Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Příprava kyslíku termickým rozkladem jeho sloučenin

Pomůcky

zkumavky, stojánek na zkumavky, držák na zkumavky, lžičky, kahan, sirky, špejle, Petriho miska, kostky ledu

Chemikálie

pevný PbO2, pevný KMnO4, pevný CuO, pevný CaSO4∙2H2O

Postup

Připravte si 4 zkumavky. Do první zkumavky dejte 1 střední lžičku oxidu olovičitého a zahřívejte. Po chvíli vložte do zkumavky doutnající špejli. Stejným způsobem proveďte také důkazy na vznik kyslíku termickým rozkladem s manganistanem draselným, oxidem měďnatým a dihydrátem síranu vápenatého. V případě manganistanu draselného obsah zkumavky po zahřívání vysypte na kousky ledu na Petriho misce.
Zahříváním oxidu olovičitého dochází ke změně barvy pevné látky z černé na oranžovou, doutnající špejle vzplane. V případě manganistanu draselného se nafialovělé krystalky mění v tmavě zelené, které jsou nejlépe pozorovatelné na kostkách ledu, tmavě zelená je velmi intenzivní. Důkaz doutnající špejlí byl pozitivní – špejle vzplála. Zahříváním černého oxidu měďnatého se neuvolňoval kyslík (doutnající špejle nevzplála), ani barva pevné látky ve zkumavce se neměnila. V poslední zkumavce jsme při zahřívání dihydrátu síranu vápenatého pozorovali pouze orosení stěn zkumavky, doutnající špejle také nevzplanula.

Princip

Zahříváním černého oxidu olovičitého dochází k jeho rozkladu na oranžový oxid olovnato-olovičitý, oxid olovnatý a kyslík. Vznikající kyslík lze dokázat doutnající špejlí – vzplane. Při této reakci dochází k oxidaci (uvolňuje se kyslík, zároveň se olovo redukuje z IV na II – vzniká oxid olovnatý, ale i oxid olovnato-olovičitý (suřík – minium), který se používá jako pigment do základových nátěrových barev.

Manganistan draselný tepelným rozkladem poskytuje kyslík, který dokážeme doutnající špejlí – vzplane, manganan draselný (tmavě zelené krystalky) a oxidu manganičitý (burel). Vzniklý produkt – manganan draselný – je nejlepší dokázat vysypáním na kostky ledu, zbarvení je dobře viditelné.

Černý oxid měďnatý je stálý, jeho zahříváním se neuvolňuje kyslík, nedochází k termickému rozkladu. Důkaz doutnající špejlí je nagativní.

Bílý dihydrát síranu vápenatého také neposkytuje kyslík, termicky se nerozkládá, je stálý. Zahříváním dochází ovšem k uvolňování vody z krystalové struktury, což lze pozorovat jako orosení zkumavky.

Kyslík vzniká termickým rozkladem málo stálých sloučenin, sloučenin s vyšším oxidačním číslem centrálního atomu.

Využití

analýza (rozklad), kyslík (příprava kyslíku), tetrely (sloučeniny olova), d-prvky (sloučeniny manganu)

Typ pokusu

demonstrační i laboratorní

Obecná bezpečnost

PLACEHOLDER PRO BEZPEČNOST

Vlastnosti látek

Oxid olovičitý – nebezpečný – zdraví škodlivý při vdechování a požití, může poškodit v těle matky, nebezpečí kumulativních výsledků, možné poškození reprodukčních vlastností, vysoce toxický pro vodní organismy, může vyvolat dlouhodobé nepříznivé účinky ve vodním prostředí

dle GHS:   dle staršího značení:    

Manganistan draselný – nebezpečný, zdraví škodlivý při požití, způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí, podezření na poškození plodu v těle matky, vysoce toxický pro vodní organismy. Vysoce toxický pro vodní organismy, s dlouhodobými účinky.

dle GHS:   dle staršího značení:    

Oxid měďnatý – nebezpečný,  vysoce toxický pro vodní organismy, vysoce toxický pro vodní organismy, s dlouhodobými účinky

dle GHS:   dle staršího značení:    

Bezpečnost

dbejte bezpečnosti při práci se sloučeninami olova (Pb3O4 – toxický, PbO – toxický)

Čas

příprava – 5 minut, vlastní provedení – 10 minut

Tipy

– doba zahřívání PbO2 je asi 5 minut, poté jde krásně vidět vzniklý oxid olovnato-olovičitý, který je oranžový
– dobré porovnat vzniklý suřík – minium ve zkumavce se skutečným Pb3O4 z láhve (hlavně zbarvení)
– zkumavka po zahřívání nejde moc dobře umýt – na dně zůstává oranžový Pb3O4, použijte zředěnou HNO3 a zředěný H2O2
– při zahřívání KMnO4 dochází k prskání, postupně lze pozorovat změnu z fialové na tmavě zelenou až černou, tmavě zelená nejlépe viditelná na kostkách ledu – pro lepší porovnání na 2. Petriho misku na led vysypat lžičku KMnO4, aby byla dobře viditelná změna
– zkumavku s KMnO4 zahřívat asi 3 minuty
– CuO zahřívat asi 1 až 2 minuty
– zahřívat CaSO4∙2H2O stačí asi 2 minuty, orosení zkumavky je pozorovatelné téměř ihned

Video

http://www.youtube.com/watch?v=49nzzVKqgoQ&feature=youtu.be (old.studiumchemie.cz, Příprava kyslíku termickým rozkladem jeho sloučenin, video se zvukem)
http://www.youtube.com/watch?v=ttTTWNDpo6c (Příprava kyslíku, video bez zvuku, příprava kyslíku termickým rozkladem manganistanu draselného, důkaz kyslíku doutnající špejlí, vysypání obsahu zkumavky do vody)
http://kch.zf.jcu.cz/didaktika/l%20kotherova/index.htm (Internetová video-databáze chemických pokusů ZF JU, Efektní pokusy II, pokus Příprava kyslíku IV – tepelný rozklad manganistanu draselného, video bez zvuku, pouze důkaz kyslíku doutnající špejlí, přehrávač Windows Media Player)