Лабораторная работа №3, страница 55, часть 1 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Определение катионов $Li^+$, $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Sr^{2+}$, $Ba^{2+}$, $Cu^{2+}$ по окрашиванию пламени

Реактивы: кристаллы LiCl, NaCl, KCl, $CaCl_2$, $SrCl_2$, $BaCl_2$, $CuCl_2$.

Химическая посуда и лабораторное оборудование: нихромовая проволока, спиртовка.

Нагрейте в пламени петельку из проволоки нихрома, чтобы путем нагрева очистить ее от примесей. Затем прикрепите кристаллы LiCl, NaCl, KCl, $CaCl_2$, $SrCl_2$, $BaCl_2$, $CuCl_2$ к петельке и удерживайте их в горячей, бесцветной зоне пламени спиртовки. Контролируйте изменение цвета пламени под влиянием кристаллов соли. Заполните следующую таблицу в соответствии с полученными наблюдениями:

Изменение цвета пламени доказывает присутствие катионов в кристаллах.

Цель данной лабораторной работы — научиться определять катионы металлов по окрашиванию ими пламени. Этот качественный аналитический метод основан на явлении эмиссии света атомами металлов при их возбуждении в высокотемпературном пламени. Когда летучие соли металлов, содержащие эти катионы, вносятся в пламя, происходит их испарение и разложение с образованием свободных атомов. Высокая температура пламени сообщает атомам энергию, что приводит к переходу их валентных электронов на более высокие энергетические уровни (в возбужденное состояние). Атомы не могут долго находиться в возбужденном состоянии и возвращаются в основное, стабильное состояние. При этом избыток энергии излучается в виде квантов света определенной длины волны (и, следовательно, определенного цвета). Поскольку каждый химический элемент имеет уникальное строение электронных оболочек, то и спектр излучения (а значит, и цвет пламени) для каждого металла будет строго индивидуальным.

В ходе выполнения работы, при помещении на кончике нихромовой проволоки кристалликов солей в бесцветную зону пламени спиртовки, можно наблюдать следующие характерные цвета пламени для каждого катиона:

$K^+$: Соли калия, в частности хлорид калия ($KCl$), окрашивают пламя в фиолетовый (сиреневый) цвет.

$Li^+$: Соли лития ($LiCl$) придают пламени яркий карминово-красный цвет.

$Na^+$: Соли натрия ($NaCl$) окрашивают пламя в очень интенсивный желтый цвет. Этот цвет настолько ярок, что даже следовые количества натрия могут маскировать цвета других ионов.

$Ca^{2+}$: Соли кальция ($CaCl_2$) окрашивают пламя в кирпично-красный (оранжево-красный) цвет.

$Ba^{2+}$: Соли бария ($BaCl_2$) придают пламени характерный желто-зеленый цвет.

$Sr^{2+}$: Соли стронция ($SrCl_2$) окрашивают пламя в карминово-красный цвет.

$Cu^{2+}$: Соли меди(II) ($CuCl_2$) окрашивают пламя в сине-зеленый цвет.

Результаты наблюдений сведены в итоговую таблицу:

Вывод: Изменение цвета пламени доказывает присутствие катионов в кристаллах. Поскольку каждый катион металла придает пламени свой уникальный, характерный цвет, данный метод является эффективным способом качественного определения ионов металлов в анализируемых веществах.

Ответ: Заполненная таблица с результатами наблюдений, а также пояснения к ним, представлены выше.