Halogēnu ķīmiskās aktivitātes noteikšana

Laboratorijas darbs, ko var veikt pamatskolas, vidusskolas vecuma skolēni skolotāja uzraudzībā, apgūstot ķīmisko elementu periodiskās tabulas likumsakarības. Eksperiments uzskatāmi demonstrē VII A grupas elementu (halogēnu) reaģētspējas samazināšanos grupā no augšas uz leju.

Nepieciešams: 1

  • KCl, KBr, KI šķīdumi, 1M vai attiecīgie Na sāļu šķīdumi,
  • hlorūdens, Cl2 ūdens šķīdums,
  • bromūdens, Br2 ūdens šķīdums,
  • jodūdens, I2 ūdens šķīdums,
  • heksāns,
  • marķieris,
  • 6 mēģenes,
  • mēģeņu turētājs,
  • pipetes,
  • balts papīrs.

Darba gaita: 2

  1. Marķē mēģenes, tās secīgi atzīmējot ar skaitļiem no 1 līdz 6.
  2. Pirmajās divās mēģenēs ielej ~1,5 ml hlorūdens, turpmākajās divās- ~1,5 ml bromūdens, pēdējās divās- ~1,5 ml jodūdens.
  3. Katrā mēģenē pievieno līdzīgu tilpumu (1-1,5 ml) heksāna.
  4. Mēģeņu saturu saskalina, novēro šķīduma un heksāna slāņa krāsu.
  5. Pirmajā mēģenē pievieno ~1 ml KBr šķīduma, otrajā mēģenē- ~1 ml KI šķīduma. Mēģeņu saturu saskalina, novēro/nenovēro šķīduma un heksāna slāņa krāsas maiņu.
  6. Trešajā mēģenē pievieno ~1 ml KCl šķīduma, ceturtajā- ~1ml KI šķīduma. Turpmāk rīkojas tāpat kā 5. punktā.
  7. Piektajā mēģenē pievieno ~1 ml KCl šķīduma, sestajā- ~1 ml KBr šķīduma. Turpmāk rīkojas tāpat kā 5. punktā.

Metodiskās norādes: 3

Halogēnu ķīmiskās aktivitātes samazināšanās grupā no augšas uz leju vienkāršoti tiek skaidrota ar elementu atommasas un atomu rādiusa palielināšanos šādā virzienā. Tas nozīmē, ka atomu izmērs šādā virzienā kļūst arvien lielāks → ārējā enerģijas līmeņa elektroni atrodas arvien tālāk no pozitīvi lādētā atoma kodola → samazinās atomu spēja pievienot negatīvi lādētos elektronus.

Der atcerēties, ka Cl2 klātbūtnē mēģenes augšpusē esošais heksāna (vai cita organiskā šķīdinātāja) slānis ir bezkrāsains, Br2 klātbūtnē- iekrāsojas oranžīgi brūns, I2 klātbūtnē- iekrāsojas violets.

Eksperimentu var veiksmīgi integrēt mācību procesā, apgūstot tēmas, kas saistītas ar atomu uzbūvi, ķīmisko elementu periodiskās tabulas likumsakarībām.

Uzmanību! Veicot šo laboratorijas darbu, jāizvairās no bromūdens nokļūšanas uz ādas (vēlams lietot gumijas cimdus). Ja bromūdens nokļūst uz ādas, tas jāmazgā ar etanola šķīdumā samērcētu vati!

Hlorūdens iegūšanai sastāda gāzes iegūšanas iekārtu (Uzmanību! Veic velkmes skapī!):

Virca kolbā ieber 2-3 g KMnO4; pilināmajā piltuvē ielej 30 ml koncentrētas HCl; pilināmo piltuvi novieto Virca kolbas augšpusē un no tās kolbā pilina sālsskābi; izdalījušos hloru uzkrāj koniskajā kolbā, kurā ieliets auksts, destilēts ūdens; hloru šķīdina ūdenī, kolbu saskalojot; ja hlorūdeni plānots uzglabāt, tas jāpārlej tumšā stikla pudelē.

Bromūdens iegūšanai broma ampulas saturu šķīdina destilētā ūdenī (Uzmanību! Veic velkmes skapī!).

Jodūdens iegūšanai kristālisko jodu šķīdina KI ūdens šķīdumā, kas ievērojami uzlabo joda šķīdību ūdenī.

 

Sagatavoja: Dace Smilga-Vorpule, dazzite@inbox.lv