Лабораторная работа № 5.2. Гидролиз солей и установление типа соли по значению водородного показателя (рН) гидролизата

Цель работы: Ознакомиться с реакциями гидролиза солей, научиться составлять ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза, по значению рН гидролизата устанавливать тип растворенной соли, а также прогнозировать влияние растворимых солей на показатели рН среды.

Реактивы: зашифрованные образцы трех кристаллических солей, дистиллированная вода, универсальная индикаторная бумага.

Посуда: пробирки на 15 см³ (3 шт.), пипетки.

Методика проведения опыта:

Даны формулы трёх солей и их зашифрованные образцы 1, 2, 3. По значению рН, возникающего при растворении этих солей, необходимо определить какая из солей находится в каждом образце.

В пробирку налейте 8-10 см³ дистиллированной воды и растворите одну лопаточку исследуемого образца соли № 1.

Возьмите полоску универсальной индикаторной бумаги и нанесите на неё пипеткой 1-2 капли полученного раствора из пробирки и выдержите 1-2 минуты. Окраску индикаторной бумаги, смоченной исследуемым раствором, сравните со стандартной шкалой значений рН. Значение рН стандартной шкалы, с которым совпал по цвету исследуемый образец, запишите в лабораторный журнал в графу наблюдений.

Аналогичным образом исследуйте образцы солей № 2 и № 3.

Напишите уравнения электролитической диссоциации каждой соли из вашего варианта, определите ион от слабого электролита.

Составьте краткое ионно-молекулярное уравнение реакции гидролиза каждой данной соли с участием только одной молекулы воды и на основании его напишите молекулярное уравнение. Укажите в этих уравнениях под веществами силу электролитов. Сопоставьте полученные опытные данные с ожидаемым при гидролизе значением рН раствора (на основании кратких ионно-молекулярных уравнений). Напишите вывод, в котором укажите (используя экспериментально определенные и прогнозируемые значения рН растворов), какая соль из данного набора присутствует в растворе в каждого исследованного образца, и объясните почему. Укажите, почему изученные реакции гидролиза обратимы и название их обратной реакции.

На основании полученных данных определите наличие в выданных образцах солей временной и постоянной жёсткости и укажите их формулы. В выводе отразите какие по составу соли жёсткости подвергаются гидролизу, а какие – нет и почему, и как это влияет на качество воды.

Лабораторная работа № 5.3. Реакции обмена в растворах электролитов, и их использование в химическом анализе (с элементами УИРС, капельный метод)

Цель работы: ознакомление с химическими свойствами неорганических соединений, разновидностями и условиями протекания их реакций в растворах электролитов, с возможностями использования этих реакций в химическом анализе.

Опыт 1. Реакции с образованием осадков, их использование для определения присутствия катионов металлов в воде (УИРС)

Реактивы: 3 %-ные водные растворы солей свинца (II), железа (III), меди, бария; иодида калия, сульфата натрия; 2Н раствор NaOH; образцы воды № 1, № 2 и № 3.

Посуда и принадлежности: предметные стёкла (6 шт.), пипетки на 2 см³ (6 шт.)

Методики проведения опытов:

Опыт 1.1. Пользуясь предложенными реактивами, подберите растворы веществ для реакций, выражаемых краткими ионно-молеку-лярными уравнениями:

Pb²⁺ + 2 I⁻ = PbI₂ ↓

Fe³⁺ + 3 OH⁻ = Fe (OH)₃ ↓

Cu²⁺ + 2 OH⁻ = Cu (OH)₂ ↓

Ba²⁺ + SO₄²⁻ = BaSO₄ ↓

Осуществите эти качественные реакции. Для этого на предметные стекла в четыре разные точки пипетками нанесите по 2 капли растворов указанных пар реагентов и отметьте, что наблюдаете в каждом случае при смешивании растворов (образование осадка, изменение окраски).

Составьте полные ионно-молекулярные и молекулярные уравнения этих реакций с указанием силы электролитов (под молекулами веществ) и наблюдаемых аналитических сигналов.

Напишите вывод, в котором объясните причину протекания и обратимость или необратимость данных реакций, возможность их использования в химическом анализе и название соответствующего метода анализа, какую роль эти реакции могут иметь для определения качества воды.

Опыт 1.2 (УИРС) В природной и в сточных водах могут быть токсичные примеси, например ионы тяжелых металлов. Содержание некоторых примесей в воде можно определить с помощью качественных реакций.

Проверьте образцы природной воды № 1, № 2, № 3 на содержание в них ионов Pb²⁺ и Fe³⁺.

На предметное стекло, в две точки, пипеткой нанесите по 2 капли воды из образца № 1. Затем добавьте по 2 капли растворов следующих аналитических реактивов: в одну точку – раствор иодида калия, в другую точку – раствор гидроксида натрия. Отметьте наблюдения.

Аналогичным образом исследуйте образцы природной воды № 2 и № 3. Напишите уравнения прошедших реакций.

В выводах объясните причину быстрого прохождения наблюдаемых реакций. Укажите, обратимы или необратимы эти реакции и почему, что в них является аналитическим сигналом. Какие примеси обнаружены в образцах воды с помощью этих реакций?