Опыт 4. Зависимость степени электролитический диссоциации от концентрации электролита

Налейте в сухую пробирку, не пользуясь пипеткой,на высоту 1 см концентрированной Н₂SO₄ (хранится в в вытяжном шкафу), поместите в нее кусочек цинка. Что наблюдается?

Проверьте, как реагирует с цинком разбавленная кислота. Для этого содержимое пробирки осторожно перенесите в другую пробирку, заполненную примерно на одну треть ее высоты водой (нельзя лить воду в кислоту!) Что наблюдается? Сделайте вывод о зависимости электролитической диссоциации от концентрации электролита в растворе.

Опыт 5. Химическое равновесие в растворах электролитов

Смещение равновесия в растворе гидроксида аммония

В две пробирки внесите по 5-7 капель 0,1н раствора аммиака, добавьте 1-2 капли фенолфталеина. Как окрашивается фенолфталеин под влиянием гидроксид-ионов ОН^-, имеющихся в растворе? Составьте уравнение обратимой диссоциации гидроксида.

Одну пробирку оставьте в качестве контрольной, в другую добавьте не­большое количество кристаллического хлорида аммония NH₄Cl. Перемешайте раствор стеклянной палочкой и сравните цвет полученного раствора с окраской раствора в контрольной пробирке. На увеличение или уменьшение концентрации ионов ОН^- указывает изменение окраски раствора?

Составьте уравнение диссоциации хлорида аммония. Применив принцип Ле Шателье, объясните, как смещается равновесие процесса диссоциации гидроксида аммония при добавлении хлорида аммония. Напишите выражение константы диссоциации гидроксида аммония.

 

Смещение равновесия в растворе уксусной кислоты

В две пробирки внесите по 5 – 7 капель 0,1н раствора уксусной кислоты, добавьте 1 – 2 капли метилового оранжевого. Под влиянием каких ионов индикатор окрасился в розовый цвет? Составьте уравнение обратимой диссоциации слабой кислоты.

Одну пробирку оставьте в качестве контрольной, в другую микро­шпателем добавьте небольшую порцию кристаллического ацетата натрия. Перемешайте раствор стеклянной палочкой и сравните окраску индикатора в двух пробирках. Какой стала среда в растворе?

Составьте уравнение диссоциации ацетата натрия. Применив принцип Ле Шателье, объясните, как смещается равновесие процесса диссоциации уксусной кислоты при добавлении ацетата натрия. Напишите вы­ражение константы диссоциации уксусной кислоты.

Контрольные вопросы и задания

1. Какие вещества называются электролитами?

2. Почему растворы и расплавы электролитов являются проводниками электрического тока?

3. Что такое электролитическая диссоциация?

4. Каков механизм электролитической диссоциации?

5. Что называют степенью диссоциации электролита? Константой диссоциации электролита? От чего они зависят?

6. В чем заключается основное отличие сильных электролитов от слабых?

7. Напишите уравнения диссоциации следующих электролитов: KNO₃, СuSO₄, НСN, NаОН, Н₂S, НNO₂, NН₄ОН. Составьте выражения для констант диссоциации этих электролитов.

8. Какие химические уравнения называются молекулярными? Полными ионно-молекулярными? Краткими ионно-молекулярными?

9. По каким правилам составляют ионно-молекулярные уравнения реакций?

10. В каких случаях реакция обмена между электролитами возможна?

 

 

Лабораторная работа № 4

БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ

 

Цель работы

Ознакомление с приготовлением буферных растворов и исследование зависимости рН буферного раствора от концентраций и соотношения концентраций компонентов буферной системы. Экспериментальное определение буферной ёмкости раствора по кислоте и основанию и исследование ее зависимости от разбавления раствора.

 

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

В лабораторной практике и ряде технологических процессов встречается необходимость проведения работы в растворах, способных сохранятьрН практически постоянным, не изменяющимся при разбавлении раствора или при добавлении к нему некоторых количеств сильных кислот и оснований. В таких случаях пользуются так называемыми буферными растворами.

Буферные растворы – это растворы, при внесении в которые малых количеств кислоты или щелочи значение рН раствора не изменяется.

Наиболее часто применяемые буферные растворы содержат:

− слабую кислоту и соль, образованную этой кислотой и сильным основанием (ацетатная буферная смесь: уксусная кислота и ацетат натрия);

− слабое основание и соль, образованная этим основанием с сильной кислотой (водный раствор аммиака и хлорида аммония);

− сильное основание и соль, образованную этим основанием и слабой кислотой (гидроксид натрия и гидрофосфат натрия);

− слабую кислоту и сильное основание (гидроксид натрия и борная кислота);

− смеси солей (гидрофосфаты натрия и калия).

Меняя соотношение между компонентами таких растворов, можно получать разные значения рН.

Действие буферных растворов основано на том, что входящие в них компоненты связывают Н⁺-ионы кислот или ОН^--ионы оснований, вводимых в раствор или образующихся в растворе при протекании реакции.

Например, если к ацетатной буферной смеси добавить сильную кислоту (в малых количествах), то Н⁺-ионы добавляемой кислоты будут соединяться с СН₃СОО^- -ионами соли в малодиссоциированные молекулы соли с СН₃СООН, а концентрация Н⁺-ионов в растворе увеличиваться не будет.

При добавлении (в малых количествах) щелочи добавляемые ОН^--ионы будут связывать Н⁺-ионы буферной кислоты в малодиссоциированные молекулы воды, но концентрация протонов водорода сразу восстановится вследствие смещения равновесия диссоциации уксусной кислоты в сторону увеличения диссоциации кислоты. Таким образом, рН среды остается практически неизменным.

Количество молей сильной кислоты или щелочи, добавление которых к 1 л буферной смеси изменяет значение рН на единицу, называется буферной емкостью. Емкость буферного раствора возрастает при увеличении начальных концентраций его компонентов и максимальна при их равенстве.

 

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ