Wydział Geoinżynierii
Górnictwa i Geologii
Politechniki Wrocławskiej
CHEMIA
Sprawozdanie z ćwiczenia
pt. „Woda”
grupa:
rok:
1. WPROWADZENIE
Woda, H2O, tlenek diwodoru, bezbarwna ciecz (w grubych warstwach niebieskozielona), pozbawiona zapachu i smaku. Kąt między wiązaniami H-O-H wynosi 104,5°, są one spolaryzowane. Cząsteczki wody tworzą asocjaty (asocjacja). W nieznacznym stopniu ulega ona dysocjacji (autoprotolizie). Łatwo wchodzi w reakcje chemiczne z wieloma substancjami, np. z metalami alkalicznymi, fluorem, niektórymi tlenkami metali i niemetali.
Woda należy do najbardziej rozpowszechnionych związków w przyrodzie, stanowi składnik organizmów żywych (organizm dorosłego człowieka zawiera ok. 65% wody), bierze udział w procesach przemiany materii. W przemyśle stosowana jest jako rozpuszczalnik (zwłaszcza substancji polarnych), para grzejna lub medium chłodzące, surowiec chemiczny, moderator w reaktorach jądrowych.
Woda występująca w przyrodzie nie jest chemicznie czysta - zawiera domieszki innych substancji - zawiesiny, gazy, bakterie, sole. Najwięcej soli zawiera woda morska - są to np. NaCl, MgCl2 i MgSO4. Powodują one twardość wody - utrudnia ona np. pienienie się mydła. Twardość może być węglanowa (łatwiejsza do usunięcia - np. przez zagotowanie wody) i niewęglanowa (trudna do usunięcia). Metodami usuwania twardości wody są metoda wapienno - sodowa, destylacja, wymieniacze jonowe (jonity).
2.Wykrywanie wodorowęglanów wapnia i magnezu Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2
2.1. Przebieg doświadczenia
Z parowniczki odparowano 50 cm3 wody wodociągowej. Na dnie pozostał biały osad. Następnie dodano 25 kropel kwasu solnego (HCl).
2.2. Obserwacje
Kwas zaczął się gwałtownie burzyć, tworząc pianę.
2.3. Wnioski
Burzenie się kwasu jest wynikiem zachodzącej reakcji:
CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + CO2 + H2O,
co udowadnia, że w wodzie wodociągowej jest dużo węglowodoru wapnia.
3.Wykrywanie jonów wapniowych (Ca2+)
3.1.Przebieg doświadczenia
Połowę otrzymanego w doświadczeniu 1 roztworu chlorku wapnia wlano do probówki. Następnie dodano w kolejności: amoniak, chlorek amonu, szczawian amonu.
3.2. Obserwacje
Po dodaniu amoniaku oraz chlorku amonu nic się nie wydarzyło. Dopiero po dodaniu szczawianu amonu substancja zmętniała, a po chwili na dno opadł biały osad.
3.3.Wnioski
Zaszła reakcja wymiany, wskutek czego wytrącił się szczawian wapnia:
CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2NH4Cl
Zajście reakcji dowodzi obecności jonów wapniowych.
4. Wykrywanie jonów żelazowych (Fe3+)
4.1. Przebieg doświadczenia
Pozostałą część roztworu chlorku wapnia z doświadczenia 1 wlano do probówki oraz dodano kilka kropel HNO3, a następnie zagotowano. Po ostygnięciu roztworu dodano kilka kropli KCNS.
4.2.Obserwacje
Po dodaniu KCNS roztwór zmienił barwę na kolor zbliżony do oranżu.
4.3.Wnioski
Po dodaniu kwasu azotowego postał azotan żelaza, który przereagował:
Fe(NO3)3 + 3 KCNS = Fe(CNS)3 + 3 KNO3
Zabarwienie na kolor oranżu świadczy o obecności jonów żelazowych
5.Wykrywanie jonów chlorkowych (Cl-)
5.1.Przebieg doświadczenia
Do trzech probówek nalano osobno: wodę rzeczną, wodę wodociągową oraz wodę destylowaną. Następnie do każdej dodano kilka kropel azotanu srebra.
5.2.Obserwacje
Probówka w której znajdowała się woda rzeczna zmętniała najbardziej. W mniejszym stopniu zmętniała woda wodociągowa, natomiast żadnej zmiany nie zaobserwowano w probówce z wodą destylowaną.
5.2.Wnioski
Jony chlorkowe wyparły resztę kwasu azotowego z azotanu srebra, wskutek czego wytrącił się chlorek srebra.
NaCl + AgNO3 = AgCl + NaNO3
Wytrącenie się osadu dowodzi obecności jonów chlorkowych.
6.Wykrywanie jonów siarczanowych (SO42-)
6.1.Przebieg doświadczenia
Do trzech probówek nalano osobno: wodę rzeczną, wodę wodociągową oraz wodę destylowaną. Następnie do każdej dodano kilka kropel chlorku baru.
6.2.Obserwacje
Woda rzeczna najbardziej zmętniała, w mniejszym stopniu woda wodociągowa, natomiast w wodzie destylowanej nie zaobserwowano żadnej zmiany.
6.3.Wnioski
Jony siarczanowe wyparły chlor z chlorku baru, wskutek czego wytrącił się siarczan baru.
CaSO4 + BaCl2 = BaSO4 + CaCl2
W wodzie rzecznej jest dużo jonów siarczanowych, mniej w wodociągowej, podczas w wodzie destylowanej nie występują.
7.Wykrywanie amoniaku (NH3) lub soli amonowych (jonów NH4+)
7.1.Przebieg doświadczenia
Do trzech probówek nalano osobno: wodę rzeczną, wodę wodociągową oraz wodę destylowaną. Następnie do każdej dodano 1cm3 odczynniku Neslera.
7.2. Obserwacje
Woda rzeczna przybrała kolor brązowy, woda wodociągowa jasno brązowy, a woda destylowana nie zmieniła swojego koloru.
7.3. Wnioski
Zasada amonowa przereagowała z odczynnikiem Neslera dając sól kompleksową:
2K2HgI4 + KOH +NH4OH = 7KI +3H2O + Hg2ONH2I
Woda rzeczna posiada dużo amoniaku, woda wodociągowa mniej, a woda destylowana w ogóle go nie posiada.
8. pH i przewodnictwo elektryczne wody rzecznej, wodociągowej i destylowanej
8.1. Przebieg doświadczenia
Do trzech zlewek nalano osobno: wodę rzeczną, wodę wodociągową oraz wodę destylowaną. Następnie w każdej ze zlewek wykonano pomiar pH (pH-metrem) oraz przewodnictwa elektrycznego (konduktometrem).
8.2. Wyniki
Rodzaj wody |
pH |
Przewodnictwo elekt. (μS) |
rzeczna |
8 |
1,33 |
wodociągowa |
7,8 |
540 |
destylowana |
8,3 |
2,3 |
8.3. Wnioski
Im woda ma niższe pH tym lepiej przewodzi prąd elektryczny.
9. Literatura
-Drzymała, J., 2011. Zjawiska międzyfazowe, Instrukcja do ćwiczeń z chemii, strona internetowa www.minproc.pwr.wroc.pl
- Pajdowski L. „Chemia ogólna”, wyd. PWN, Warszawa 1976
1