Příprava vodíku reakcí zinku s kyselinou chlorovodíkovou

1         Příprava vodíku reakcí zinku s kyselinou chlorovodíkovou 

Čas: 10 minut

1.2       Pomůcky a chemikálie

Odsávací zkumavka (frakční baňka), zátka s otvorem, dělicí nálevka, pneumatická vana, skleněná trubička (k jímání plynu), hadička (na propojení), zkumavky, kahan, granulovaný Zn, zředěná HCl (1:1).

1.3       Princip

Zn +2  HCl → ZnCl₂ + H₂

Reakcí neušlechtilého kovu s kyselinou chlorovodíkovou vzniká volný vodík a příslušný chlorid.

Po přiblížení vodíku k plameni se reakce ve zkumavce projevuje „houknutím“ („štěknutím“).

1.4       Postup

Do odsávací zkumavky (frakční baňky) nasypte několik granulek zinku. Zkumavku uzavřete zátkou, v které je umístěna dělicí nálevka. Do dělicí nálevky nalijte zředěnou kyselinu chlorovodíkovou. Boční vývod odsávací zkumavky spojte se skleněnou trubičkou ohnutou k jímání plynu nad vodou.

Vznikající vodík jímejte nad vodou do zkumavky, která je zcela naplněná vodou. Vznikající vodík vytlačí vodu ze zkumavky. Tu pak uzavřete (palcem) a přibližte k plameni kahanu. Otevřete a pozorujte, zda vodík reaguje s kyslíkem. Jednu zkumavku naplňte vodíkem zcela a druhou zpola (pro důkaz reakce s kyslíkem).

1.5       Otázky a úkoly pro žáky

1)      Vysvětlete, proč po přiblížení zkumavky s vodíkem k plameni dochází ke zvukovému efektu.

2)      Vypočítejte, kolik cm³ vodíku za s.p. by vzniklo reakcí 2 g zinku s nadbytkem kyseliny.
Výsledek můžete ověřit pokusem. Místo zkumavky použijte na jímání vodíku nad vodou odměrný válec a na stupnici pak odečtěte objem. Velikost válce volte s ohledem na vypočítanou hodnotu objemu.

1.6       Metodické poznámky

• možno provádět více pokusů s různou koncentrací HCl, podle různé reaktivnosti posoudit vliv koncentrace na průběh reakce
• možno provádět více pokusů s různým Zn (granule, prášek, aj.) o stejné hmotnosti, podle různé reaktivnosti posoudit vliv povrchu na průběh reakce
• možno provádět ve zkumavkách vložených do vodních lázní s různými teplotami (teplá voda, chladná voda, voda s ledem), podle různé reaktivnosti posoudit vliv teploty na průběh reakce; zkumavky s HCl vytemperovat v lázních několik minut
• pokus demonstrační i žákovský – nepotřísnit se kyselinou, žáci nesmí pracovat s kyselinou o w ³ 0,25
• pokus lze provádět v odsávací zkumavce či frakční baňce (při jímání vodíku), nebo jen ve zkumavce, baňce, na Petriho misce či v jiné nádobě (při pouhém pozorování průběhu)
• pokus lze provádět v opačném pořadí – vhodit zinek do HCl