szulfát gyenge bázis és erős sav sója, ezért hidrolizál. kémhatása savas.

Question 12

Nátrium-nitrát, ezüst-nitrát és nátrium-karbonát azonosítása

Answer 12

Tapasztalat:
Az AgNO₃-oldattal fehér csapadék képződik, NaNO₃-oldattal nem tapasztalható változás, a Na₂CO₃-oldattal gázfejlődést tapasztalunk.
Magyarázat:
A sósav az AgNO₃-oldattal fehér AgCl csapadékot képez.
AgNO₃ + HCl = AgCl + NaNO₃
fehér
A sósav a Na₂CO₃-oldattal CO₂ gázt fejleszt.
Na₂CO₃ + 2 HCl = 2 NaCl + CO₂ + H₂O

Question 13

Nátrium-karbonát, kálium-bromid és kalcium-karbonát azonosítása

Answer 13

A kalcium-karbonát vízben oldhatatlan vegyület, csapadékot képez. A vízben való oldhatóság alapján a CaCO₃ azonosítható a három anyagból. A Na₂CO₃ és a KBr vízben jól oldódik. Sósavval a Na₂CO₃ és CaCO₃ CO₂ gázt fejleszt, a KBr esetén nem történik gázfejlődés. Ez alapján a Na₂CO₃ és a KBr is elkülöníthető.
Egyenletek:
Na₂CO₃ + 2 HCl = 2 NaCl + CO₂ + H₂O
CaCO₃ + 2 HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Question 14

Csapadékképződéses és gázfejlődéses reakció

Answer 14

A NaOH-oldat az AgNO₃ oldattal barna színű Ag₂O ezüst-oxid csapadékot képez.
2 AgNO₃ + 2 NaOH = Ag₂O + 2 NaNO₃ + H₂O
barna

A Zn/Zn²⁺ standardpotenciálja negatív, kisebb mint a H₂/2H⁺ rendszeré, ezért a sósavból H₂ gázt fejleszt.
Zn + 2 HCl = ZnCl₂ + H₂

Question 15

Reakciótípusok

Answer 15

A cink és a sósav redoxireakcióban reagált egymással és ennek eredményeként hidrogéngáz fejlődött:
Zn (sz) + 2 HCl (aq) → ZnCl₂ (aq) + H₂ (g)

A kénsavoldat és a bárium-nitrát reakciójakor bárium-szulfát csapadék keletkezett:
H₂SO₄ (aq) + Ba(NO₃)₂ (aq) → BaSO₄ (sz) + 2 HNO₃

A kénsavoldat és a kalcium-karbonát reakciójakor kalcium-szulfát csapadék keletkezett és szén-dioxid gáz fejlődött:
H₂SO₄ (aq) + CaCO₃ (sz) → CaSO₄ (sz) + CO₂ (g) + H₂O

Question 16

Vas(II)-szulfát-oldat vizsgálata rézlemezzel és réz(II)-szulfát-oldat vizsgálata vaslemezzel

Answer 16

Tapasztalat:
A vaslemezen rézkiválás figyelhető meg, a rézlemez változatlan marad.
Magyarázat:
A Fe/Fe²⁺ rendszer redoxpotenciálja kisebb, mint a Cu/Cu²⁺ rendszer potenciálja. Emiatt az elemi vas redukálni képes a Cu²⁺-ionokat.
Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄
Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu

Question 17

Cink- és ólomlemez megkülönböztetése

Answer 17

Tapasztalat:
A lemezeket FeSO₄ oldatba tesszük. A cinklemezen vaskiválás figyelhető meg. Az ólomlemezen nem történik változás.

Mivel a Zn|Zn²⁺ rendszer standardpotenciálja kisebb a Fe|Fe²⁺ rendszerénél, a vasionok kiválnak a lemezen, a cinkionok pedig az oldatba kerülnek.
Reakcióegyenlet:
Zn(sz) + Fe²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Fe(sz)

Question 18

Réz(II)-oxid redukálása hidrogénnel

Answer 18

Tapasztalat:
A hevítés hatására a vörösréz színe láthatóvá válik, és a kémcső hideg falára víz csapódik le.
Magyarázat:
A hidrogén az izzás hőmérsékletén a réz-oxidot elemi rézzé redukálja.

CuO + H₂ = Cu + H₂O

Question 19

Brómos víz vizsgálata benzin és NaOH-oldatdal

Answer 19

Brómos vízbe NaOH-ot csepegtetünk majd összerázzuk.

Az oldat elszíntelenedik
A bróm reakciója lúggal egyensúlyi folyamat:

Br₂ + 2 OH^- = OBrˉ + Brˉ + H₂O.

A két oldatot összeöntjük.

A két oldat egymás fölött két fázist alkot, majd az alsó (brómos víz) kitisztul.
A benzin és a bróm apoláros, így a bróm átoldódik a benzinbe (extrakció) vörösbarna színnel.

Question 20

Kálium-bromid, kálium-klorid és kálium-jodid azonosítása ezüst-nitrát-oldattal

Answer 20

Az Ag⁺-ionok a halogenid-ionokkal vízben oldhatatlan csapadékot képeznek.
Egyenletek:
AgNO₃ + KCl = AgCl + KNO₃
_ fehér_
AgNO₃ + KBr = AgBr + KNO₃
halványsárga
AgNO₃ + KI = AgI + KNO₃
_ sárga_

Question 21

Hidrogén-peroxid reakciója kálium-jodiddal

Answer 21

A H₂O₂-oldat hatására sötétkék színű lesz az oldat.
Magyarázat:
A H₂O₂ az oldatban lévő jodid-ionokat elemi jóddá oxidálja.
H₂O₂ + 2 I^- = I₂ + 2 OH^-
A kiváló jód a keményítővel sötétkék színreakciót ad. A keményítő szerkezete spirális, a jód molekulának kedvező a spirál belső apoláros tere, ezért bejut és gerjesztődik. Ennek következménye a sötétkék szín megjelenése.

Question 22

A klórgáz előállítása és fehérítő hatásának vizsgálata

Question 23

Vízkeménység vizsgálata szappanforgáccsal

Answer 23

A szappant alkotó nagy méretű anionok a desztillált vízben micellákat alkotnak. Összerázás hatására a micellák felbomlanak, és levegő kerül beléjük, ezért habzik a szappan.
A csapvízben jelen lévő kalcium- és magnézium-ionok a nagy méretű anionok egy részével csapadékot alkotnak, ezért kisebb mértékben habzik a szappan a csapvízben, mint a desztillált vízben.
A kalcium-klorid-oldatban lévő kalcium-ionok a szerves anionokat teljesen kicsapják, ezért micellák nem képződnek.

Question 24

Kén melegítése

Answer 24

A hirtelen lehűlés során nincs idő a szabályos rácsszerkezet kialakulásához, így szabályos rácsszerkezettel nem rendelkező amorf kén keletkezik. A melegítés során a viszkozitás először kicsi, mert a kéngyűrűk még nem hasadnak fel. A gyűrűk felhasadása után a hosszabb kénláncok egymásba gabalyodnak, így a viszkozitás nő. A hosszabb kénláncok felhasadásával a viszkozitás ismét csökken.

Tapasztalat:
A melegítés során a kén megolvad, viszkozitása először csökken, utána nő majd megint csökken. A melegítés során a kén megfeketedik. Ragacsos, gumiszerű anyag keletkezik, amikor vízbe öntjük.

Question 25

Kén-dioxid előállítása, reakciója kén-hidrogénes vízzel és Lugol-oldattal

Answer 25

A kén-dioxid vizes oldata a kén-hidrogénes vízzel kénkiválás közben reagál, a Lugol-oldatban a barna színű jódot redukálja színtelen jodid-ionokká.

Na₂SO₃ + 2 HCl = SO₂ + 2 NaCl + H₂O

SO₂ + 2 H₂S = 3 S + 2 H₂O

SO₂ + 2 H₂O = HSO₃^- + H₃O⁺, HSO₃^- + H₂O = SO₃^2- + H₃O⁺

SO₃^2- + I₂ + H₂O = SO₄^2- + 2 I^- + 2 H⁺

A kén-hidrogénes vízben csapadékkiválást tapasztalunk, a Lugol-oldat elszíntelenedik.

Question 26

Gázok előállítása és reakciójuk Lugol-oldattal

Answer 26

a H₂S hatására sárga kén kiválás tapasztalható és az oldat kissé elszíntelenedik
az SO₂ elszínteleníti az oldatot
a CO₂ nem lép reakcióba az oldattal, színváltozás nem észlelhető.

Question 27

Kén-hidrogén fejlesztése

Answer 27

A vas(II)-szulfid reagál a sósavval és kén-hidrogén-gáz keletkezik.

HCl + FeS = H₂S + FeCl₂