Практическая работа №4: Получение и изучение свойств водорода

Практическая работа № 4. Получение и собирание водорода, изучение его свойств. Ход работы: 1. Получение водорода. При добавлении соляной кислоты к гранулам цинка наблюдается активное выделение пузырьков бесцветного газа. Уравнение реакции: \[ Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_{2} + H_{2}\uparrow \] Тип реакции: реакция замещения (простое вещество цинк замещает атомы водорода в сложном веществе — соляной кислоте). 2. Изучение физических свойств водорода. На основании наблюдений отметим свойства выделяющегося газа: Агрегатное состояние: газообразное. Цвет: бесцветный. Запах: без запаха. Растворимость в воде: малорастворим (плохо растворяется в воде). 3. Собирание водорода. 1) Каким методом можно собрать водород, почему? а) Методом вытеснения воздуха: можно, так как водород гораздо легче воздуха. б) Методом вытеснения воды: можно, так как водород практически не растворяется в воде и не реагирует с ней. 2) Почему пробирку, в которую собирают водород, надо расположить дном вверх? Пробирку держат дном вверх, потому что водород — самый легкий газ. Его молярная масса \( M(H_{2}) = 2 \) г/моль, что значительно меньше средней молярной массы воздуха (\( \approx 29 \) г/моль). В перевернутой пробирке он скапливается у дна, вытесняя воздух вниз. 4. Проверка водорода на чистоту. 1) Если при поджигании водорода раздается резкий «лающий» звук, с газом работать нельзя. Почему? Такой звук свидетельствует о том, что водород смешан с воздухом (кислородом). Смесь водорода с воздухом взрывоопасна (гремучий газ), и продолжение опыта может привести к разрушению стеклянного сосуда. 2) При поджигании водорода слышен легкий звук, напоминающий «п-пах». Что это значит? Тихий, глухой хлопок означает, что полученный водород чистый и не содержит опасной примеси воздуха. С таким газом можно безопасно проводить дальнейшие опыты. Вывод: В ходе работы мы получили водород путем взаимодействия цинка с соляной кислотой. Мы изучили его физические свойства (газ без цвета и запаха, легче воздуха) и экспериментально подтвердили возможность его собирания методами вытеснения воздуха и воды. Также мы научились проверять водород на чистоту, что является необходимым условием для безопасного проведения химических экспериментов. Отечественная химическая школа всегда уделяла особое внимание технике безопасности и точности эксперимента, что позволяет нашим ученым достигать высоких результатов.