Цель работы
Получить кислород (методом вытеснения воздуха) и изучить его свойства.
Необходимое оборудование и реактивы
Оборудование:
штатив лабораторный с лапкой или пробиркодержатель;
спиртовка;
два химических стакана;
стеклянная пластинка;
пробирка;
пробка с газоотводной трубкой;
ложка для сжигания веществ;
спички;
лучинка;
вата.
Вещества:
перманганат калия (твердый) KMnO4;
уголь С;
известковая вода - Са(ОН)2.
Меры предосторожности
Работа со спиртовкой:
Не переносите горящую спиртовку с места на место.
Гасите спиртовку только с колпачка.
При нагревании не забудьте прогреть пробирку. Для этого пробирку, закрепленную в лапке штатива, медленно проведите сквозь пламя от донышка до отверстия и обратно. Эту операцию повторите несколько раз: чтобы стекло равномерно прогрелось. Признаком прогрева стекла можно считать исчезновение запотевания на стенках пробирки.
Дно пробирки должно находиться в верхней части пламени.
Дно пробирки не должно касаться фитиля.
Работа со стеклом:
Помните, что горячее стекло по внешнему виду не отличается от холодного. Не прикасайтесь к горячей пробирке.Закрепляя пробирку в лапке штатива, не закручивайте сильно винт. При нагревании стекло расширяется и пробирка может треснуть
Проверка прибора на герметичность:
Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой, опустите конец трубки в стакан с водой. Плотно обхватите ладонью пробирку и внимательно следите за появлением пузырьков воздуха.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Загрузите по очереди два следующих видео - опыта и внимательно наблюдайте за экспериментом:
1. Получение кислорода (нажмите "Посмотреть опыт")
Кислород( O 2 ) в лаборатории получают разложением перманганата калия KMnO 4 (марганцовки). Для опыта понадобится пробирка с газоотводной трубкой. В пробирку насыпаем кристаллический перманганат калия. Для сбора кислорода приготовим колбу. При нагревании перманганат калия начинает разлагаться, выделяющийся кислород поступает по газоотводной трубке в колбу. Кислород тяжелее воздуха, поэтому не покидает колбу и постепенно заполняет ее. Тлеющая лучинка вспыхивает в колбе: значит нам удалось собрать кислород.
2 KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 ↑
Чистый кислород впервые получили независимо друг отдруга шведский химик Шееле (при прокаливании селитры) и английский ученый Пристли (при разложении оксидов ртути и свинца). До их открытия ученые считали, что воздух ‑ однородная субстанция. После открытия Шееле и Пристли Лавуазье создал теорию горения и назвал новый элемент Oxygenium (лат.) – рождающий кислоту, кислород. Кислород - необходим для поддержания жизни. Человек может выдержать без кислорода всего несколько минут.
2. Обнаружение кислорода
Кислород поддерживает горение - это свойство кислорода используется для его обнаружения
3. Горение угля в кислороде
Кислород активно взаимодействует со многими веществами. Посмотрим, как реагирует кислород с углем. Для этого раскалим кусочек угля на пламени спиртовки. На воздухе уголь едва тлеет, потому что кислорода в атмосфере около двадцати процентов по объему. В колбе с кислородом уголь раскаляется. Горение углерода становится интенсивным. При сгорании углерода образуется углекислый газ:
С+О2= СО2
Добавим в колбу с газом известковую воду – она мутнеет. Известковая вода обнаруживает углекислый газ. Вспомните, как разжигают гаснущий костер. Дуют на угли или интенсивно обмахивают их для того, чтобы увеличить подачу кислорода в зону горения.
Роль металлов в современном мире понятна, изделия из них практически везде: можно просто окинуть взглядом комнату или улицу (смотря где вы сейчас находитесь), и наверняка Вы найдете хотя бы одно изделие из металла. Это мы уже знаем из статьи о важности металлургии, но природа еще задолго до людей пристроила железо и другие металлы выполнять очень ответственные функции.
Есть непроверенная информация, что, по мнению средневековых алхимиков, характер и поведение человека зависят от содержания в его организме металлов. Что-нибудь типа этого: «ты угрюмый и носишь темную одежду?». Да просто в тебе много свинца! Раздражаешься от красного и слишком агрессивен? Многовато железа. Ты слишком мягок и дружелюбен, но тебя частенько обманывают? Слишком много меди, друг, употреби-ка железа!
Наверно, разумное зерно в этом есть: металлы в организме живых существ оказывают сильное влияние на процессы жизнедеятельности. Самый яркий пример — железо в крови животных, присутствие которого было открыто в XIX в. французом Мери [1, стр. 8]. Народ быстренько подхватил известие, и кто-то даже предложил изготавливать медали из железа крови знаменитых людей для увековечивания их памяти. Естественно, железо в крови содержится не в таких огромных количествах, чтобы хватило даже на кулончик.
Сегодня мы знаем, что атомы железа входят в состав гемоглобина, а гемоглобин нужен для того, чтобы переносить кислород, который необходим для протекания жизненно важных окислительно — восстановительных процессов в нашем организме. Именно из-за железа гемоглобин имеет красный цвет, и, следовательно, кровь человека и животных тоже красного цвета. Железо поступает в организм с продуктами питания. Больше всего железа содержится в яблоках, печени, твороге, сливах, дыне, абрикосах, помидорах и в тыкве. Установлено, что в состав многих ферментов (что-то типа ускорителей реакций) содержатся ионы металлов, таких как марганец, железо, медь и цинк. Недостаток металлов в организме может вызвать серьезные последствия. Например, при недостатке кальция будет замедление роста скелета и, наверное, большая вероятность возникновения кариеса (я не медик, поэтому не берусь утверждать). Где-то видел, что при низком уровне магния могут возникать судороги мышц.
Чтобы восполнить потери металлов и др. элементов, в горячих цехах на заводах, например, стоят (или по крайней мере должны стоять) автоматы с газированной минеральной водой, богатой этими микроэлементами: в цеху ведь жарко и микроэлементы уходят из организма вместе с потом.
Интересно, что в растительном мире атомы металла играют схожую роль, что и атомы железа у животных. Все живые организмы (растения и животные) связывают кислород в соединения и всегда в центре молекул этих сложных соединений находится атом металла.
У человека и животных это атом железа, а у растений — атом магния. У этих молекул даже строение похоже.
