طرز تهیه گاز کلر از اثر اسید کلریدریک بر بی اکسید منگنز(در اثر حرارت).
مواد لازم وسایل لازم
۱-اسید کلریدریک ۴ نرمال ۱- ارلن بوخنر پیر کس ۳عدد
۲- بی اکسید منگنز ۲- چوب پنبۀ یک سوراخه ۳عدد
۳- آب مقطر ۳- قیف شیردار ۱عدد
۴- اسید سولفوریک غلیظ ۴- سه پایه فلزی ۱عدد
۵- برادۀ مس ۵- توری حصیری ۱عدد
۶- محلول نیترات باریوم ۴ نرمال ۶- گیره ۱عدد
۷- اسانس تربانتین ۷- پایه ۱عدد
۸- کربور کلسیوم ۸- لولۀ شیشۀ ای اتصال به اندازه لازم
۹- جیوه ۹- لولۀ لاستیکی ارتباط به اندازه لازم
۱۰- ورقۀ مسی به ابعاد ۱ سانتی متر ۱۰- بشر ۱ عدد
و به ضخامت ۱ میلی متر ۱۱- کبریت ۱ عدد
۱۱- محلول تورنسل ۱۲- هواکش
۱۲- نیل ۱۳- ترازوی الکتریکی ۱ دستگاه
۱۳- جوهر خودنویس ۱۴- لولۀ آزمایش ۲ عدد
۱۴- پارچه پشمی رنگی از انواع ۱۵- لولۀ آزمایش پیرکس بزرگ ۲ عدد
مختلف و به ابعاد ۳ سانتی متر ۱۶- آژیتاتور ۱ عدد
(۴ تکه) ۱۷- نخ قرقره
۱۵- پارچه پنبه ای رنگی از انواع ۱۸- گیرۀ چوبی ۱ عدد
مختلف و به ابعاد ۳ سانتی متر ۱۹- گیرۀ فلزی (انبرک). ۱ عدد
(۴تکه) ۲۰- کورۀ الکتریکی ۱ دستگاه
۱۶- کلرید کلسیوم (انیدر)
۱۷- صفحۀ آلومینیومی به ابعاد ۲
سانتیمتر وبه ضخامت ۰/۱ سانتیمتر
دستگاهی مانند شکل زیر سوار کنید (در زیر هواکش):
مقدار۴/۳۵ گرم بی اکسید منگنز در ارلن بوخنر شماره (۱) و مقدار ۵۰ سی سی اسید کلریدریک ۴ نرمال در قیف شیردار و ۱ لیتر آب مقطر دربشر بریزید و
سپس شیر قیف را طوری باز کنید که قطره قطره اسید کلریدریک روی بی اکسید منگنز بریزد و درنتیجه گاز کلر حاصل (به علت سنگین تر بودن از هوا)
هوای ظرف شماره (۳) را خارج کرده و جای آن را بگیرد حال فرمول واکنش انجام گرفته (اثر حرارتی اسید کلریدریک بر بی اکسید منگنز) را نوشته و اعمال زیر را انجام دهید:
۱- یک لوله آزمایش را انتخاب کنید وآن را در زیر هواکش زیر لوله خروج گاز کلر قرار دهید تا از گاز کلر پر شود و سپس خیلی سریع ۵ قطره از محلول
H2S (که قبلا با استفاده از دستگاه کیب، سولفید آهن مصنوعی، اسید کلریدریک ۴ نرمال تهیه شده باشد) به آن اضافه کرده و تکان دهید، خواهید دید تا رنگ گاز کلر از بین رفته و رسوب شیری که همان گوگرد است حاصل خواهد شد.
سؤال- فرمول واکنش انجام گرفته دراین مرحله را نوشته و بگوئید علت انجام این واکنش چیست؟
جواب- فرمول واکنش به قرار زیر است:
Cl2 + H2S → ۲HCl + S↓
و علت انجام این واکنش خاصیت اکسید کنندگی کلر است که باعث می شود گوگرد ۲- به گوگرد صفر تبدیل شود یعنی گوگرد دو درجه اکسید کرده و به گوگرد صفر تبدیل می کند.
۲- یک لوله آزمایش انتخاب کنید و درآن مقدار ۳ سی سی آب کلر (از آب کلر ایجاد شده در بشر شماره ۴ از دستگاه صفحۀ قبل) بریزید و سپس سه سی سی از محلول گاز SO2 (با استفاده از اسید سولفوریک غلیظ، برادۀ مس چراغ بونزن، لوله شیشه ای اتصال، لوله آزمایش پیرکس، چوب پنبۀ یک سوراخه، آب مقطر، لوله آزمایش، لوله پلاستیکی ارتباط، لوله آزمایش معمولی و هواکش گاز SO2 تهیه کنید) به آن اضافه کنید و بهم بزنید و سپس مقدار یک سی سی محلول نیترات باریوم ۱ نرمال به آن اضافه کرده و مشاهدات خودتان را یادداشت و به سوالات زیر جواب دهید:
الف- وقتی که محلول گاز SO2 بر آب کلر اثر کرد چه ترکیباتی حاصل شد؟ فرمول واکنشها را بنویسید.
ب- وقتی که به لولۀ آزمایش (دارای محلول حاصل از اثر محلول SO2 بر آب کلر) نیترات باریوم اضافه کردید چرا تولید رسوب شد؟ فرمول واکنش
انجام گرفته را بنویسید.
۳- یک تکه کاغذ به طول ۲ سانتی متر و به عرض۰/۵ سانتیمتر انتخاب کنید و آن را با نخ قرقره نازکی از دو نقطه به یک میلۀ شیشه ای (آژیتاتور) ببندید و
سپس چند قطره جوهر سقز (اسانس تربانتین) روی کاغذ بریزید، حال با استفاده از میلۀ
شیشه ای کاغذ آلئده به جوهر سقز را درون لوله آزمایش پیرکس دارای گاز کلر(گاز کلر را با احتیاط در زیر هواکش وارد لوله آزمایش نمائید) وارد کنید
و آنوقت مشاهدات خودتان را یادداشت نمائید وبه سؤالات زیر جواب دهید:
الف- دود سیاه حاصل دلیل بر چیست؟ آیا می توان گفت که اسانس تربانتین تجزیه می شود و گاز کلر با ئیدروژن آن (یعنی با ئیدروژن اسانس تربانتین)
ترکیب شده و در نتیجه کربن موجود در اسانس تربانتین به صورت دوده در می آید؟
ب- فرمول واکنش اثر گاز کلر بر اسانس تربانتین (یعنی بر جوهر سقز) چگونه است؟
جواب:
C10H16 + 8Cl2 → ۱۶HCl + 10C
۴- در یک لوله آزمایش پیرکس بزرگ مقدار ۵ سی سی آب مقطر بریزید و در زیر هواکش از دستگاه تولید گاز کلر در آن گاز کلر وارد کنید تا آب مقطر
کاملا از گاز کلر سیر شود و سپس در حالی که با گیره ای چوبی آن را گرفته اید با احتیاط ۰/۵ گرم کلر کربور کلسیوم (CaC2) را ذره ذره به آن اضافه کنید ومشاهدات خودتان را یادداشت فرمول واکنش انجام گرفته را بنویسید:
۵- درون یک لوله آزمایش (با احتیاط و در زیر هواکش) گاز کلر وارد کنید و سپس یک قطره جیوه در آن ریخته و تکان داده و چند لحظه تأمل کنید و سپس مشاهدات خودتان و علت آن را یادداشت نمائید.
۶- یک ورقۀ مسی را با استفاده از یک گیره فلزی در روی شعله چراغ بونزن حرارت داده و کاملا گداخته نمائید و خیلی سریع در زیر هواکش در محل خروج گاز کلر بگیرید و آنوقت مشاهدات خودتان را یادداشت و بگوئید آیا واکنشی انجام گرفته است یا نه؟ اگر واکنشی انجام گرفته فرمول آن را بنویسید.
۷- سه لوله آزمایش انتخاب کنید و در هر کدام ۵ سی سی آب کلر (از آب کلر موجود در ظرف شماره ۴ ) بریزید و سپس در اولی یک قطره تورنسل و در دومی یک ذره نیل (۱ میلی گرم) و در سومی یک قطره جوهر خودنویس بریزید و مشاهدات خودتان را یادداشت و علت آن را بنویسید.
۸- دو تکه پارچۀ پشمی رنگی (به ابعاد سه سانتیمتر و از دو نوع مختلف) و دو تکه پارچۀ پنبه ای رنگی (به ابعاد سه سانتیمتر و از دو نوع مختلف) انتخاب
کرده و دردرون ظرف شماره (۳) دستگاه سوار شده مربوط به آزمایش (۱) بیندازید و مدتی و مدتی در حدود یک ساعت صبر کرده و مشاهدات خودتان را یادداشت و علت آن را بنویسید.
۹- عمل شماره (۸) را تکرار کنید با این تفاوت که این بار پارجه ها را خیس کرده و به کار ببرید وباز مشاهدات خودتان را یادداشت و علت آن را بنویسید.
سؤال- گاز کلر خشک خاصیت رنگبری دارد یا آب کلر؟ چرا؟
جواب- آب کلر خاصیت رنگبری دارد، برای اینکه آب کلر تولید اکسیژن نوزاد کرده و اکسیژن نوزاد است که در اثر اکسیداسیون مواد رنگی، رنگ آنها
را خراب و از بین برده و باعث خاصیت رنگبری می گردد.
۱۰- یک صفحه آلمینیومی به ابعاد ۲ سانتیمتر و به ضخامت ۰/۱ سانتیمتر انتخاب و آن را در درجه حرارت معمولی (در درجه حرارت آزمایشکاه) در زیر
هواکش به گاز کلری که از لوله خروج گاز کلر خارج می گردد کاملا نزدیک کنید و مشاهدات خودتان را یادداشت و بگوئید آیا
واکنشی انجام می گیرد یا نه؟
۱۱- عمل شماره ۱۰ را انجام دهید با این تفاوت که با استفاده از چراغ بونزن صفحه آلومینیومی را به حرارت کمی بالاتر از حرارت آزمایشگاه ببرید و سپس
در زیر هواکش با گاز کلر کاملا نزدیک کنید و آن وقت مشاهدات خودتان را بنویسید و اگر واکنشی انجام گرفت فرمول واکنش انجام گرفته را نیز
بنویسید.
۱۲- مقدار ۰/۲۷ گرم براده آلومینیوم وزن کرده و سپس در یک کروزه بریزید و در کوره الکتریکی به بالاتر از (۶۶۰/۲ درجه سانتی گراد) برسانید (یعنی ذوب کنید).
سپس در زیر هواکش روی آن از لوله خروج گاز کلر کلر وارد کنید و مشاهدات خودتان و فرمول واکنش انجام گرفته را بنویسید.