Různé postupy vedou k chloru

1       Čas: 30 minut

2       Pomůcky a chemikálie

Zkumavky, zátky na zkumavky, váhy, lžička, kádinky 100 cm³, hodinové sklíčko, váhy, nálevka, skleněná tyčinka, zápalky, skleněná U-trubice, dostatečně dlouhé vodiče pro připojení ke zdroji, 2 krokosvorky (nebo jiný úchytný mechanismus), 2 uhlíkové elektrody (lze použít i železné), zdroj stejnosměrného elektrického napětí (např. 9 V baterie), stojan, křížové svorky a držáky pro U-trubice ke stojanu, manganistan draselný (KMnO₄), oxid manganičitý (MnO₂), kyselina chlorovodíková (HCl), chlorid sodný (NaCl), chlorid měďnatý (CuCl₂), destilovaná voda, fenolftalein, roztok škrobu, (digestoř).

3       Princip

Halogeny můžeme připravit oxidací halogenidů, jejich nejběžnějších solí a oxidací halogenovodíkových kyselin. Chlor nejčastěji připravujeme oxidací kyseliny chlorovodíkové oxidačními činidly nebo oxidací chloridů např. elektrolýzou.

4       Postup

1. příprava chloru oxidací kyseliny chlorovodíkové: Do dvou zkumavek nasypte po cca 0,1 g jednoho z těchto dvou oxidačních činidel: manganistan draselný (KMnO₄) a oxid manganičitý (MnO₂). Ke každému činidlu přidejte 2 cm³ koncentrované kyseliny chlorovodíkové (HCl). Do ústí zkumavky zasuňte jodidoškrobový papírek navlhčený vodou a zajistěte jej pryžovou zátkou. Vznik chloru potvrdí jodidoškrobový papírek, zmodrá.

rovnice:

MnO₂ + 4 HCl → MnCl₂ + 2 H₂O + Cl₂

2 KMnO₄ + 16 HCl → 2 MnCl₂ + 2 KCl + 8 H₂O + 5 Cl₂

2. příprava chloru elektrolýzou roztoku NaCl: 

Aparatura:

Sestavte aparaturu podle obrázku. Aparatura je znázorněna tak, že katoda je vlevo, anoda vpravo. Do U trubice nalijte tolik roztoku, aby po ponoření elektrod nevytekl elektrolyt, ale aby zbylo asi0,5 cmvolné trubice. Po připojení elektrod ke zdroji začne elektrolýza a na elektrodách dochází ke změnám.

3. příprava chloru elektrolýzou CuCl₂: 

Aparatura:

Sestavte aparaturu podle obrázku. Aparatura je znázorněna tak, že katoda je vlevo, anoda vpravo. Do U trubice nalijte tolik roztoku, aby po ponoření elektrod nevytekl elektrolyt, ale aby zbylo asi0,5 cmvolné trubice.

5       Otázky a úkoly pro žáky

1)      Vysvětlete změnu barvy jodidoškrobového papírku při indikaci produktu v přípravě chloru oxidací HCl.

2)      Napište rovnice chemických reakcí přípravy chloru z chloridu elektrolýzou. Pojmenujte elektrodu, na které se chlor uvolňuje.

6       Metodické poznámky

Příprava elektrolytu roztoku NaCl:

Pro pokus je nejvhodnější nasycený roztok halogenidu. Nejpoužívanější střední U-trubice mají využitelný objem cca 13 cm³. Hmotnostní zlomek nasyceného roztoku pro NaCl je 0,26 (spotřebujeme cca 2,8 g). Do připraveného roztoku můžete rovnou přidat cca 0,5 cm³ fenolftaleinu pro indikaci zásaditého prostředí v okolí katody.

Příprava elektrolytu CuCl₂:

Pro pokus je nejvhodnější nasycený roztok halogenidu. Rozpouštějte postupně chlorid měďnatý v kádince do té doby, pokud se rozpouští.  Pak slijte roztok do jiné kádinky a nerozpuštěnou sůl dejte stranou.

Chlor je velmi jedovatý, leptá sliznice, poškozuje plíce! Pokusy s chlorem provádějte v digestoři nebo zajistěte řádné větrání učebny. Přebytečný chlor odstraňujte, např. jeho reakcí s roztokem sody