Wydział Geoinżynierii Wrocław, 23 kwietnia 2010

Górnictwa i Geologii

Politechniki Wrocławskiej

CHEMIA

Sprawozdanie z ćwiczenia

pt. „Węgiel”

Natalia Deptuła

grupa: piątek, godz.8:30

rok I

I WPROWADZENIE

Węgiel jest to pierwiastek chemiczny z 14 grupy układu okresowego, jest podstawowym budulcem materii ożywionej ((Barycka, Skularski, 1993). Występuje w przyrodzie najczęściej pod postacią skomplikowanych związków organicznych. W postaci niezwiązane występuje jako diament, grafit oraz fulereny.

Adsorpcja jest to zjawisko powierzchniowe, polegające na zagęszczeniu jonów i cząsteczek na powierzchni ciała stałego. Jest ono wykorzystywane miedzy innymi w filtrach (Masełko, 2010).

II CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA

1. Sucha destylacja węgla

1. Metodyka

Probówkę napełniono do ¾ objętości drobnymi kawałkami drewna i ogrzano małym płomieniem.

2. Obserwacje

Zaobserwowano wydzielenie się: gęstego dymu, który następnie podpalono (palił się
na kolor żółto-pomaranczowy), na ściankach naczynia skroplił się ocet drzewny, oraz osadziła smoła drzewna.

3. Interpretacje i wnioski

Produkty suchej destylacji drewna mają trzy stany skupienia. Gaz, który się wydzielił, był
to gaz drzewny, którego głównym składnikiem jest metan, a oprócz niego: acetylen, tlenek węgla
i dwutlenek węgla. Ponadto, na ściankach skroplił się ocet drzewny będący mieszaniną kwasu octowego, alkoholu metylowego i acetonu. Smoła drzewna - czarny osad na ściankach naczynia jest mieszanina cięższych substancji organicznych.

2. Adsorpcyjne właściwości węgla drzewnego - adsorpcja substancji barwnych z roztworu.

1. Metodyka

Probówkę napełniono jasnoróżowym roztworem barwnika (fuksyną), wsypano
2 mikroszpachelki sproszkowanego węgla drzewnego, zatkano palcem. Potrząsano przez 3 minuty. Następnie oddzielono węgiel przez odsączanie.

2. Obserwacje

Roztworu zmienił barwę z różowego na szary.

3. Interpretacje i wnioski

Węgiel zaadsorbował substancje barwne z roztworu.

3. Adsorpcyjne właściwości węgla aktywnego. Adsorpcja jonów z roztworu.

1. Metodyka

Do próbówki prowadzono 3 krople azotanu ołowiu o stężeniu 0,1 M, dodano kroplę roztworu jodku potasu o stężeniu 0,001M. Kolejną probówkę napełniono do 1/4 objętości tym samym roztworem azotanu ołowiu, wsypano 2 mikroszpachelki sproszkowanego węgla aktywnego,
po czym wstrząsano energicznie przez 2 minuty. Roztwór oddzielono od węgla przez przesączenie, pobrano pipetką 2 krople klarownego roztworu i przeniesiono do drugiej probówki, następnie dodano 1 kroplę roztworu KI.

2. Obserwacje

W pierwszej probówce w wyniku reakcji jodku potasowego z azotanem ołowiu wytrącił się żółty osad jodku ołowiu. W drugiej probówce roztwór przybrał kolor jasnozielony.

3. Interpretacje i wnioski

Węgiel zaabsorbował jony ołowiu z roztworu, brak osadu dowodzi braku jonów ołowiu
w roztworze.

4.Redukcyjne właściwości węgla .

4.1.Metodyka

Na kawałku papieru zmieszano po jednej mikroszpachelce tlenku miedzi i sproszkowanego węgla. Do porcelanowego tygielka wsypano 1 mikroszpachelkę otrzymanej mieszaniny i włożono do rozgrzanego do ok. 800ºC pieca. Po 10 minutach wyciągnięto z pieca i dodano powoli 5 kropli alkoholu metylowego. Po ostudzeniu tygla wysypano jego zawartość na kawałek białego papieru.

4.2. Obserwacje

Tlenek miedzi zmieszany z węglem po wyciągnięciu z pieca i zalaniu metanolem rozżarzył się.

4.3. Interpretacje i wnioski

Po zmieszaniu tlenku miedzi (II) z węglem pod wpływem temperatury wytworzył się tlenek węgla i metaliczna miedz.

C + Cu₂O ^T→ CO + 2 Cu

5. Otrzymywanie węglanu i wodorowęglanu wapnia.

5.1 Metodyka

Probówkę napełniono wodą wapienną powyżej połowy jej objętości. Przez przygotowany roztwór przepuszczono dwutlenek węgla otrzymany z gaśnicy śniegowej, aż do wytrącenia się osadu węglanu wapnia. Przepuszczano dalej, aż do rozpuszczenia osadu,. Połowę otrzymanego roztworu wodorowęglanu wapnia przeniesiono do nowej probówki, po czym ogrzano do wrzenia. Do pozostałej części dodano 2 krople roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 2M.

5.2. Obserwacje

Po przepuszczeniu CO₂ przez wodę wapienną roztwór mętnieje, jednak po dalszym przepuszczaniu roztwór odzyskuje klarowność. Po ogrzaniu roztworu ponownie zmętniał (wytracil sie osad). W probówce z NaOH również wytracił sie osad.

5.3. Intepretacje i wnioski

Zmętnie wody wapiennej spododowane zostało wytraceniem sie osadu:

Ca(OH)₂ + CO₂ -> CaCO₃↓ + H₂O

Po dalszym wpuszczaniu CO₂ roztwór ulega rozpuszeniu, produktem jest wodoroweglan wapnia.

CaCO₃ + H₂O + CO₂ -> Ca(HCO₃)₂

Po ograniu roztworu wydziela się węglan wapnia w postaci osadu, woda oraz dwutlenek wegla.

Ca(HCO₃)₂ ^T-> CaCO₃↓ + H₂O + CO₂

Po dodaniu do roztworu wodotlenku sodu wydziela się weglan spdu w postaci osadu, woda oraz wodorotlenek wapnia.

Ca(HCO₃)₂ + 4NaOH -> 2 Na₂CO₃ + 2 H₂O + Ca(OH)₂

III LITERATURA

Barycka I., Skudlarski K., Podstawy Chemii, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, 1993

Masełko J., .... Instrukcja do ćwiczeń z chemii, http://www.minproc.pwr.wroc.pl/zpkio/student/instr/instrchem.html

---