Опыт 2. Условия протекания ионно-обменных реакций до конца.

а) В две пробирки налейте примерно одинаковые объёмы (по 0,5 мл) объемы разбавленной соляной кислоты и по одной капле индикатора метилрота. В первую пробирку добавьте по каплям раствор гидроксида натрия до изменения окраски раствора, во вторую – раствор гидроксида аммония той же молярной концентрации тоже до изменения окраски раствора. Почему происходит изменение окраски? В каком случае на реакцию понадобилось большее количество основания? Почему? Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций и объясните, почему рН растворов различаются.

б) В пробирке слейте одинаковые объемы сульфата меди и гидроксида натрия. Что Вы наблюдаете? Напишите уравнение прошедшей реакции в молекулярной и ионно-молекулярной форме.

в) В пробирке к небольшому количеству порошка карбоната кальция добавьте 1 мл 2н азотной кислоты. Что Вы наблюдаете? Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионно-молекулярной форме.

г) Углекислым газом, получаемым в аппарате Киппа, постепенно насыщайте раствор гидроксида кальция. Что Вы наблюдаете? Почему полученный осадок постепенно растворяется? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной форме.

д) В одной пробирке к 2н раствору сульфата цинка прилейте по каплям 2н раствор гидроксида натрия до выпадения осадка. В другую пробирку к 2н раствору сульфата никеля (II) прилейте также по каплям 2н раствор гидроксида натрия. Отметьте цвет выпавших осадков. Затем продолжайте приливать гидроксид натрия в обе пробирки. Почему гидроксид цинка растворяется в избытке щелочи, а гидроксид никеля не растворяется?

В двух пробирках снова получите осадки гидроксидов цинка и никеля (II). К полученным осадкам по каплям добавляйте 2н растворы соляной кислоты. Что Вы наблюдаете?

Какой вывод можно сделать о химических свойствах полученных гидроксидов?

Опыт 3. Влияние на равновесие в растворе электролита добавление вещества, содержащего одноименный ион.

Налейте в пробирку 1 – 2 мл уксусной кислоты. Стеклянной палочкой, смоченной в растворе уксусной кислоты, нанесите каплю раствора на универсальную индикаторную бумагу. Определите рН раствора. Затем в пробирку добавьте небольшое количество (на кончике шпателя) ацетата натрия. Тщательно перемешайте до полного растворения внесенного порошка и стеклянной палочкой перенесите каплю полученного раствора на универсальную индикаторную бумагу. Определите рН раствора.

Аналогичный опыт проведите с раствором гидроксида аммония, определяя рН раствора до и после растворения в нем небольшого количества хлорида аммония.

Объясните причины изменения рН растворов при добавлении в них солей.

Опыт 4* Определение рН растворов сильной и слабой кислот потенциометрическим методом. Расчет константы диссоциации слабой кислоты. Определение активной концентрации иона водорода в растворе сильной кислоты.

Приборы и реактивы: 0,4М растворы уксусной и соляной кислот (по 250 мл), дистиллированная вода, пипетки на 25 и 10 мл, мерные колбы на 50 мл, потенциометр, стаканы на 100 мл, фильтровальная бумага.

В мерных колбах на 50 мл приготовьте растворы 0,2М, 0.1Ь и 0,05Ь растворов кислот. С помощью рН-метра определите рН полученных растворов. (Описания работы рН-метров должны находится у приборов). Стакан с раствором кислоты поместите на магнитную мешалку, опустите туда стеклянный электрод и электрод сравнения, через 2 минуты выключите магнитную мешалку и запишите показания рН-метра. Измерения проводите, начиная с самого разбавленного раствора. После каждого измерения осушите электроды фильтровальной бумагой. Перед тем, как перейти к измерению рН растворов другой кислоты, промойте электроды дистиллированной водой и осушите фильтровальной бумагой.

 

Полученные и рассчитанные данные внесите в таблицу:

Концентра-ция

Уксусная кислота

Соляная кислота

См

lgCм

рНэксп

[H^+]эсп

a

Кдис

рНэкс

[H^+]эсп

m

f

а н

0,05

0,1

0,2

0,4

Для соляной кислоты постройте график рН_эсп ~ -lg C_M

Объясните, почему эта зависимость не прямолинейна. В области каких концентраций она приближается к прямолинейной?

Сравните К_дис уксусной кислоты, рассчитанную по экспериментальным данным, с табличной величиной.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

ГИДРОЛИЗ

I. Разделы курса, необходимые для подготовки к лабораторной работе.

Гидролиз. Какие соли подвергаются гидролизу. Молекулярная и ионно-молекулярная форма записи уравнений гидролиза солей сильных оснований и слабых кислот, слабых оснований и сильных кислот, слабых оснований и слабых кислот. Причина протекания гидролиза растворов солей главным образом по первой ступени. Константа гидролиза. Степень гидролиза. Влияние разбавления раствора соли водой и повышения температуры на степень гидролиза.

 

II. Вопросы и упражнения

1. Напишите по три формулы солей, растворимых в воде и состоящих из катиона сильного основания и аниона слабой кислоты, катиона слабого основания и аниона сильной кислоты, катиона сильного основания и аниона сильной кислоты, а также три формулы солей, не существующих в водных растворах.

2. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза карбоната натрия и нитрата меди по первой и второй ступени. Почему гидролиз солей, образованных катионом многоатомного слабого основания и анионом сильной кислоты или катионом сильного основания и анионом многоосновной слабой кислоты, идет в обычных условиях (без нагревания и не в сильно разбавленных растворах) только по первой ступени?

3. Почему соли, состоящие из катионов сильного основания и анионов сильной кислоты, не подвергаются гидролизу? Приведите два примера.

4. В таблице растворимости солей в воде указано, что не существует водных растворов некоторых солей (прочерк в таблице). Почему? Какие реакции происходят при взаимодействии этих солей с водой? Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной форме реакции гидролиза сульфида алюминия и сульфита хрома (III).

5. Как вычистить константу гидролиза соли? Какая соль лучше гидролизуется:

карбонат натрия или гидрокарбонат натрия, фосфат натрия или фторид натрия

(молярные концентрации солей одинаковы)?

6. По каким формулам можно рассчитать степень гидролиза соли и рН среды?

7*. Вычислите К_гидр, степень гидролиза (h) и рН 10^-3М растворов фосфата калия и хлорида меди (для иона CuOH⁺ K_дис = 1*10^-7). Активную концентрацию фосфат-иона и иона меди считать равной молярной концентрации.

8. Как влияет повышение температуры на степень гидролиза?

9. Как влияет разбавление раствора водой на степень гидролиза?

10. Какую реакцию среды (рН) имеют водные растворы сульфата калия, бромида бария? Почему?

11. Что получится при сливании одинаковых объёмов растворов сульфата алюминия и сульфида натрия одинаковой нормальной концентрации? Какая при этом получится среда: нейтральная, слабокислая или слабощелочная?

Напишите уравнения реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.