Příprava kyslíku a vodíku
Kyslík je za normálních podmínek (20 °C, 101,3 kPa) bezbarvý plyn bez chuti či zápachu. Je omezeně rozpustný ve vodě. Je využíván jako silné oxidační činidlo. Ve sloučeninách je nejčastěji dvojvazný, je velmi reaktivní. V atmosféře se vyskytuje ve formě dvouatomových molekul O2 nebo ve formě tříatomových molekul, ozonu, O3. Je uchováván v tlakových lahvích s modrým pruhem.
Vodík je za normálních podmínek (20 °C, 101,3 kPa) bezbarvý plyn bez chuti či zápachu. Volný ve formě dvouatomových molekul H2 se vyskytuje např. v zemním plynu. Je vázaný ve všech organických sloučeninách a v některých anorganických sloučeninách.
Vodík ve směsi s kyslíkem vytváří prudce výbušnou směs.
Úkol: Připravte kyslík a vodík a ověřte jejich vlastnosti.
Pomůcky: Stojan s držáky, baňka s bočním vývodem, dělící nálevka, pipeta, hadice, L spojka na hadice, zkumavky se zátkami, velká kádinka nebo miska, lžička, navažovací lodička, špejle, kahan, zápalky, měděná spirála, kleště.
Chemikálie: H2O2 (H302 zdraví škodlivý při požití, H318 poškozuje oči), MnO2 (H302, H332 zdraví škodlivý při požití a při vdechování), Zn granulovaný, HCl (H314 leptá kůži a poškozuje oči, H335 dráždí dýchací cesty, H290 korozivní pro kovy), H2O.
Pracovní postup:
- Dodržujte bezpečnost práce a nezapomínejte na ochranné pomůcky (brýle, plášť).
- Příprava kyslíku.
- Sestavte aparaturu podle schématu (Obr. 1) nebo podle ukázkové aparatury v laboratoři. Nechte si ji zkontrolovat vyučujícím.
- Do baňky navažte 0,5 g oxidu manganičitého.
- Pomocí pipety převeďte do dělící nálevky 1 ml 10% peroxidu vodíku.
- Pomalu přikapávejte peroxid vodíku do baňky a sledujte vývoj plynu. Vznikající plyn nechte asi minutu probublávat do nádoby s vodou, poté začněte plyn jímat do zkumavky, kterou jste před jímáním naplnili vodou. Vznikající plyn vodu vytlačuje. Zkumavku po naplnění plynem uzavřete zátkou ještě pod vodou.
- Důkaz kyslíku doutnající špejlí.
- Zapalte špejli pomocí kahanu a nechte ji chvilku hořet. Poté plamen sfoukněte a ještě žhavou špejli vstrčte do zkumavky s najímaným kyslíkem (připravena v kroku 2.). Pozorujte změny.
- Příprava vodíku.
- Sestavte stejnou aparaturu pro vyvíjení plynu. Opět ji nechte zkontrolovat vyučujícím.
- Do baňky s bočním vývodem navažte 0,5 g granulovaného zinku.
- Do dělící nálevky pomocí pipety odměřte 3 ml 10% kyseliny chlorovodíkové a pomalu ji přikapávejte do baňky se zinkem. Pozorujte změny v reakční baňce.
- Vznikající plyn nechte opět asi minutu probublávat do nádoby s vodou, poté jímejte vznikající vodík do zkumavky předem naplněné vodou (asi 1 minutu) a následně zkumavku uzavřete zátkou. Stejným způsobem najímejte vodík do další zkumavky.
- Důkaz vodíku.
- Zapalte kahan.
- Sundejte zátku ze zkumavky s vodíkem a zacpěte ji palcem. Přibližte se se zkumavkou k plamenu kahanu a odkryjte hrdlo zkumavky.
- Druhou uzavřenou zkumavku s najímaným vodíkem upevněte do stojanu dnem vzhůru. Uchopte měděný drát do kovových kleští a rozžhavte ho v plamenu kahanu, až se pokryje černou vrstvou. Následně otevřete zkumavku s vodíkem a zasuňte do ní žhavý měděný drát. Pozorujte změny ve zkumavce.
- Umyjte použité laboratorní nádobí a ukliďte pracovní stůl. Předejte jej vyučujícímu.
Obsah protokolu:
Po dokončení práce zpracujte protokol z laboratorní úlohy, který bude obsahovat následující náležitosti:
- Jméno a příjmení, třída, datum.
- Název a cíl práce.
- Stručně popište pracovní postup a popište sledované změny v reakcích.
- Vypracujte úkoly nebo odpovězte na následující otázky:
- Kyslík i vodík patří mezi biogenní prvky, vysvětlete tento pojem.
- Napište rovnice reakcí: přípravy kyslíku, přípravy vodíku, důkazu redukčních vlastností vodíku.
- Závěr.