Un tube à essai propre et sec avec une petite quantité L'oxyde de cuivre CuO est placé sur le tube de sortie de gaz incliné de l'appareil pour produire de l'hydrogène. La pente doit être telle que la poudre d'oxyde de cuivre ne glisse pas le long des parois du tube à essai. Une solution acide est ajoutée au zinc versé dans le réservoir de l'appareil (p. 59), la pureté de l'hydrogène est testée et un tube à essai avec de la poudre d'oxyde de cuivre pré-remplie est placé sur le tube de sortie de gaz. Après avoir soigneusement chauffé l'éprouvette avec la flamme d'une lampe à alcool (ne pas rapprocher la flamme du trou : l'hydrogène s'enflammera et dans ce cas il sera difficile de l'éteindre), l'oxyde de cuivre CuO est chauffé à quelque distance du fond du tube à essai. Dès qu'un léger échauffement commence, la lampe à alcool est mise de côté - la réaction exothermique elle-même touche à sa fin. Des gouttelettes d'eau se condensent sur les parois du tube à essai. A la fin de la réaction, l'éprouvette est à nouveau chauffée (sans arrêter le flux d'hydrogène) pour éliminer l'eau des parois (précaution, voir ci-dessus), et le cuivre obtenu est laissé refroidir dans le flux d'hydrogène, sinon de l'air va entrer dans le tube à essai et le métal qui n’a pas eu le temps de refroidir va s’oxyder. La poudre de cuivre métallique est versée sur une enclume et martelée en petites plaques minces. Vous pouvez broyer une partie de la poudre dans un mortier en porcelaine propre. Une fine couche de cuivre d’une couleur caractéristique se forme sur ses parois. Il est facile de le retirer des murs en les humidifiant avec de l'acide nitrique.

L'expérience peut être réalisée dans n'importe quel appareil conçu pour travail de laboratoireétudiants avec de l'hydrogène et du cuivre. Pour ce faire, il vous suffit de remplacer le bouchon par un tube de sortie de gaz ordinaire par un bouchon avec un tube incliné. Si une partie du tube de sortie de gaz est en caoutchouc, au lieu d'un embout en verre court, fixez-y un long tube en verre (environ 20 cm), placez-le sur le dernier bouchon percé et fixez-le dans une position légèrement inclinée dans la pince pour trépied. C'est ainsi qu'est généralement conçue une expérience de démonstration, qui nécessite une source d'hydrogène plus puissante (appareil Kipp ou autre appareil action automatique). Lors de l'utilisation d'appareils automatiques et même s'il y a un tube de sortie de gaz en caoutchouc dans un appareil avec entonnoir, il est relativement facile d'éteindre la flamme d'hydrogène qui s'enflamme brusquement à l'ouverture du tube à essai lors du chauffage en fermant brièvement le robinet ou en serrant. le tube en caoutchouc. Parfois, pour une expérience de démonstration, ils utilisent un tube à bille au lieu d'un tube à essai, mais cela n'est pas particulièrement nécessaire.

b) S'il est souhaitable de collecter l'eau formée au cours de la réaction, l'expérience est réalisée dans l'appareil illustré à la figure 81. Un tube de réaction plié et étiré, dont la longueur est d'environ 18 cm et le diamètre extérieur de 1,5 cm. , peut être fabriqué à partir d'un tube de verre approprié sur un bon brûleur (t . I, p. 224) ou commandé (mieuxdepuisverre réfractaire). Placer dans le tubezercolonne d'oxyde de cuivre CuO fine ou « câblée » jusqu'à 5 cm entre deux bouchons lâches de laine d'amiante calcinée. L'hydrogène de l'appareil Kipp est séché en le faisant passer à travers acide sulfurique. L'eau résultante se condense dans un flacon placé dans un verre avec eau froide. Il dispose d'un tube de sortie de gaz incurvé pour éliminer l'excès d'hydrogène. A l'extrémité de ce tube, la pureté de l'hydrogène qui s'échappe est testée avant le début du chauffage.

En l'absence de tube à réaction incurvé, vous pouvez utiliser un tube sphérique ou droit (1,5 cm de diamètre) avec un tube de sortie de gaz plié à angle droit, et à la place d'un flacon, utiliser un tube à essai refroidi à l'eau.

Il existe de nombreux représentants de chacun d'eux, mais la première place est sans aucun doute occupée par les oxydes. Un élément chimique il peut y avoir plusieurs composés binaires différents avec l'oxygène à la fois. Le cuivre possède également cette propriété. Il contient trois oxydes. Examinons-les plus en détail.

Oxyde de cuivre (I)

Sa formule est Cu 2 O. Dans certaines sources, ce composé peut être appelé oxyde cuivreux, oxyde de dicuivre ou oxyde cuivreux.

Propriétés

Est substance cristalline ayant une couleur rouge brunâtre. Cet oxyde est insoluble dans l'eau et l'alcool éthylique. Il peut fondre sans se décomposer à une température légèrement supérieure à 1240 o C. Cette substance n'interagit pas avec l'eau, mais peut être transférée en solution si les participants à la réaction avec elle sont de l'acide chlorhydrique concentré, un alcali, acide nitrique, hydrate d'ammoniac, sels d'ammonium, acide sulfurique.

Préparation de l'oxyde de cuivre (I)

Il peut être obtenu en chauffant du cuivre métallique, ou dans un environnement où l'oxygène a une faible concentration, ainsi que dans un flux de certains oxydes d'azote et avec de l'oxyde de cuivre (II). De plus, il peut devenir un produit de réaction décomposition thermique le dernier. L'oxyde de cuivre (I) peut également être obtenu si le sulfure de cuivre (I) est chauffé dans un flux d'oxygène. Il y en a d'autres, plus des moyens complexes sa préparation (par exemple, la réduction d'un des hydroxydes de cuivre, échange d'ions tout sel de cuivre monovalent avec un alcali, etc.), mais ils ne sont pratiqués qu'en laboratoire.

Application

Nécessaire comme pigment lors de la peinture de la céramique et du verre ; un composant des peintures qui protègent la partie sous-marine d'un navire contre l'encrassement. Également utilisé comme fongicide. Les vannes à oxyde de cuivre ne peuvent pas s'en passer.

Oxyde de cuivre (II)

Sa formule est CuO. Dans de nombreuses sources, on le trouve sous le nom d’oxyde de cuivre.

Propriétés

C'est un oxyde de cuivre supérieur. La substance a l’apparence de cristaux noirs presque insolubles dans l’eau. Réagit avec l'acide et au cours de cette réaction se forme sel approprié du cuivre divalent, ainsi que de l'eau. Lorsqu'il est fusionné avec un alcali, les produits de réaction sont des cuprates. La décomposition de l'oxyde de cuivre (II) se produit à une température d'environ 1 100 °C. L'ammoniac, le monoxyde de carbone, l'hydrogène et le charbon sont capables d'extraire le cuivre métallique de ce composé.

Reçu

Il peut être obtenu en chauffant du cuivre métallique dans environnement aérienà une condition : la température de chauffage doit être inférieure à 1 100 °C. De plus, de l'oxyde de cuivre (II) peut être obtenu si du carbonate, du nitrate ou de l'hydroxyde de cuivre divalent est chauffé.

Application

Cet oxyde est utilisé pour colorer le vert ou bleu l'émail et le verre, et produisent également une variété cuivre-rubis de ce dernier. En laboratoire, on trouve cet oxyde propriétés réparatrices substances.

Oxyde de cuivre(III)

Sa formule est Cu 2 O 3. Il porte un nom traditionnel, qui semble probablement un peu inhabituel : l'oxyde de cuivre.

Propriétés

Cela ressemble à des cristaux rouges qui ne se dissolvent pas dans l'eau. La décomposition de cette substance se produit à une température de 400 ° C, les produits de cette réaction sont de l'oxyde de cuivre (II) et de l'oxygène.

Reçu

Il peut être préparé en oxydant l'hydroxyde de cuivre avec du peroxydisulfate de potassium. Condition préalable la réaction est un environnement alcalin dans lequel elle doit se produire.

Application

Cette substance n'est pas utilisée seule. Dans la science et l'industrie, ses produits de décomposition - l'oxyde de cuivre (II) et l'oxygène - sont plus largement utilisés.

Conclusion

Ce sont tous des oxydes de cuivre. Il en existe plusieurs du fait que le cuivre a une valence variable. Il existe d’autres éléments qui comportent plusieurs oxydes, mais nous en reparlerons une autre fois.

Ministère de l'Éducation Région de Penza.

Établissement d'enseignement municipal

moyenne lycée Village de Treskino.

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Conférence scientifique et pratique"Commencer en sciences"

Détermination de la méthode optimale de réduction de l'oxyde de cuivre avec de l'hydrogène pour mener une expérience de démonstration

Travaux de recherche.

Complété par Yulia Kulagina

Élève de 9ème année de l'école secondaire de l'établissement d'enseignement municipal du village. Treskino

District de Kolyshleysky

Superviseur scientifique-

Professeur de chimie à l'école secondaire de l'établissement d'enseignement municipal du village. Treskino

Prokopenko Natalia Evgenievna.

Chimie - sciences expérimental

Introduction.

Les expériences jouent un rôle très important dans les cours de chimie. Les expériences présentées simultanément à toute la classe sont appelées expériences de démonstration. L'expérience de démonstration fonctionne très bien rôle important en voie d'assimilation connaissances chimiques: aide à mieux comprendre le matériel, car on dit qu'il vaut mieux voir une fois que d'entendre plusieurs fois. Il existe des expériences qui caractérisent une substance ou un groupe de substances dont les propriétés sont similaires. En règle générale, leur démonstration est limitée à un sujet spécifique, mais il en existe des universelles qui peuvent être présentées dans différentes classes lorsque vous étudiez plusieurs sujets. La réduction du cuivre divalent à partir de son oxyde est précisément l’une de ces expériences. Bien que cette expérience simple soit bien connue, elle peut être montrée de différentes manières et utilisée dans les cours de chimie inorganique dans presque toutes les classes : pour les élèves de huitième année qui commencent tout juste à étudier la chimie, et pour les élèves de neuvième année qui apprennent les subtilités de la chimie. d'éléments, et pour les classes de terminale dont les élèves généralisent et systématisent leurs connaissances. Compte tenu de la polyvalence de cette expérience, ainsi que de l'importance d'utiliser une expérience de démonstration dans un cours de chimie, nous avons choisi sujet de recherche : Détermination des conditions optimales pour la réduction de l'oxyde de cuivre avec de l'hydrogène pour mener une expérience de démonstration ; et livré Objectif de l'étude : - réaliser la réduction de l'oxyde de cuivre II par plusieurs méthodes proposées dans la littérature. -installer conditions optimales réalisation de l'expérience de démonstration ci-dessus. Objets d'étude : Expérience de démonstration de réduction du cuivre II à partir d'oxyde avec de l'hydrogène Sujet de recherche : installations de récupération du cuivre II à partir d'oxyde avec de l'hydrogène. Pour atteindre cet objectif, ont été identifiées. tâches : 1. connaître : - les exigences pour réaliser une expérience de démonstration dans un cours de chimie ; - la possibilité de démontrer la réduction du cuivre à partir d'oxyde dans des cours de chimie ; - méthodes de réalisation de l'expérience de démonstration ci-dessus : caractéristiques des réactifs et des installations 2. Réaliser la récupération du cuivre à partir de l'oxyde dans différentes installations. 3. Après avoir analysé les résultats, tirer une conclusion sur la conformité des méthodes de récupération du cuivre à partir de l'oxyde dans différentes installations avec les exigences de l'expérience de démonstration. Au cours des travaux, les éléments suivants ont été utilisés méthodes : - étude de la littérature sur le problème étudié ; - expérience chimique ; - observation, analyse des données obtenues. Après une étude préliminaire des méthodes de réduction du cuivre en oxyde, une hypothèse de travail a été formulée : Si, lors de l'utilisation d'une certaine technique pour réduire le cuivre de l'oxyde, le nombre maximum d'exigences pour une expérience chimique est rempli, alors cette technique particulière pour mener cette expérience peut être considérée comme optimale. Importance pratique recherches : - des conditions optimales ont été établies pour la réduction du cuivre à partir de l'oxyde de cuivre II ; - sur la base du matériel de recherche, des recommandations ont été formulées à l'intention des étudiants et des enseignants intéressés par la chimie sur la manière de mener cette expérience.

1. Expérience chimique de démonstration

1.1. Le rôle d'une expérience de démonstration dans un cours de chimie.

Démonstration d'expériences c'est de l'art

nécessitant des compétences particulières et une attention intense.

Une expérience de démonstration chimique est le moyen le plus efficace clarté dans l'enseignement de la chimie. Grâce à des expériences, les étudiants ont l'opportunité de se familiariser avec apparence substances, avec leurs changements, avec les conditions de divers transformations chimiques, apprendre à observer et à tirer des conclusions des observations, se familiariser avec les techniques de base pour mener une expérience chimique. Technique correcte Réaliser des expériences de démonstration, manipuler des équipements chimiques et des réactifs permet de développer l'exactitude et la précision. La démonstration d'expériences chimiques en classe donne soulagement émotionnel, suscite l’intérêt pour le récit du professeur, permet de faire une pause sémantique et contribue ainsi à une meilleure assimilation matériel pédagogique. Ainsi, la valeur de l’expérience de démonstration réside dans ses capacités éducatives et pédagogiques.

1.2. Exigences pour mener une expérience chimique de démonstration.

La première et principale exigence pour tout expérience chimique– c'est le sien sécurité. Les conditions assurant la réalisation en toute sécurité d'une expérience de démonstration sont définies dans les instructions pour réaliser ce type d'expérience et notamment les instructions pour travailler avec un certain groupe de substances. Pour assurer la sécurité lors de la conduite des expériences, il est nécessaire d'acquérir des connaissances approfondies certaines propriétés substances et respectez strictement les règles de sécurité. Certaines substances, généralement explosives et hautement toxiques, ne peuvent pas être utilisées pour des expériences de démonstration en milieu scolaire, d'autres doivent être utilisées avec une grande prudence en utilisant une sorbonne, des équipements de protection (gants et lunettes) ou en utilisant une technique expérimentale respectueuse de l'environnement. Suivant exigence importante – caractère scientifique. L'expérience doit être adaptée au niveau de préparation des élèves et être accessible à leur compréhension. L’expérience doit correspondre au sujet étudié, illustrer et révéler le récit ou la pose de l’enseignant aux élèves. tâche problématique. Il est très important d'apprendre bon style travail expérimental . Toutes les pièces techniques des appareils doivent être fabriquées correctement et parfaitement ajustées. Une impression négative est produite par des bouchons mal choisis, des tubes aux extrémités non fusionnées ou non coupées, des filtres grossièrement coupés, des instruments mal assemblés, une verrerie de laboratoire sale ou dépareillée. Les réactifs chimiques doivent être utilisés avec la qualité et la pureté requises, les solutions doivent être de concentration appropriée. Les récipients contenant des solutions et des réactifs secs doivent avoir des étiquettes écrites proprement et chimiquement correctement. Les dimensions du matériel et la quantité de réactifs doivent garantir visibilité de l’expérience : tout ce qui se passe sur la table de démonstration doit être clairement visible pour les élèves de la classe. La durée du cours étant limitée, toute expérience de démonstration est limitée à courte période de temps, et doit donc toujours être soigneusement préparé et vérifié. Les expériences qui nécessitent beaucoup de temps ne conviennent pas à la démonstration. Il est conseillé de planifier de telles expériences à l'avance ou d'en démontrer les principales étapes à l'aide de moyens techniques. Et enfin, l’expérience ne devrait pas demander trop de temps et d’efforts à préparer. Ainsi, les principales exigences pour mener une expérience de démonstration sont : la sécurité, la scientificité, l'esthétique, la clarté, la rapidité de réaction, la simplicité d'exécution. 2. Réduction de l'oxyde de cuivreIIhydrogène.

2.1. Opportunités de démonstration de réduction de l’oxyde de cuivreIIhydrogène dans cours scolaire chimie.

Nous sommes arrivés à la conclusion que cette réaction peut être démontrée en étudiant les sections et sujets suivants en huitième année : « Transformations de substances », « Oxydes et substances volatiles ». composés d'hydrogène", "Signes de réactions chimiques", "Réactions de substitution", " Connexion génétique entre les cours composés inorganiques", "Réactions d'oxydo-réduction" ; en neuvième année : « Les métaux dans la nature. Méthodes générales leur préparation », « L'hydrogène et ses propriétés » ; en onzième année : « Classification des réactions chimiques », « Métallurgie », « Cuivre et ses composés ». Comme le montre la liste ci-dessus, la réaction de réduction de l'oxyde de cuivre II est assez « demandée » et, à la discrétion de l'enseignant, peut être utilisée dans différentes classes lors de l'étude. différents sujets.

2.2. Bases chimiques réduction de l'oxyde de cuivreII

Dans les composés avec de l'oxygène, le cuivre peut présenter les états d'oxydation +1 et +2. Oxyde cuivreux représente - noir cristaux insolubles dans l'eau - CuO; Dans la nature, le minéral est la ténorite. Faible toxicité (appartient au VIII, huitième groupe de stockage de réactifs). En laboratoire, il peut être obtenu par décomposition de la malachite. Lorsqu'il est chauffé à 1 100 °C, il se décompose en Cu 2 O (oxyde de cuivre (I)) et O 2 . Métaux actifs, hydrogène, carbone, monoxyde de carbone, l'ammoniac réduit l'oxyde de cuivre (II) en cuivre métallique. La réduction du cuivre à partir de l'oxyde avec de l'hydrogène se déroule conformément à réaction chimique: CuO + H 2 = Cu + H 2 O + Q. Cette réaction de substitution est rédox, faiblement exothermique, irréversible, non catalytique, hétérogène, c'est-à-dire qu'elle se produit à l'interface entre la phase solide (CuO) et la phase gazeuse (H2). Thermodynamiquement, la réaction de réduction de l'oxyde de cuivre avec l'hydrogène est également possible à température ambiante 25 degrés. C (298 K), mais sa vitesse sera si faible qu'aucun changement notable ne sera visible. En réalité, la réaction sera observée à des températures supérieures à 100 degrés. C. Ainsi, pour augmenter la vitesse de cette réaction, deux conditions sont nécessaires : chauffer les réactifs mis en contact et augmenter la surface de contact des réactifs, ce qui est obtenu en augmentant le degré de dispersion de CuO. L'hydrogène est produit de la manière habituelle : en faisant réagir le zinc avec acide chlorhydrique:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

2.3.Modalités de mise en place d'une expérimentation sur la réduction de l'oxyde de cuivreIIhydrogène

Pour effectuer cette réaction dans le manuel O.S. Gabrielyana Chimie 9e année page 100 Fig. 45. La configuration suivante est recommandée pour réaliser cette expérience : de la poudre d'oxyde de cuivre est placée dans un tube à essai, un dispositif de production d'hydrogène est assemblé, la pureté du gaz est vérifiée et l'oxyde de cuivre est chauffé dans un courant d'hydrogène. Dans le livre de G.I. Shtempler, A.I. Mustafin. "Expérience chimique de formation" a recommandé l'utilisation de l'installation suivante pour la réduction de l'oxyde de cuivre :
Selon les recommandations de l'auteur, l'installation doit être assemblée conformément au schéma proposé. Avant de commencer l'expérience, remplissez toutes les parties de l'appareil avec de l'hydrogène en ouvrant la pince de l'appareil Kipp. A la place de l'appareil Kipp, vous pouvez utiliser un appareil de production de gaz (PPG-4) ou une autre méthode pour obtenir un rendement suffisant en hydrogène. Déplacez l’air et vérifiez la pureté de l’hydrogène. Pour ce faire, récupérez de l’hydrogène dans un tube à essai et mettez-y le feu. Un léger bruit indique que l'hydrogène est pur. Il est impossible de mener une expérience sans tester au préalable la pureté de l’hydrogène. Après avoir constaté l'absence d'interaction de l'hydrogène avec l'oxyde de cuivre dans des conditions normales, sans arrêter le flux d'hydrogène, chauffez soigneusement le tube avec l'oxyde de cuivre pendant 20 à 30 secondes. Observer le changement de couleur des réactifs conformément à l'équation de réaction

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

Une fois que la totalité de l'oxyde d'origine a été transformée en poudre de cuivre rouge (déterminée visuellement), arrêtez de chauffer et refroidissez le produit dans un courant d'hydrogène. Ce n'est que lorsque sa température s'approche de la température ambiante que le robinet de l'appareil Kip peut être fermé. Nous avons été particulièrement intéressés par la modification de l'expérience proposée par B.N. Pasechnik dans la revue Chemistry at School. 2001. N° 2. L'auteur propose une expérience améliorée « Formation d'un miroir de cuivre lors de la réduction de l'oxyde de cuivre avec de l'hydrogène », décrite par P.N. Zhukov en 1971. Selon l'auteur, l'expérience est adaptée à conditions modernes. L'essence de la méthode proposée pour la réduction de l'oxyde de cuivre avec de l'hydrogène est la suivante : vous devez prendre un tube à essai proprement lavé, y expirer de l'air afin que ses parois s'embuent. Placez-y de la poudre d'oxyde de cuivre noir, obtenue en décomposant la malachite, en faisant tourner soigneusement le tube à essai, répartissez l'oxyde de cuivre le long de ses parois. couche mince, placez le tube de sortie de gaz d'un appareil de production de gaz dans lequel de l'hydrogène est libéré dans le tube à essai et chauffez-le soigneusement à la flamme d'une lampe à alcool. Une belle couche métallique de cuivre réduit devrait se former sur les parois du tube à essai - un miroir en cuivre.

2.4 Détermination de la méthode optimale de réduction de l'oxyde de cuivreIIde l'hydrogène pour une expérience de démonstration.

En supposant que la modification de l'expérience proposée par B.N. L'apiculteur "Copper Mirror" sera plus attractif que les autres avec point esthétique vue, nous avons commencé partie pratique travailler à partir de là. Lors de l'exécution de cette technique, les difficultés suivantes sont apparues : - le col et la partie adjacente du tube à essai se sont embués à cause de la respiration, mais pas son fond, qui est beaucoup plus pratique et plus sûr à réchauffer, et le revêtement miroir a fière allure sur le bas; - de l'oxyde de cuivre, réparti uniformément sur la partie humidifiée du tube à essai, versé obstinément lorsqu'il est chauffé ; - le cuivre était libéré exclusivement sous forme de cristaux rouges, qui refusaient obstinément de se former surface du miroir- le miroir finalement reçu après beaucoup de travail n'était pas aussi beau que promis. L'installation recommandée dans le manuel n'a pas échoué : couche supérieure L'oxyde se trouvant au fond du tube à essai a été correctement restauré, les parois du tube à essai se sont embuées à cause de l'eau libérée, mais le processus de restauration uniquement de la couche supérieure d'oxyde a pris 9 minutes, ce qui est un luxe inabordable pour un 40 -minute leçon. L'installation proposée dans le livre de G.I. Shtempler, A.I. Mustafin. L'« expérience chimique pédagogique » s'est avérée difficile à réaliser, mais elle était sûre, car l'hydrogène n'ayant pas réagi était suffisamment éliminé du feu de la lampe à alcool ; l'oxyde de cuivre dispersé en couche mince sur un tube de chlorure de calcium ayant réagi avec l'hydrogène ; dans les 3 minutes, ce qui est tout à fait acceptable pour une expérience de démonstration. Le cuivre refroidi dans un courant d'hydrogène ressortait brillamment sur la paroi inférieure du tube de chlorure de calcium, la vapeur d'eau se condensait dans sa partie étroite et des gouttelettes d'humidité glissaient vers la bouteille d'eau, où l'hydrogène bouillonnait activement à travers la colonne d'eau, ce qui , au total, a fourni une clarté suffisante à l’expérience. Ainsi, la méthode proposée dans le livre de G.I. Shtempler, A.I. Mustafin s'est avérée optimale pour mener cette expérience. « Une expérience pédagogique en chimie », mais l'idée d'élaborer une technique permettant d'obtenir un miroir en cuivre d'une beauté parfaite reste toujours tentante.

Conclusion.

Les recherches menées ont montré que la réduction du cuivre à partir d'un oxyde peut être utilisée comme expérience de démonstration dans l'étude de nombreuses sections et sujets de la chimie. Cette expérience correspond nombre maximum exigences pour une expérience de démonstration sur l'installation proposée dans le livre de G.I. Shtempler, A.I. "Expérience de chimie de formation." C'est cette modification de l'expérience qui peut être recommandée pour une mise en œuvre pratique.

Références.

1. Gabrielyan O. S. Manuel de chimie de 9e année pour établissements d'enseignement 16ème édition - Outarde de Moscou 2009 page 100 2. Pasechnik B.N. « L'interaction de l'hydrogène avec l'oxyde de cuivre (II) pour former un miroir de cuivre » - Chimie à l'école. 2001. N° 2. P.72-73. 3. Shtemplera G.I., Mustafina A.I. "Expérience de chimie de formation." Département de chimie et méthodes d'enseignement, Faculté de chimie, Université d'État de Saratov - 2006 4. Précautions de sécurité dans la classe de chimie 5. Contenu minimum obligatoire

Réduction de l'oxyde de cuivre (II) avec de l'hydrogène

Placez un tube à essai sec contenant une petite quantité d'oxyde de cuivre (II) dans un pied de trépied en position légèrement inclinée afin que son fond soit légèrement surélevé (pourquoi ?).

Assembler un dispositif de production d'hydrogène (Fig. 5), constitué d'un pot avec une solution diluée d'acide sulfurique, d'un tube à essai avec un trou au fond inséré dans un bouchon qui ferme le pot (la partie inférieure du tube à essai est rempli de morceaux de zinc), un tube de sortie de gaz (avec une pince) utilisé pour éliminer le gaz du tube à essai.

Trempez le tube à essai contenant du zinc dans de l'acide sulfurique et, en retirant la pince, assurez-vous que l'hydrogène libéré est pur. Après cela, faites passer de l'hydrogène dans le tube à essai contenant de l'oxyde de cuivre (II), d'abord à température ambiante puis en chauffant. Observez les changements se produisant dans l'oxyde de cuivre (II) et la formation de gouttelettes sur les parois du tube à essai. Lorsque tout l’oxyde de cuivre(II) a réagi, arrêtez de chauffer et laissez refroidir le contenu du tube à essai sous un courant d’hydrogène. Expliquez les phénomènes observés et écrivez l’équation de la réaction.

1. Pourquoi est-il nécessaire de refroidir le tube de réaction à température ambiante avant de couper le flux d'hydrogène ?

2. Comment déterminer la fin de la réduction des oxydes métalliques ?

3. Quels oxydes métalliques peuvent être réduits avec de l'hydrogène (à 200-500°C) ?

Riz. 5. Réduction de l'oxyde de cuivre (II) avec de l'hydrogène

Réduction du permanganate de potassium hydrogène atomique(au moment de la sélection)

Ajoutez quelques gouttes de solution de permanganate de potassium à une solution diluée d'acide sulfurique et versez le mélange dans deux tubes à essai. Jetez un morceau de zinc dans l'un d'eux, faites passer l'hydrogène de l'appareil Kipp dans l'autre. Comparez le taux de changement de couleur de la solution dans les tubes à essai. Expliquez la différence dans le taux de changement de couleur. Écrivez l’équation de la réaction.

EXIGENCES RELATIVES AU CONTENU ET À LA CONCEPTION DU RAPPORT

Le rapport doit être préparé conformément aux exigences généralesÀ documents texte(STO 1.701-2010).

Pour chaque expérience, il faut décrire les phénomènes observés et faire explication théorique dans la sortie.

Les équations de réaction doivent être compilées sous forme moléculaire et ionique (disposer les coefficients dans les équations ORR en utilisant la méthode de la balance ion-électron).

QUESTIONS ET TÂCHES POUR LA Maîtrise de soi

1. Pourquoi la température de la flamme du gaz détonant est-elle plus élevée que la température de la flamme de l'hydrogène brûlant dans l'air ?

2. Donnez des exemples montrant la différence dans l'activité chimique de l'hydrogène moléculaire et atomique.

3. Combien de grammes d'eau seront produits par l'explosion de 6 litres de gaz détonant (au niveau zéro) ?

4. Quel gaz et en quelle quantité (combien de grammes) ne réagira pas complètement lors de l'explosion d'un mélange composé de 0,36 g d'hydrogène et de 3,26 g d'oxygène ?

5. L’ion H+ peut-il exister ?

6. L'hydrure de calcium est utilisé en laboratoire pour réduire les métaux des oxydes. Écrivez l'équation de la réaction de réduction oxyde supérieur niobium

7. Combien de litres d'hydrogène seront libérés lorsque 5,5 g d'hydrure de calcium se décomposent avec de l'eau à une température de 17°C et 101,3 kPa ?

8. Quelle quantité d'hydrure de calcium doit réagir avec l'eau pour réduire 20 g d'oxyde de cuivre (II) avec l'hydrogène libéré ?

LITTÉRATURE

1. Akhmetov, N.S. Chimie générale et inorganique : Manuel pour les universités / N. S. Akhmetov. – 7e éd., ster. – M. : lycée, 2008. – 742 p.

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3. Gelfman, M.I. Chimie inorganique: Manuel pour les universités / M. I. Gelfman, V. P. Yustratov. – 2e éd., effacée. – Saint-Pétersbourg : Lan, 2009. – 527 p.

4. Atelier sur la chimie inorganique : Tutoriel pour les étudiants plus haut euh. institutions / V.A. Aleshin, K.M. Dunaev, A.I. Jirov et autres ; édité par Yu.D. Tretiakov. – M. : Centre d'édition « Académie », 2004. – 384 p.

5. Chimie inorganique : En 3 volumes / Ed. Yu.D. Tretiakov. T. 2 : Chimie des éléments d'intransition : Manuel pour étudiants. plus haut manuel Établissements / A.A. Drozdov, vice-président. Zlomanov, G.N. Mazo, F.M. Spiridonov. – M. : Centre d'édition « Académie », 2004. – 388 p.