III.4. Reacția metalelor cu nemetalele. Indicatorii de culoare pentru acizi și baze

👀 Experiment: Reacția dintre fier și sulf

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de încălzire!
🔥 Atenție! Reacția fierului cu sulful este o reacție puternic exotermă (degajare mare de căldură)! Pentru a nu exploda amestecul, se încălzește până la apariția unor puncte incandescente, după care se oprește încălzirea!

Materiale necesare:
Eprubetă, chibrit, spatulă, pilitură de fier, pulbere de sulf, spirtieră, cântar.

Descrierea experimentului:

• Pune în eprubetă pilitura de fier și pulberea de sulf în proporție de 0,87g Fe : 0,5g S.
• Încălzește la flacăra spirtierei acest amestec până la apariția unor puncte incandescente (roșii). Stinge spirtiera.
• Ce observi?

  Fierul se combină la cald cu sulful. Se formează o substanță neagră.

Concluzia experimentului:
Fierul reacționează cu sulful și formează sulfura de fier II, de culoare neagră. Reacția fierului cu sulful este o reacție de combinare, întrucât avem un singur produs de reacție. Această reacție este exotermă, adică are loc cu degajare de căldură, chiar dacă necesită încălzire pentru a fi declanșată.

Fe + S → FeS (Sulfură de fier II)

👀 Experiment: Reacția dintre mercur și sulf

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Atenție! Mercurul este extrem de toxic! Nu inhala vaporii săi! Nu îl atinge și nu il gusta!

Materiale necesare:
Mojar cu pistil, sulf, o picătură de mercur.

Descrierea experimentului:

• Pune într-un mojar pulbere de sulf și o picătură de mercur și amestecă cele două substanțe cu pistilul.
• Ce observi ?

  În scurt timp se observă formarea unei pulberi de culoare neagră.

Concluzia experimentului:
Mercurul reacționează cu sulful și formează sulfura de mercur, de culoare neagră. Reacția mercurului cu sulful este o reacție de combinare, întrucât avem un singur produs de reacție.

Hg + S → HgS (Sulfură de mercur)

👀 Experiment: Reacția dintre sodiu și clor

🔥 Atenție! Experimentul se realizează numai de către profesor, cu purtarea echipamentului de protecție și sub nișă!
🔥 Atenție! Clorul este extrem de toxic și extrem de iritant pentru căile respiratorii, piele și ochi. Este oxidant ! Mortal în caz de inhalare! Foarte toxic pentru mediul acvatic cu efecte pe termen lung.
🔥 Atenție! Sodiul se poate aprinde în aer și provoacă arsuri grave ale pielii şi lezarea ochilor!

Materiale necesare:
Vas cu clor gazos, sodiu, cuțit, clește metalic, lingură de ars, hârtie de filtru, arzător.

Descrierea experimentului:

• Colectează într-un vas clor gazos, de exemplu prin reacția permanganatului de potasiu cu acid clorhidric concentrat :

2 KMnO₄ (s) + 16 HCl (aq) → 5 Cl₂ ↑(g) + 2 KCl (aq) + 2 MnCl₂ (aq) + 8 H₂O (l)

• Taie o bucățică de sodiu și șterge-o cu hârtie de filtru.
• Pune bucata de sodiu într-o lingură de ars și încălzește-o până se topește.
• Pune lingura de ars cu sodiul topit în vasul cu clor.
• Ce observi?

  Sodiul topit, în atmosferă de clor, se aprinde și arde violent cu formarea unei substanțe albe.

Concluzia experimentului:

Sodiul topit reacționează violent cu clorul gazos, cu formarea clorurii de sodiu.

2 Na (l) + Cl₂ (g) → 2 NaCl (s)

👀 Experiment: Reacția magneziului cu clorul

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Experimentul se realizează sub nișă! Nu inspira clorul! Este extrem de toxic și îți poate afecta plămânii!

Materiale necesare:
Pahar Berzelius, clorat de potasiu, acid clorhidric concentrat, magneziu pulbere, lingură de ars, spirtieră, chibrit, sticlă de ceas, spatulă.

Descrierea experimentului:

• Pune în pahar un vârf de spatulă și adaugă câteva picături de acid clorhidric concentrat. Acoperă imediat paharul cu o sticlă de ceas.
• Ce observi ?

  Se degajă un gaz galben-verzui. Cloratul de potasiu cu acidul clorhidric produce clor gazos.
  KClO₃ + 6 HCl = KCl + 3 H₂O + 3 Cl₂ ↑

• Încălzește în lingura de ars pulberea de magneziu până la incandescență.
• Introdu magneziu incandescent în paharul cu clor.
• Ce observi ?

  Magneziul reacționează cu clorul.

Concluzia experimentului:
Magneziul reacționează cu clorul, la cald și formează clorura de magneziu, sub forma unui gaz alb. Este o reacție de combinare, întrucât avem un singur produs de reacție.

Mg + Cl₂ → MgCl₂ (Clorură de magneziu)

👀 Experiment: Reacția bromului cu aluminiu

🔥 Atenție! Bromul este foarte toxic, caustic, extrem de iritant pentru ochi și plămâni și dăunător mediului. Bromul lichid este foarte periculos pentru om, mai ales în cazul inhalării vaporilor (el este extrem de volatil chiar la temperatura camerei), dar și în cazul ajungerii pe suprafața pielii. Inhalarea vaporilor de brom produce tuse, afectează sistemul respirator și sistemul nervos central.
🔥 Atenție! Reacția bromului cu aluminiul este extrem de violentă și se efectuează numai de către profesor, purtând echipament de protecție, sub nișă sau în aer liber. Bromura de aluminiu este corozivă și ușor iritantă.

Materiale necesare:
Cristale de bromură de potasiu, pulbere de dioxid de mangan, soluție concentrată de acid sulfuric (cel puțin 51%), folie de aluminiu, eprubetă înaltă, stativ, pipetă, spatule.

Descrierea experimentului:

• În eprubeta fixată într-un stativ se pun câteva grame de bromură de potasiu peste care se adaugă pulbere de dioxid de mangan. Cu ajutorul unei pipete se adaugă câțiva mililitri de soluție concentrată de acid sulfuric.
• Se așteaptă până când eprubeta se umple cu vaporii de brom.

Reacția pentru obținerea bromului :

2KBr + MnO₂ + 2H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + Br₂ ↑ + 2H₂O

• Când eprubeta este plină cu vaporii maronii de brom, se adaugă o folie de aluminiu în interiorul eprubetei astfel încât suprafața sa de contact cu vaporii de brom să fie cât mai mare. Se așteaptă până când se declanșează o reacție violentă, extrem de exotermă.

Reacția bromului cu aluminiu :

3 Br₂ + 2 Al → 2 AlBr₃

👀 Experiment: Reacția aluminiului cu iodul

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Vaporii de iod sunt toxici și iritanți pentru plămâni și iodura de aluminiu este toxică! Reacția este violentă și are loc cu mare degajare de căldură!

Materiale necesare:
Pulbere de aluminiu, cristale de iod, pulverizator cu apă, cristalizor, nișă

Descrierea experimentului:

• Pune o cantitate foarte mică de pulbere de magneziu într-un cristalizor și adaugă câteva cristale de iod.
• Pulverizează peste acest amestec puțină apă.
• Lasă reacția să aibă loc sub nișă și îndepărtează-te.
• Ce observi ?

  Iodul reacționează energic cu aluminiul, cu degajare de căldură.

Concluzia experimentului:
Iodul reacționează cu aluminiul cu formarea iodurii de aluminiu. Apa are rol de catalizator în reacție (nu participă la reacție și mărește viteza reacției).

2 Al + 3 I₂ → 2 AlI₃

👀 Experiment: Acizii și indicatorii de culoare

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Acizii sunt caustici și îți pot produce arsuri în contact cu pielea!

Materiale necesare:
4 eprubete, soluție de acid clorhidric, indicatori de culoare (turnesol, fenolftaleină, metiloranj), hârtie de pH (care arată caracterul unei soluții - acid, neutru sau bazic).

Descrierea experimentului:

• Pune în fiecare eprubetă 2 mL de acid.
• Picură în prima eprubetă o picătură de soluție violetă de turnesol (hârtie de turnesol).
• Ce observi ?

  Acidul înroșește turnesolul.

• Picură în a doua eprubetă o picătură de soluție incoloră de fenolftaleină.
• Ce observi ?

  Acidul nu schimbă culoarea fenolftaleinei.

• Picură în a treia eprubetă o picătură de soluție portocalie de metiloranj.
• Ce observi ?

  Acidul înroșește metiloranj-ul.

• Pune în a patra eprubetă o bucată de hârtie de pH universal.
• Ce observi ?

  Acidul colorează hârtia de pH în portocaliu, cu un pH de 2,5, ceea ce arată un acid, deoarece este mai mic decât 7.

Prin noțiunea de pH se exprimă cantitativ aciditatea (sau bazicitatea) unei substanțe.

• Soluțiile cu pH < 7 sunt acide.
• Soluțiile cu pH = 7 sunt neutre.
• Soluțiile cu pH > 7 sunt bazice.

Concluzia experimentului:
Acizii înroșesc turnesolul și metiloranj-ul și nu schimbă culoarea fenolftaleinei.

👀 Experiment: Bazele și indicatorii de culoare

🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai de către profesori!
🔥 Atenție! Bazele sunt caustice și îți pot produce arsuri în contact cu pielea!

Materiale necesare:
4 eprubete, soluție de hidroxid de sodiu, indicatori de culoare (turnesol, fenolftaleină, metiloranj), hârtie de pH (care arată caracterul unei soluții - acid, neutru sau bazic).

Descrierea experimentului:

• Pune în fiecare eprubetă 2 mL de hidroxid.
• Picură în prima eprubetă o picătură de soluție violetă de turnesol (hârtie de turnesol)
• Ce observi ?

  Turnesolul în mediul bazic se albăstrește.

• Picură în a doua eprubetă o picătură de soluție incoloră de fenolftaleină.
• Ce observi ?

  Fenolftaleina se colorează în mediul bazic în roșu-carmin.

• Picură în a treia eprubetă o picătură de soluție portocalie de metilorange.
• Ce observi ?

  Metiloranj-ul se colorează în mediul bazic în galben.

• Pune în a patra eprubetă o bucată de hârtie de pH universal.
• Ce observi ?

  Hidroxidul colorează hârtia de pH în albastru-violet, cu un pH de 13, ceea ce arată o bază, deoarece este mai mare decât 7.

Prin noțiunea de pH se exprimă cantitativ aciditatea (sau bazicitatea) unei substanțe.

• Soluțiile cu pH < 7 sunt acide.
• Soluțiile cu pH = 7 sunt neutre.
• Soluțiile cu pH > 7 sunt bazice.

Concluzia experimentului:
Bazele înroșesc fenolftaleina, albăstresc turnesolul și îngălbenesc metiloranj-ul.