Einzel Ersatz Reaktionen
Die Ziele dieses Labors sind:
a) Zur Durchführung und die Ergebnisse einer Vielzahl von einzelnen Ersatz Reaktionen zu beobachten,
b) Um sich vertraut mit einigen der beobachtbaren Anzeichen dieser Reaktionen,
c) vorherzusagen und zu identifizieren, die Produkte in jedem dieser Reaktionen gebildet,
d) zu einem ausgewogenen chemischen Gleichungen für jede einzelne Austauschreaktion zu schreiben.
e) drei galvanische Elemente zu machen durch eine Salzbrücke mit einer Zitrusfrucht und Kartoffeln.
f) Um die Funktion einer Salzbrücke zu verstehen.
Hintergrund
Während einer chemischen Reaktion sowohl die Form und die Zusammensetzung der Materie verändert. Alte Stoffe sind neue Stoffe umgewandelt, die einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften ihrer eigenen haben. Einige der beobachtbaren Anzeichen dafür, dass eine chemische Reaktion stattgefunden hat, gehören die folgenden:
· Eine metallische Ablagerung erscheint
· Eine Temperaturänderung auftritt,
· Eine Farbänderung auftritt,
· Ein Niederschlag (trüber, winziger Partikel) erscheint
Beachten Sie, dass es viele andere beobachtbare Anzeichen für chemische Reaktionen sind, aber diese sind nur einige der, die am ehesten in diesem Labor anzutreffen.
Einzel Ersatz Reaktionen
In Teil A dieses Labors werden wir Einzel Ersatz Reaktionen untersuchen. Dies ist eine Art von Oxidations-Reduktions-Reaktion. oder Redox (ausgesprochen reie-DOX) Reaktion, denn es erfolgt über eine Übertragung von Elektronen. Alle Einzel Ersatz Reaktionen haben die allgemeine Form: A + BC ® B + AC
Dabei ist A ein Element und BC ist in der Regel eine wässrige ionische Verbindung oder eine Säure (bestehend aus B + und C - wässrigen Ionen). Element A ersetzt B in BC, was zur Bildung eines neuen Elements B und eine neue ionische Verbindung oder Säure, AC. Wenn das neue Element B ein Metall ist, wird es als eine metallische Ablagerung erscheinen. Wenn es ein Gas ist, wird es als Blasen erscheinen.
Eine Aktivität Reihe von Elementen wird häufig verwendet, zu bestimmen, ob eine B in einer einzelnen Austauschreaktion verdrängen. Eine Aktivität Serie ist unten angegeben. In der Regel, wenn A eine höhere Aktivität, die mit B, eine einzige Austauschreaktion auftreten muss. Wenn jedoch eine geringere Aktivität als B hat, eine einzige Austauschreaktion nicht auftritt.
Beispiel 1: Magnesiummetall + wässriger Aluminiumchlorid
Da Mg aktiver als Al ist, wird eine einzige Reaktions Verschiebung auftreten. Die vorhergesagten Produkte sind Aluminiummetall und Magnesiumchlorid wässrigen
Beispiel 2: Aluminiummetall + wässrige Magnesiumchlorid
Da Al nicht aktiver als Mg ist, wird eine einzige displace Reaktion nicht auftreten.
Reaktionsgleichung: Al (s) + MgCl2 (aq) ® NO REACTION
Oxidationszahlen sagen, wie viele Elektronen jedes Atom in einer Verbindung mit dem freien Atom relativ besitzt. Es dient als „Buchführung“ System, so dass der Fluss von Elektronen beobachtet werden kann. Wenn die Oxidationszahl von jedem Atom ändert sich während einer chemischen Reaktion, eine Übertragung von Elektronen stattgefunden hat. Wenn ein Atom Elektronen verliert, wird sie oxidiert wird (oder wurde Oxidation unterzogen). Oxidation ist ein Verlust von Elektronen. Umgekehrt, wenn ein Atom Elektronen gewinnt, wird reduziert (oder Reduktion unterzogen wird). Die Reduktion ist ein Gewinn von Elektronen. Wenn Redoxreaktionen beschreiben bezogen auf das gesamte Molekül, verwenden wir die Begriffe Oxidationsmittel und Reduktionsmittel. Ein Reduktionsmittel ist eine Substanz, die oxidiert wird und damit bewirkt, dass eine andere Substanz reduziert werden. Ein Oxidationsmittel ist eine Substanz, die reduziert wird, und bewirkt somit eine andere Substanz, oxidiert zu werden. Wir können diese Konzepte mit dem hilfreichen mnemonic „OIL RIG“ erinnern:
oss von Elektronen
ain von Elektronen
Beispiel 1: Magnesiummetall + wässriger Aluminiumchlorid
Oxidationszahl: 0 3 -1 0 +2 -1
In dem obigen Beispiel, Magnesium oxidiert wird (das Reduktionsmittel), weil es Elektronen verloren hat. Zusätzlich ist das Aluminiumatom in Aluminiumchlorid reduziert, da es ein Elektron gewonnen hat. Somit ist Aluminiumchlorid das Oxidationsmittel.
Strom kann als ein Fluss von Elektronen durch einen Draht beschrieben. Diese Form der Energie wird durch die Bewegung der Elektronen verursacht. Eine Vorrichtung, die elektrischen Strom von Redoxreaktionen erzeugt wird, eine elektrochemische Zelle, galvanische Zelle, galvanische Zelle oder Batterie genannt. Batterien dienen als Energiequelle für Taschenlampen, Radios, sowie Automotoren. In Teil B werden wir mehrere solcher Batterien bauen. Es besteht aus zwei Metalle (genannt Elektroden) durch eine Salzbrücke zwischen den einzelnen Halbzellen verbunden. Eine Salzbrücke, die einen starken Elektrolyten enthält, werden die beiden elektrochemischen Reaktionen und vervollständigen den elektrochemischen Kreislauf verbinden. Es ermöglicht die Gesamtmischung der beiden Lösungen. Das Metallband, wo die Oxidation stattfindet, ist die Anode Anruf und wird mit einem negativen gekennzeichneten Zeichen (-). Das Metallband, wo die Reduktion stattfindet, wird die Kathode genannt und ist mit einem (+) Vorzeichen gekennzeichnet. Solche Bezeichnungen können auf den Batterien zu beobachten, die wir uns jeden Tag. Elektronen fließen von der Anode zur Kathode. Dies kann durch die visuelle Gedächtnisstütze in Erinnerung bleiben:
(Entwickelt von Paul Dement Frühling 07)
Materialien und Geräte
Feststoffe. Kupfermetall, Zinkmetall, Magnesiummetall, festes Natriumbicarbonat, Kupfermetallplatte sauber und glänzend Pennies, Nickels und Dimes
Lösungen. Schwefelsäure 3 M, 6 M Salzsäure, 1 M Natriumchlorid, alle anderen Lösungen 0,1 M Silbernitrat und umfassen, Blei (II) -nitrat, Kupfer (II) -sulfat, Zinknitrat, Nickel (II) nitrat, Aluminiumsulfat
Ausrüstung. 5 mittel Reagenzgläsern, Kunststoff Reagenzglasständer, Voltmeter, Papierhandtüchern. Aluminiumfolie
Teil A: Einzel-Ersatz Reaktionen
1. Mit den mittleren Reagenzgläsern. Verwenden Sie immer saubere Reagenzgläser, die mit destilliertem Wasser gespült wurden. Die Teströhrchen müssen nicht trocken sein.
2. Verwenden Sie ca. 3 ml-Mengen aller Lösungen. Eine gute Schätzung ist zwei volle Tropfer squirts jede Chemikalie zu verwenden.
3. Setzen einem Stück Metall in dem Teströhrchen zuerst, und dann die Lösung hinzuzufügen. Das Metall sollte vollständig in der verwendeten Lösung eingetaucht werden. Wenn die Ergebnisse nicht sofort erhalten werden, geben einige Zeit die Reaktion. Einige Reaktionen länger dauern als andere.
4. Führen Sie die folgenden Reaktionen, und nehmen Sie Ihre Beobachtungen für jede auf dem Datenblatt. Alle Abfälle sind in dem Kunststoffbehälter in der Haube entsorgt werden!
ein. Zinkmetall + Salzsäure
b. Kupfermetall + wässriges Silbernitrat
c. Kupfermetall + wässriges Zinknitrat
d. Zinkmetall + wässriges Blei (II) -nitrat
e. Magnesiummetall + Schwefelsäure
Teil B: Batterien
Salzbrücke Batterie
1. In einem Becherglas mit 250 ml etwa 25 ml Kupfer (II) sulfat 1M hinzuzufügen. (Dies ist die Kathode.) Etikett als Becher # 1.
2. In einer anderen 250-ml-Becherglas, fügt etwa 25 ml 1 M Zinksulfat. (Dies ist die Anode.) Gekennzeichnet, das Becherglas # 2.
3. Die Lösungen in den Bechergläsern, indem ein Ende eines 10-Zoll-Stück Baumwollschnur in dem Becherglas # 1 und das anderen Ende in das Becherglas # 2. Erhalten Bindfäden, die in einer konzentrierten Kaliumsulfatlösung von Ihrem Lehrer getränkt wurden. (Das Bindegarn ist die Salzbrücke.)
4. Eine polierte Stück Kupfermetallplatte in dem Becherglas # 1. Eine Verbindung mit Voltmeter Draht Clips.
5. Ein poliertes Stück Zink Metallplatte in dem Becherglas # 2. Eine Verbindung mit Voltmeter Draht Clips.
6. Schalten Volt- und r ecord Spannung bis 2V.
7. Entfernen Salzbrücke. Nehmen Sie Spannung.
Citrus-Zellen-Batterie
1. Schneiden Sie eine Zitrone oder Grapefruit in die Hälfte auf die Segmente.
2. Stellen Sie die polierte Stück Zink Metallplatte in einer Hälfte der Frucht. Eine Verbindung mit Voltmeter Draht Clips.
3. Ein poliertes Stück Kupfer Metallplatte in die andere Hälfte der Frucht. Eine Verbindung mit Voltmeter Draht Clips.
4. Schalten Volt- und r ecord Spannung bis 2V.
5. Wiederholen 1- 4 mit einer Kartoffel. Die Bilanz Beobachtungen.
- Erhalten Sie drei Münzen von Ihrem Lehrer. Cut 4 Kreise von Papiertuch etwas größer als die Münzen.
- Genießen Sie die Papiertücher in einem Becherglas mit 20 ml einer 1 M Natriumchloridlösung.
- Make a coin Teig durch eine Münze setzen, eine Schicht aus NaCl-getränkten Papiertuch, eine andere Art von Münzen in einem Stapel. Lassen Sie die Münzen berühren.
- Nehmen Sie Spannung.