Общая и неорганическая химия

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2020

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА

А. В. Брюзгина, А. С. Урусова,
Л. Я. Гаврилова

ОБЩАЯ
И  НЕОРГАНИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ

Практикум

Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вуза, обучающихся по направлениям подготовки
27.03.01 «Стандартизация и метрология», 27.03.05 «Инноватика»,
28.03.01 «Нанотехнологии и микросистемная техника»,
05.03.04 «Гидрометеорология»

УДК 54(076.5)
ББК 24я73-5
        Б898

Практикум включает описания лабораторных работ, иллюстрирующих
основные экспериментальные подходы при проведении качественных и количественных экспериментов. Правильно поставленный эксперимент позволяет
проследить закономерности химических процессов, исследовать влияние различных факторов на химические реакции, запомнить свойства веществ, а также способствует выработке методологии химического мышления и соблюдению правил техники безопасности.
Для студентов 1–3 курсов естественно-научных направлений подготовки.

Брюзгина, А. В.
Общая и неорганическая химия : практикум / А. В. Брюзгина, А. С. Урусова, Л. Я. Гаврилова ; [под общ. ред. Л. Я. Гавриловой] ; Министерство науки и высшего образования Российской
Федерации, Уральский федеральный университет. – Екатеринбург :
Изд-во Урал. ун-та, 2020. – 167 с. : ил. – Библиогр.: с. 158–159. –
30 экз. – ISBN 978-5-7996-2955-7. – Текст : непосредственный.
ISBN 978-5-7996-2955-7

Б898

ISBN 978-5-7996-2955-7

Под общей редакцией Л. Я. Гавриловой

Р е ц е н з е н т ы:
лаборатория органических материалов
Института органического синтеза УрО РАН
(и. о. заведующего лабораторией кандидат химических наук,
старший научный сотрудник А. В. Пестов);
Е. Г. Калинина, кандидат химических наук, старший научный сотрудник
лаборатории комплексных электрофизических исследований
(Институт электрофизики УрО РАН)

УДК 54(076.5)
ББК  24я73-5

© Уральский федеральный университет, 2020

ПРЕДИСЛОВИЕ

Практикум знакомит студентов с техникой безопасности, с самыми важными химическими реакциями и классами соединений.
Здесь изучаются свойства и получение основных классов неорганических соединений, а также свойства некоторых газов. Данные
работы позволяют овладеть простейшими приемами техники лабораторных работ: взвешиванием, измерением объема и плотности
растворов, нагреванием и приготовлением растворов.
Практикум включает описания лабораторных работ, иллюстрирующих основные экспериментальные подходы при проведении
качественных и количественных экспериментов. Правильно поставленный эксперимент позволяет проследить закономерности химических процессов, исследовать влияние различных факторов на химические реакции, запомнить свойства веществ, а также способствует выработке методологии химического мышления. В процессе
лабораторных занятий по химии складываются навыки проведения химического эксперимента, организации рабочего места, соблюдения правил техники безопасности. В практикуме представлены различные методы изучения классов неорганических веществ,
способы измерения объемов и масс веществ, условия протекания
реакций ионного обмена.
Каждой лабораторной работе предшествует краткая теория, которая лежит в основе экспериментальных измерений и необходима
для осмысления их результатов. Эти вводные разделы не претендуют на систематическое изложение всего теоретического материала
и не могут заменить курса лекций и имеющуюся учебную литературу. Затем идет описание приборов и реактивов, используемых
при выполнении работы, и порядка ее выполнения. Завершают описание каждой лабораторной работы методические указания по составлению отчета. Для наиболее полного осмысления материала
в каждой лабораторной работе есть вопросы для самоконтроля.
Авторы признательны сотрудникам кафедры физической и неорганической химии Л. В. Хвостовой, А. П. Галайда, внесшим существенный вклад в развитие и постановку лабораторных работ,
описанных в настоящем пособии.

Тема  1
ПРАВИЛА  РАБОТЫ
В  ХИМИЧЕСКОЙ  ЛАБОРАТОРИИ.
ОКАЗАНИЕ  ПЕРВОЙ  МЕДИЦИНСКОЙ  ПОМОЩИ
В  ЛАБОРАТОРИИ.  ПОСУДА  И  РЕАКТИВЫ.
ИЗМЕРЕНИЕ  ОБЪЕМОВ  ЖИКОСТЕЙ,
ВЗВЕШИВАНИЕ

Цели: освоение правил работы в химической лаборатории; оказание первой медицинской помощи; основная химическая посуда;
правила хранения реагентов; правила ведения рабочего журнала.

Правила работы в химической лаборатории
1. Студенту в лаборатории отводится постоянное рабочее место
и место для хранения выданной посуды, которые он обязан содержать в чистоте и порядке. На рабочем месте должны находиться
только те предметы, которые нужны в данное время для работы.
2. Необходимые для работы реактивы выставляются лаборантом на полки в вытяжном шкафу.
3. Сухие реактивы необходимо брать чистым шпателем или специальной ложечкой. При наливании растворов из склянок следует
держать последние таким образом, чтобы этикетка была повернута вверх (во избежание ее загрязнения).
4. Если в руководстве не указано, какое количество вещества
необходимо взять для проведения в пробирке того или иного опыта, предлагается брать сухое вещество в количестве, закрывающем
дно пробирки, а раствор – не более ⅛ объема пробирки.
5. Неизрасходованные реактивы ни в коем случае нельзя высыпать (выливать) обратно в склянки.
6. Крышки и пробки от реактивных банок и склянок следует
класть на стол поверхностью, не соприкасающейся с реактивом.

7. После окончания работы необходимо навести порядок на рабочем месте, а посуду вымыть и убрать в индивидуальный ящик
для хранения. Посуду и инструменты общего пользования следует
вернуть на исходное место.

Оказание первой медицинской помощи
в лаборатории
1. При попадании на кожу (рук, лица и т. д.) концентрированных
кислот (серной, азотной, уксусной и т. д.) следует на обожженное
место немедленно нанести слабощелочной водный раствор и затем промывать сильной струей воды в течение 3–5 мин., после
чего наложить повязку из ваты, смоченной 3 %-ным раствором
перманганата калия. При сильных ожогах после оказания первой
помощи нужно немедленно обратиться к врачу.
2. При ожоге кожи растворами щелочей следует на обожженное место немедленно нанести необходимое количество пищевой
соли и промывать обожженный участок кожи водой до тех пор,
пока кожа не перестанет быть скользкой на ощупь, после чего наложить повязку, смоченную 3 %-ным раствором перманганата
калия.
3. При попадании брызг кислоты или щелочи в глаза немедленно промыть поврежденный глаз большим количеством воды комнатной температуры, после чего обратиться к врачу. Глаза промывают водой, затем раствором борной кислоты или гидрокарбоната
натрия. После заключительного ополаскивания глаз чистой водой
под веки следует ввести 2–3 капли раствора альбуцида с массовой
долей вещества 30 %.
4. При ожоге кожи горячими предметами (стеклом, металлами и т. п.) сначала нужно наложить повязку, смоченную 3 %-ным
раствором перманганата калия, а затем мазь от ожогов.
5. При отравлении хлором, бромом, сероводородом необходимо вывести пострадавшего на воздух, а затем обратиться к врачу.
6. Отравление кислотами: выпить 4–5 стаканов теплой воды
и вызвать рвоту, затем выпить столько же взвеси оксида магния

в воде и снова вызвать рвоту. После этого сделать промывание желудка теплой водой. Общий объем жидкости – не менее 6 л.
7. Отравление щелочами: выпить 4–5 стаканов теплой воды
и вызвать рвоту, затем выпить столько же водного раствора уксусной кислоты с массовой долей вещества 2 % и снова вызвать рвоту. После этого сделать промывание желудка теплой водой.
8. Отравление фенолом: выпить 4–5 стаканов теплой воды и вызвать рвоту, затем выпить столько же розового раствора перманганата калия и снова вызвать рвоту. Третье промывание сделать
водным раствором этанола с массовой долей вещества 5 % (объем
не менее 1 л).
9. Отравление парами брома: нюхать с ватки нашатырный
спирт, затем промыть слизистые оболочки носа и горла водным
раствором гидрокарбоната натрия с массовой долей вещества 2 %.
10. Ожоги 1-й степени: обработать этиловым спиртом и наложить сухую стерильную повязку.
11. Ожоги едким веществом: удалить едкое вещество с кожи
встряхиванием или снятием пинцетом, сухой бумагой или стеклянной палочкой.
12. Ожоги растворами кислот или щелочей: смыть вещества
после встряхивания видимых капель под струей воды.
13. Ожоги негашеной известью: снимать известь следует пинцетом или тампоном, смоченным минеральным или растительным
маслом. Запрещается пользоваться водой. После удаления с кожи
травмирующего вещества пораженный участок обрабатывают
раствором уксусной кислоты или гидрокарбоната натрия с массовой долей вещества 2 %. Затем ополаскивают водой и накладывают повязку с фурацилином.
14. Ожоги йодом или жидким бромом: вещество удаляют с кожи
этиловым спиртом и накладывают примочку из раствора гидрокарбоната натрия.

Основная посуда, применяемая в практикуме.
Основные препаративные приемы работы
Мерная химическая посуда. Мерной называют посуду, применяемую для измерения объемов жидкостей. К ней относятся цилиндры, бюретки, пипетки, мерные колбы.
Цилиндры применяют в тех случаях, когда измерения не требуют большой точности. Мерные цилиндры – это стеклянные сосуды с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими
объем в миллилитрах. Вместимость цилиндров бывает от 5–10 мл
до 1 л и больше.
Пипетки служат для отмеривания и переноса определенного
объема жидкости. Обычные пипетки представляют собой стеклянные трубки небольшого диаметра с расширением посередине. Нижний конец пипетки слегка оттянут и имеет диаметр около 1 мм.
Пипетки бывают вместимостью от 0,1 до 100 мл. В верхней части
пипетки имеется метка, до которой набирают жидкость.
Для наполнения пипетки нижний ее конец опускают в жидкость до дна сосуда. С помощью груши набирают жидкость, следя,
чтобы кончик пипетки все время находился в жидкости. Жидкость
набирают так, чтобы она поднялась на 2–3 мм выше метки, быстро закрывают верхнее отверстие указательным пальцем, придерживая в то же время пипетку большим и средним пальцами. Затем
ослабляют нажим указательного пальца, в результате чего жидкость
медленно вытекает из пипетки.
Бюретки – узкие трубки с делениями, отмеривающими объем
вытекающей жидкости. Обычная емкость бюреток – 5, 10, 30, 40,
50, 100 мл. Точность измерения – 0,1 %.
Мерные колбы применяют для приготовления заданного объема
раствора. Они представляют собой плоскодонные сосуды различной вместимости. На горлышке колбы имеется метка, а на самой
колбе указана ее вместимость в миллилитрах при определенной
температуре.

Тонкостенная и толстостенная химическая посуда. Для проведения различных химических опытов применяется особая посуда из тонкостенного или толстостенного стекла. Изделия из тонко

стенного стекла стойки к колебаниям температуры, поэтому в них
обычно проводятся химические операции, требующие нагревания.
Химическую посуду из толстостенного стекла нагревать нельзя.
Наиболее часто в практикуме употребляется стеклянная посуда, изображенная на рис. 1: стаканы (а), пробирки (б), колбы конические (в) и плоскодонные (г).

Рис. 1. Лабораторная посуда:
а – стаканы; б – пробирки; в – колбы конические; г – колбы плоскодонные

а
б

в
г

Рис. 2. Мерная посуда:
а – градуированные цилиндры; б –  пипетки

Для измерения объема жидкостей используются мерные градуированные цилиндры (рис. 2, а) и пипетки разных типов (рис. 2, б).
Для фильтрования используются конические воронки (рис. 3, а), воронки с пористым стеклянным дном или фильтр Шотта (рис. 3, б) и др.

Рис. 3. Оборудование для фильтрования и переливания жидкости:
а – конические воронки; б – воронки с пористым стеклянным дном или фильтр Шотта

а
б

а
б

Мытье посуды. Химическая посуда после проведения опыта
должна быть тщательно вымыта. Вначале ее промывают водопроводной водой; если при этом механические загрязнения не удаляются, нужно применить моющие средства и специальную щетку-ерш.

Весы и взвешивание. При помощи весов определяют массу
тела, сравнивая ее с массой, условно принятой за единицу.
В зависимости от точности взвешивания весы разделяют на следующие группы:
1) технические для грубого взвешивания (точность до 1 г);
2) технические для точного взвешивания (точность до 0,01 г);
3) аналитические (точность 10–4–10–6).
Приступая к взвешиванию, необходимо убедиться, что весы
правильно установлены.
При взвешивании рекомендуется использовать специальную
посуду (весовое стекло, чистый сухой стакан, бюкс).
После окончания взвешивания ничего не оставлять на весах
и всегда убирать просыпавшиеся реагенты с поверхности весов и поверхности рядом с весами.

Перемешивание смесей и растворов. Перемешивание небольших количеств веществ в течение короткого времени удобно
проводить вручную путем взбалтывания (встряхивания) или с помощью стеклянной палочки. Для перемешивания реакционных
смесей в плоскодонных сосудах используют магнитные мешалки.
В сосуд с реакционной смесью помещают небольшой стальной стержень – якорек, запаянный в стекло или тефлон. Он приводится в движение с помощью магнита, который вращается в корпусе, выполненном в виде столика для установки реакционного сосуда. На такой
мешалке можно также нагревать перемешиваемую реакционную
смесь. Большие количества или густые (вязкие) смеси перемешивают с помощью электромеханической мешалки.

Нагревание. Нагревание растворов или твердых веществ можно проводить в пробирке, стакане, колбе (на термостойкой посуде
имеется матовая метка ТУ или Therm). В качестве нагревателя используются спиртовки, электроплитки, водяные и песчаные бани.