Оксид меди, полученный на предыдущем лабораторном участке, нерастворим в воде, но может быть растворен в серной кислоте. Когда это происходит, катионы меди(2+) и анионы сульфатов снова вводятся в реакцию двойного вытеснения. Когда цинк добавляется на заключительном этапе, ионы меди(2+) восстанавливаются до твердой меди в результате реакции однократного вытеснения.
-
Наденьте соответствующее защитное снаряжение, такое как лабораторный халат, перчатки и очки от химических брызг.
-
Достаньте высушенный оксид меди, который был приготовлен в последнем лабораторном упражнении, и удалите как можно больше оксида меди из фильтровальной бумаги с помощью резинового полицейского. Поместите твердое вещество и фильтровальную бумагу обратно в тот же стакан объемом 400 мл, в котором он хранился.
-
Пометьте мерный цилиндр объемом 10 мл как "5,93 М серной кислоты" и получите 8 мл серной кислоты у инструктора. Накройте градуированный цилиндр часовым стеклом, и осторожно отнесите серную кислоту к вытяжке. заметка: Следующий этап эксперимента проведите в вытяжке.
-
С помощью пластиковой пипетки добавьте около 5 мл серной кислоты прямо на фильтровальную бумагу в стакане.
-
Затем удерживайте фильтровальную бумагу пинцетом и используйте металлический шпатель, чтобы соскоблить как можно больше твердой бумаги, не разрывая фильтровальную бумагу. Используйте как можно меньше серной кислоты для промывки оксида меди, так как избыток серной кислоты потребует больше цинка в дальнейшем.
-
Промойте оксид меди с фильтровальной бумаги 2 мл деионизированной воды и добавьте немного больше деионизированной воды в стакан. После того, как оксид меди будет удален из фильтровальной бумаги, утилизируйте фильтровальную бумагу как твердые отходы.
-
Перемешайте раствор до полного растворения оксида меди. Если твердое вещество не растворяется, поместите стакан на горячую плиту и нагрейте его примерно до 60 °C.
-
Добавьте 3-5 мл воды и перемешайте, чтобы она растворилась. Будьте осторожны и не поднимайтесь выше этой температуры, так как жидкость может испариться, оставив осадок медного купороса.
-
Взвесь 1,2 г цинка и запиши точную массу в свой лабораторный блокнот.
-
Медленно добавляйте половину цинка в раствор. Измельчите и перемешайте цинк с помощью мешалки, чтобы полностью растворить все частицы. Раствор должен быть бесцветным. Если цвет все еще присутствует, добавьте еще цинка, пока цвет не исчезнет.
-
Как только цвет полностью исчезнет, взвесьте оставшийся цинк в поддоне для взвешивания и вычтите его из исходной массы, чтобы получить массу используемого цинка. Здесь цинк вступает в реакцию с сульфатом меди с образованием сульфата цинка и твердой меди.
-
Сцедите надосадочную жидкость из вашего раствора в контейнер с надписью "водные отходы". Затем нагрейте конфорку до 40 °C. Получите 10 мл 6 М соляной кислоты от инструктора в промаркированном градуированном цилиндре. Закройте отверстие цилиндра часовым стеклом и верните кислоту обратно в капот.
-
Добавьте 5 мл соляной кислоты к оставшемуся осадку, чтобы растворить весь цинк, присутствующий в твердой меди.
-
Поместите стакан на предварительно разогретую плиту и нагревайте раствор в течение 2 минут. Наблюдаемое здесь пузырчатое образование является реакцией нейтрализации, происходящей при растворении цинка. Следите за тем, чтобы реакция не закипела. Затем выключите нагрев на конфорке.
-
Как только пузырьки утихнут, добавьте 2 - 3 мл соляной кислоты. Продолжайте добавлять кислоту с шагом 1 мл до полного прекращения образования пузырьков.
-
Сцедите надосадочную жидкость, промойте осадок 5-10 мл воды и сцедите оставшуюся надосадочную жидкость. заметка: Если частицы меди слишком малы, чтобы сцеживать жидкость без их потери, установите воронкообразный аппарат Бюхнера с фильтровальной бумагой и без вакуума. Вылейте раствор через воронку, чтобы частицы остались на фильтровальной бумаге, затем верните частицы в стакан. Повторите шаги стирки и сцеживания еще два раза.
-
Замените фильтровальную бумагу в воронке Бюхнера на свежую и слегка смочите ее водой. Затем включите пылесос на мгновение, чтобы фильтр встал на место.
-
Добавьте примерно 5 мл воды в медный осадок, а затем вылейте его в воронку в центре фильтровальной бумаги. Осторожно перемешайте медь, чтобы удалить загрязнения, стараясь при этом не порвать фильтровальную бумагу.
-
Включите пылесос и дайте ему поработать 2 минуты.
-
Закройте вакуум и отсоедините трубку от колбы. Снимите воронку и утилизируйте жидкость в контейнер для водных отходов.
-
Снова подключите воронку Бюхнера и снова подсоедините вакуумную трубку.
-
Возьмите около 10 мл метанола и вылейте 3 мл на медь в воронке. Затем включите пылесос и дайте меди высохнуть в течение 2 минут.
-
Высушите осадок метанолом еще два раза, запуская пылесос после каждой стирки. Во время последней фазы сушки поместите большую резиновую пробку на воронку Бюхнера и дайте вакууму поработать 5 минут. Затем закройте пылесос и отсоедините вакуумную трубку.
-
Снимите большую пробку и дайте меди высохнуть на воздухе в течение 30 минут.
-
Пометьте пустой стакан как "органические отходы" и вылейте жидкость из фильтрующей колбы в контейнер для органических отходов.
-
Пустая чашка для взвешивания и перенесите в нее как можно больше меди из фильтровальной бумаги. Взвесьте медь и запишите ее массу.
-
Очистите от лабораторных работ. Выбросьте органические отходы и излишки метанола в контейнер для органических отходов. Проверьте водные отходы с помощью бумаги для измерения pH и нейтрализуйте их либо лимонной кислотой для определения высокоосновного pH, либо пищевой содой для определения кислого pH.
-
Выбросьте надосадочную жидкость в контейнер для отходов бочки с тяжелым металлом, потому что она содержит цинк. Неиспользованную серную кислоту и соляную кислоту следует нейтрализовать пищевой содой, а затем смыть большим количеством воды в раковину.