آزمایش بررسی سختی آب + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• 3 عدد بشر یا ارلن

• کلسیم کلرید

• صابون مایع

• سدیم کربنات

• کتری یا یک ظرف فلزی کوچک برای جوشاندن آب

• آب

روش انجام:

 الف) بررسی سختی آب در اثر انحلال کلسیم کلرید در آب

ابتدا در هر یک از 2 ارلن مقداری آب معمولی بریزید. سپس به میزان 3 گرم از کلرید کلسیم را وزن کرده و در یکی از ارلن ها ریخته ، درپوش ارلن را گذاشته و آن را تکان دهید تا کلسیم کلرید کاملا در آب حل شود. حالا به این محلول و ارلن دیگر که آب معمولی در آن ریخته اید , چند قطره صابون مایع اضافه کرده , درپوش هردو ارلن را گذاشته و اینبار نیز خوب تکان دهید تا صابون در آن ها حل شود. میزان کف تولید شده در هریک از دو ارلن را با هم مقایسه کنید.

 ب) رفع سختی آب در اثر انحلال سدیم کربنات در آب سخت

در مرحله ی بعد نیز  ارلنی را مانند مرحله قبل با محلول آب و 3 گرم کلسیم کلرید ، پر کنید. سپس اینبار به آن به میزان 3 گرم سدیم کربنات اضافه کنید و مشاهدات خود را یادداشت کنید. بهتر است بدانید که استفاده از ترکیباتی خاص که دارای یون سدیم می باشند ، یکی از روش های از بین بردن سختی آب می باشد که معمولا در رفع سختی دائمی آب کاربرد دارد.

ج) روش از بین بردن سختی موقت آب

مقدار کمی از محلول آّب و  کلسیم کلرید تهیه کرده و در ظرف فلزی بریزید. سپس این ظرف را روی چراغ الکلی حرارت دهید تا تمام آب آن بخار شود و در ته ظرف رسوب سفیدرنگی به جا بماند. بهتر است بدانید که این روش یکی از روش های از بین بردن سختی موقت آب می باشد که از تصعید بخار آب حاصل ، آب نرم به دست می آید و رسوبات کلسیم ، در کف ظرف باقی خواهد ماند.

سوالات پیش آمده :

1.      معادلات این واکنش ها را بنویسید.     پیوند یونی بین یون های کلسیم و کلر موجود در کلسیم کلرید در اثر انحلال در آب ، شکسته و یون های کلسیم و کلر ‌در آب آزاد می شوند که آزاد شدن یون کلسیم در آب باعث سخت شدن آن می شود.

                                                  

2.      تفاوت میزان کف تولید شده در آب سخت و نرم را چگونه توجیه می کنید؟      با ریختن صابون مایع در هریک از ارلن ها و تکان دادن آن ها ، مشاهده کردیم که صابون در ارلنی که  حاوی آب معمولی و خالص بود ، کاملا کف کرد اما در ارلن دیگر که حاوی محلول آب و کلسیم کلرید بود ، به میزان بسیار بسیار کمتری کف ایجاد شد و در عوض رسوبی در آب ظاهر شد که رنگ آب را کدر کرد. کف نکردن صابون در این ارلن به سختی آب بر می گردد. چرا که این ارلن حاوی یون کلسیم بوده که موجب سخت شدن آب می شود و صابون در آن کف نمی کند.


3.          رسوب ایجاد شده در اثر افزودن صابون به ظرف آب سخت نشانه ی چیست؟     همانطور که می دانید صابون در آب سخت کف نمی کند و این امر به این خاطر است که بخش آنیونی صابون با یون های موجود در آب سخت واکنش داده و به جای کف ، رسوب نامحلولی در آب ایجاد می شود.

4.          سدیم کربنات چطور باعث نرم شدن آب سخت شد؟   با اضافه کردن سدیم کربنات به محلول آب سخت ، کربنات موجود در آن با یون کلسیم موجود در آب سخت ، واکنش داده و رسوبی نامحلول ایجاد می کند که می توان آن را به راحتی از آب جدا کرد. به این ترتیب یون کلسیم از آب خارج شده و به جای آن یون سدیم در آب آزاد می شود که تاثیری در سختی آب نداشته و آن را سخت نمی کند. برای روشن تر شدن موضوع اجازه دهید تا معادلات واکنش های انجام شده را با هم بررسی کنیم:

در مرحله ی اول با انحلال سدیم کربنات در آب ، پیوند یونی بین آن شکسته و یون های کربنات و سدیم در آب آزاد می شود‌:

و در مرحله بعد یون کربنات با یون کلسیم موجود در آب واکنش داده و رسوب نامحلول کلسیم کربنات در آب ایجاد می شود که قابل جداسازی می باشد. به این ترتیب ، یون کلسیم به وسیله چسبیدن به کربنات از آب خارج شده  و آب نرم می شود. اما در عوض یون سدیم در آب آزاد شده که باعث سختی آب نمی شود.

بررسی آزمایش جذاب شناسایی یون فلزات با تشکیل رسوب های رنگی + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• 5 عدد بشر یا ظرف شیشه ای یک شکل

• سدیم یدید

• کلرید جیوه

• سرب II نیترات

• نیترات نقره

• نیترات پتاسیم

روش انجام:

 ابتدا در هر یک از 5 بشر مقداری از محلول های کلرید جیوه ، نیترات سرب ، نیترات نقره ، نیترات پتاسیم و سدیم یدید بریزید. سپس بشر حاوی محلول سدیم یدید را برداشته و به آرامی به هر یک از بشرها مقداری سدیم یدید اضافه کرده و نتیجه را مشاهده کنید. بهتر است بدانید که یکی از روش های شناسایی یون ها ، اضافه کردن یک محلول دیگر به محلول نمک آنها می باشد به طوری که تشکیل رسوب بدهد.

سوالات پیش آمده :

1.      معادلات این واکنش ها را بنویسید.

                    

 

                       

 

                

 

                           

2.      تغیر رنگ و رسوب ایجاد شده برای هرکدام از محلول ها را نام برده و با توجه به معادلات واکنش ها علت را توجیه کنید؟ 

اضافه کردن سدیم یدید به محلول کلرید جیوه ، باعث به وجود آمدن رسوب نارنجی رنگی می شود که با توجه به معادله واکنش این رسوب نشان دهنده ی HgI2 یا همان جیوه II یدید می باشد.

اضافه کردن سدیم یدید به محلول نقره نیترات ، باعث به وجود آمدن رسوب سفید رنگی می شود که با توجه به معادله واکنش این رسوب نشان دهنده ی AgI یا همان نقره یدید می باشد.

اضافه کردن سدیم یدید به محلول نیترات سرب ، باعث به وجود آمدن رسوب زرد رنگی می شود که با توجه به معادله واکنش این رسوب نشان دهنده ی PbI2 یا همان سرب II یدید می باشد.

همچنین افزودن سدیم یدید به محلول نیترات پتاسیم رسوبی ایجاد نکرده و رنگ ماده تغییری نمی کند.

  یک پیشنهاد جالب : تغیر رنگ و رسوب ایجاد شده برای هرکدام از محلول ها را یادداشت کنید. سپس در چند بشر همشکل مقداری از هریک از این محلول ها را ریخته و به این وسیله تشخیص دهید که هرظرف مجهولی حاوی کدام یون می باشد.

بررسی آزمایش واکنش جالب ترکیب گاز آمونیاک و هیدروکلریک اسید + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• محلول اسیدهیدروکلریک غلیظ

• آمونیاک

•   2 عدد لوله آزمایش

•  کاغذ تورنسل

•   پنبه یا دستمال مرطوب

هشدار : گاز آمونیاک ، اشک آور و خفه کننده است. پنجره ها را باز کرده و از بوییدن مستقیم آن خودداری کنید. همچنین تنفس بخارات هیدروکلریک اسید نیز خطرناک بوده و به دستگاه تنفسی آسیب می رساند.

روش انجام:

در یکی از لوله ها مقداری محلول اسیدهیدروکلریک ریخته و در لوله ی دیگر نیز مقداری آمونیاک می ریزیم. سپس دهانه ی دو لوله را مجاور یکدیگر قرار داده و نتیجه ی آزمایش را مشاهده می کنیم. در حین انجام آزمایش کاغذ تورنسل را به وسیله ی پنبه مرطوب کرده و در مسیر دهانه ی هریک از دولوله نگه دارید و نتیجه را یادداشت کنید. بهتر است بدانید که آمونیاک گازی بی رنگ و با مزه ای تند می باشد. این گاز در صنایع مختلف ، به ویژه در تولید نایلون کاربرد دارد.

سوالات پیش آمده :

1.      معادله ی این واکنش را بنویسید.

                                              

2.      مشاهدات خود را شرح دهید.     به محض نزدیک کردن دهانه ی دو ظرف به یکدیگر, رسوب رسوب سفیدرنگی در هوا پخش شده و روی دهانه ی لوله ها می نشیند. همچنین مشاهده می شود که کاغذ لیتموس به رنگ آبی در می آید. این امر نشان دهنده ی این است که این گرد سفید رنگ که فرآورده ی واکنش می باشد، خاصیت اسیدی دارد.

 

3.          با توجه به معادله ی واکنش ، دود سفیدرنگی که روی دهانه ی لوله ها نشسته را توجیه کنید .    با توجه به معادله ی واکنش این دود نشان دهنده ی NH4Cl یا همان آمونیوم کلرید(نشادر) می باشد که در اثر ترکیب گاز آمونیاک و هیدروکلریک اسید تولید شده است.

 

بررسی آزمایش واکنش جابجایی دوگانه مس با سدیم + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• لوله آزمایش

• بشر
  

• محلول سدیم هیدروکسید
  

• پودر سولفات مس

 

 هشدار : حین کار با سدیم هیدروکسید ، از دستکش استفاده کنید چرا که اثر خورندگی دارد.

روش انجام:

یک بشر را تا نصفه پر از آب کرده و نصف قاشق سولفات مس به آن اضافه کنید و با همزن هم بزنید. سپس حدود 1 میلی لیتر از این محلول را داخل لوله ی آزمایش ریخته و کمی سدیم هیدروکسید به آن اضافه کنید و نتیجه ی آزمایش را مشاهده کنید. بهتر است بدانید که سدیم هیدروکسید (سود سوز آور) جامدی سفید رنگ بوده در ترکیب با آب محلول قلیایی به وجود می آورد. این ماده در صنعت به ویژه در تولید رنگ ، کاغذ و صابون کاربرد دارد.

سوالات:

1.      معادله ی این واکنش را بنویسید.

         

2.      مشاهدات خود را شرح دهید.  طبق معادله ی واکنش ، یک واکنش جابجایی دوگانه انجام شده و رسوب آبی رنگ و ژله مانندی که تشکیل شده است ؛ نشانه دهنده ی مس II هیدروکسید می باشد.

بررسی آزمایش واکنش جابجایی دوگانه نقره و هیدروژن + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• لوله آزمایش یا ظرفی مناسب برای آزمایش

• هیدروکلریک اسید
  

• محلول نقره نیترات
  

• قطره چکان

                 

 

هشدار : حین کار با اسیدهیدروکلریک از دستکش استفاده کنید. در صورت تماس این اسید با پوست بدن ، سریعا با آب شستشو داده و به پزشک مراجعه کنید. از تنفس بخار این ماده نیز بپرهیزید.

روش انجام:

داخل یک لوله ی آزمایش 1 میلی لیتر محلول نقره نیترات ریخته و سپس با قطره چکان ، به آن مقدار کمی اسید هیدروکلریک اضافه کنید و نتیجه ی آزمایش را مشاهده کنید.

سوالات:

1.      معادله ی این واکنش را بنویسید

                     

2.      مشاهدات خود را شرح دهید.

بلافاصله پس از اضافه کردن هیدروکلریک اسید به محلول نقره نیترات ، رنگ محلول کدر می شود

3.      با توجه به معادله واکنش توضیح دهید که کدر شدن رنگ محلول در انتهای آزمایش ، نشانه ی چیست؟

با توجه به معادله واکنش ، علت کدر شدن رنگ محلول ، تشکیل رسوب سفیدرنگ کلرید نقره می باشد.

بررسی آزمایش واکنش جابجایی دوگانه نقره و سدیم + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• بشر

• نمک خوراکی (سدیم کلرید)
  

• آب

• قطره چکان

• محلول نقره نیترات

روش انجام:

در یک بشر محلولی از آب و نمک خوراکی تهیه کنید و سپس قطره قطره محلول نقره نیترات را به آن اضافه کنید. بهتر است بدانید که معمولا از ترکیب دو محلول نمک، رسوب و یا آب تشکیل می شود.

سوالات پیش آمده :

1.      معادله ی این واکنش را بنویسید.

                     

2.      مشاهدات خود را توضیح دهید.

    بلافاصله پس از اضافه کردن نقره نیترات ، رسوب سفید رنگی به سرعت تشکیل می شود که با توجه به معادله ی واکنش همان نقره کلرید می باشد.

بررسی واکنش جابجایی یگانه مس و آلومنیوم در محلول سولفات مس + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• بشر

• سولفات مس

• آب

• همزن شیشه ای

• ورق آلومنیوم

روش انجام:

در یک بشر به میزان 2/3 آب ریخته و 1 قاشق سولفات مس به آن اضافه کنید و آنرا با همزن شیشه ای ، هم بزنید تا به صورت زیر دربیاید.

 

سپس ورق آلومنیوم کوچکی را در بشر انداخته و به تغییرات محلول دقت کنید. بهتر است بدانید که سولفات مس ( گوهر آبی و یا زاج کبود ) در مواردی همچون پزشکی ، کشاورزی و صنایع شیمیایی کاربردهای فراوانی دارد. این ماده معمولا به شکل آب پوشیده در آزمایشگاه ها یافت شده و به رنگ آبی می باشد. اما اگر فرم آب پوشیده ی آنرا در شعله حرارت دهید ، بدون آب شده و به رنگ سفید خاکستری در می آید. حالت 5 آبه که به صورت زیر نوشته می شود ، متداول ترین فرم آب پوشیده ی این ترکیب می باشد.ژ

CuSO4.5H2O

همچنین خوب است بدانید که آلومنیوم فلزی است با عدد اتمی 13 که در طبیعت به صورت سنگ بوکسیت یافت می شود. این فلز در صنعت کاربردهای گسترده ای دارد.

سوالات پیش آمده :

1.      معادله ی این واکنش را بنویسید.

                        

2.      مشاهدات خود را توضیح دهید.

 

      مشاهده می شود که پس از مدتی لایه ی قرمز رنگی روی ورق آلومنیوم می نشیند که نشان دهنده ی واکنش جابجایی یگانه انجام شده بین مس موجود در سولفات مس و آلومنیوم است. به این صورت که طبق معادله ی واکنش ، مقداری از مس موجود در محلول جدا شده و در محلول آزاد می شود و روی ورق آلومنیوم هم می نشیند و در عوض مقداری از آلومنیوم نیز با سولفات ترکیب شده و آلومنیوم سولفات تشکیل می دهد.

3.      رنگ محلول اولیه را با رنگ محلول نهایی مقایسه کنید و علت این تغییر رنگ را توجیه کنید.  

    

      پس از گذشت زمان رنگ محلول کدر می شود که نشان دهنده ی حل شدن آلومنیوم در محلول سولفات و آزاد شدن مس در محلول است. همچنین لایه ی نارنجی رنگ مس که روی سطح ورق آلومنیومی می نشیند که کاملا قابل مشاهده است.

 

آزمایش جالب سوختن نوار منیزیم‌ + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• نوار منیزیم

• چراغ بونزن

• گیره

 

هشدار : به نور سفیدرنگی که هنگام سوختن این فلز متصاعد می شود، خیره نشوید. خیره شدن به آن به علت داشتن پرتو فرابنفش ، مضر می باشد.

 

روش انجام:

یک سر نوار منیزیم (سفید تا نقره ای) را با گیره نگه داشته و سر دیگر آن را روی شعله نگه دارید تا مشتعل شود. بهتر است بدانید که منیزیم فلزی است که در ساخت مواد منفجره و بمب های آتش زا کاربرد دارد. همچنین مقداری از این فلز به طور طبیعی در بدن  انسان ( در عضلات و ماهیچه ها) یافت می شود. همچنین خوب است بدانید که از خاکستر حاصل از سوختن منیزیم در ساخت نوع خاصی از فشفشه ها استفاده می شود.

سوالات:

1.      معادله ی این واکنش را بنویسید

 

2.      مشاهدات خود را شرح دهید

نوار فلز منیزیم در مجاورت شعله به سرعت می سوزد و در حین سوختن نور سفید خیره کننده ای از خود متصاعد کرده که چشم را اذیت می کند. در نهایت فرآورده ی این آزمایش خاکستر حاصل از سوختن منیزیم است که گردی خاکستری رنگ به نام MgO می باشد.

 

3.      خاکستر حاصل از واکنش را در بشری ریخته و به آن مقداری آب و چند قطره فنول فتالئین اضافه کنید ، نتیجه را بیان کنید.

       در اثر انحلال خاکستر حاصل از سوختن منیزیم که همان منیزیم اکسید می باشد ، منیزیم هیدروکسید تشکیل شده که باعث قلیایی شدن  محلول خواهد شد. پس رنگ فنول فتالئین به نگ ارغوانی درمی آید.

 

آزمایش بررسی واکنش جابجایی یگانه مس و آهن در محلول سولفات مس + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

• بشر

• سولفات مس

• آب

• همزن شیشه ای

• میخ آهنی

روش انجام:

در یک بشر به میزان 2/3 آب ریخته و 1 قاشق سولفات مس به آن اضافه کنید و آنرا با همزن شیشه ای ، هم بزنید تا به صورت زیر دربیاید.

                                                        

سپس یک عدد میخ آهنی را در بشر انداخته و به تغییرات محلول دقت کنید. بهتر است بدانید که سولفات مس ( گوهر آبی و یا زاج کبود ) در مواردی همچون پزشکی ، کشاورزی و صنایع شیمیایی کاربردهای فراوانی دارد. این ماده معمولا به شکل آب پوشیده در آزمایشگاه ها یافت شده و به رنگ آبی می باشد. اما اگر فرم آب پوشیده ی آنرا در شعله حرارت دهید ، بدون آب شده و به رنگ سفید خاکستری در می آید.

 

                                        

سوالات پیش آمده :

1.      معادله ی این واکنش را بنویسید.

 

2.      مشاهدات خود را توضیح دهید.  پس از چند دقیقه اگر میخ آهنی را از ظرف خارج کنیم ، مشاهده می کنیم که روی میخ یک لایه نازک از مس نشسته است که نشان دهده ی واکنش جابجایی یگانه انجام شده است. در واقع در این واکنش طبق معادله ی آن ، آهن با سولفات مس واکنش داده و مقداری مس از محلول آزاد شده و روی میخ می نشیند و در عوض مقداری آهن نیز در محلول حل شده و سولفات آهن تشکیل می شود. 

 

3.      رنگ محلول اولیه را با رنگ محلول نهایی مقایسه کنید و علت این تغییر رنگ را توجیه کنید.   پس از گذشت زمان طولانی تری رنگ محلول از آبی به نارنجی گرایش پیدا می کند که نشان دهنده ی آزاد شدن مس در محلول می باشد. همچنین لایه ی نارنجی رنگ مس که روی سطح میخ می نشیند که کاملا قابل مشاهده است.

آزمایش جالب تجزیه آمونیوم دی کرومات ( ساخت کوه آتشفشان ) + عکس

وسایل و مواد مورد نیاز:

·        بشر 250

·        توری نسوز 

·        5 گرم آمونیوم دی کرومات 

·        پنبه و الکل

روش انجام:

5 گرم آمونیوم دی کرومات را توزین کرده (یعنی وزن کنید) و به صورت کوهی کوچک روی توری نسوز ریخته و آن را بر روی یک کاغذ A4 قرار دهید . پنبه را آغشته به الکل کرده و و آن را آتش بزنید و پنبه ی آتش گرفته را روی کوه آتشفشانی خود نگه دارید تا جرقه بزند و روشن شود. به محض فوران کردن آن ، بشر را به صورت وارونه روی آن قرار دهید. بهتر است بدانید که آمونیوم دی کرومات ، در رادیوگرافی و در ساخت فشفشه ها و مواد آتش زا کاربرد دارد.

سوالات پیش آمده :

1.      1. معادله ی این واکنش را بنویسید

 

                                                                          

2.      2. پودر آمونیوم دی کرومات قبل از انجام واکنش چه رنگی بود؟  نارنجی

3.      3. فرآورده ی نهایی این واکنش چه رنگی دارد؟  سبز

4.      4. شدت انجام آزمایش را در لحظه ی شروع تا هنگام قرار دادن بشر روی آن ، با هم مقایسه کنید.  در ابتدای آزمایش ، آمونیوم دی کرومات به صورت عمودی و از نوک قله به طرف داخل تجزیه شده و فوران چندانی ندارد ؛ اما بعد از گذشت چند ثانیه شدت آزمایش بالاتر رفته و آمونیوم دی کرومات به شدت از داخل به سمت بیرون فوران می کند.

 

5.       5. با توجه به معادله ی واکنش ، تشکیل حباب های گاز را روی دیواره ی بشر توجیه کنید.   با توجه به معادله ی واکنش می بایست گاز نیتروژن و بخار آب از آمونیوم دی کرومات اولیه خارج گردد. پس نتیجه می گیریم که حباب های ایجاد شده روی دیواره ی بشر ، همان بخار آب می باشد.

 

6.      6. جرم  ماده ی اولیه و فرآورده ی واکنش را با یکدیگر مقایسه کنید، این تغییر جرم را چگونه توجیه می کنید؟    اگر ماده ی ثانویه را وزن کنیم ، مشاهده می کنیم که جرم آن کمتر از جرم آمونیوم دی کرومات اولیه ( که 5 گرم بود ) می باشد. این به این دلیل است که با توجه به بخار آب و نیتروژن خارج شده از آن ، طبیعتا باید از جرم آن کاستته شده باشد ؛ چرا که در هر واکنش شیمیایی بنابر قانون پایستگی جرم ،  هیچ جرمی کم یا زیاد نمی شود ، فقط ممکن است حالت مواد در فرآورده ها تغییر بکند.

1.      7. مقداری از ماده ی اولیه و فرآورده را در آب ریخته و نتیجه ی حل شوندگی آن دو را با هم مقایسه کنید. مشاهده می کنیم که انحلال پذیری اکسید کروم در آب بسیار کم است.اگر مقدار زیادی اکسید کروم در آب بریزیم آب مقداری رنگ سبز به خود میگیرد و ذرات ریزیی در آب مشاهده میشود که در آب معلقند که به این نوع مخلوط سوسپانسیون می گویند.