Опыт 4. Определение константы и степени гидролиза солей измерением рН раствора

1. Определите рН 0,1 М раствора NH₄Cl при помощи рН-метра.

2. Затем разбавлением исходного раствора приготовьте 0,001 М раствор NH₄Cl. Для этого пипеткой на 1 мл отмерить 1 мл 0,1 М раствора NH₄Cl, внесите в колбу на 100 мл. Довести объем раствора в колбе до метки дистиллированной водой, закройте колбу пробкой и тщательно перемешайте раствор, переворачивая колбу несколько раз. Определить рН полученного раствора хлорида аммония.

3. Вычислите константы гидролиза соли NH₄Cl(К_гидр) по найденным значениям рН, исходя из следующих соображений.

В соответствии с уравнением гидролиза NH₄Cl:

константа гидролиза этой соли равна:

Из уравнения гидролиза видно, что [NH₄OH] = [H⁺]. Вследствие практически полной диссоциации солей в растворе при небольших значениях степени гидролиза равновесная концентрация NH₄⁺-иона мало отличается от начальной, т.е. можно принять, что [NH₄⁺]_равн. = С _соли. Тогда получаем расчетную формулу:

С_соли в растворах известна, а концентрацию Н⁺-ионов вычислите для каждого случая по найденным экспериментально значениям рН.

4. Вычислите степень гидролиза NH₄Cl во всех исследованных растворах.

Степень гидролиза h связана с константой гидролиза следующим уравнением:

,

откуда

Сравните экспериментальные значения К _гидр и h в растворах хлорида аммония с вычисленными. Сделать вывод о влиянии концентрации соли на константу гидролиза и степень гидролиза при неизменной температуре.

 

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое гидролиз солей? Дайте определение.

2. Какие соли подвергаются гидролизу? Приведите примеры.

3. Как рассчитать константу гидролиза?

4. Какие факторы влияют на гидролиз солей и почему?

5. Как влияет нагревание раствора на протекание гидролиза?

6. Как влияет разбавление на протекание гидролиза?

7. Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза следующих солей: NaCN, ZnBr₂, Fe₂(SO₄)₃, KNO₂, K₂SO₃, СH₃COONa, Pb(NO₃)₂, NH₄Cl, Na₂S, K₃PO₄, NH₄NO₃, K₂CO₃, CuCl₂, KCN, NiSO₄, (NH₄)₂SO₄, FeCl₃, Ba(NO₂)₂, AlBr₃, Cr(NO₃)₃, Ca(CH₃COO)₂, Na₃PO₄, Ba(CN)₂, Na₂SO₃, KCNS, Na₂CO₃, CuSO₄, NiCl₂, NaNO₂, Fe(NO₃)₃, ZnSO₄, LiNO₂, CdCl₂, Ca(CN)₂, FeBr₃, Cu(NO₃)₂, Ba(CH₃COO)₂, CoSO₄, CrCl₃, Ca(NO₂)₂, NH₄Br, Al₂(SO₄)₃, CrCl₃, CH₃COOK, AlCl₃, NH₄I, Cr₂(SO₄)₃. В какой цвет будет окрашен универсальный индикатор в растворах этих солей?

Лабораторная работа №6

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Цель работы

Приобретение навыков составления уравнений окислительно-восстановительных реакций; ознакомление с особенностями протекания окислительно-восстановительных реакций и их классификацией.

 

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Окислительно-восстановительная реакция(ОВР) −это единый процесс, состоящий из двух разных полуреакций: полуреакции окисления и полуреакции восстановления, которые идут одновременно.

Окисление − это процесс потери электронов атомом, молекулой или ионом. Восстановление − это процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом.

Окислителем называется вещество, атомы, молекулы или ионы которого присоединяют электроны:

Окислитель восстанавливается в процессе восстановления.

Восстановителем называется вещество, атомы, молекулы или ионы которого отдают электроны:

Восстановитель окисляется в процессе окисления.

Число электронов, отданных восстановителем, равно числу электронов, принятых окислителем.

При написании уравнений ОВР используют два метода расстановки коэффициентов: метод электронного баланса и метод полуреакций.

Метод электронного баланса (окислительных чисел) рассмотрим на примере реакции

Для расстановки коэффициентов выполняем следующие действия.

1. Определяем элементы, атомы которых изменяют степень окисления:

2. Находим окислитель и восстановитель в данной ОВР и пишем отдельно электронные уравнения процессов окисления и восстановления:

3. Уравниваем число электронов в процессе окисления и восстановления (электронный баланс):

4. Коэффициенты 5 и 2 из электронных уравнений переносим в молекулярное уравнение ОВР:

5. Окончательно уравниваем число атомов каждого элемента в обеих частях молекулярного уравнения:

Mетод полуреакций (ионно-молекулярный метод) основан на составлении уравнений процессов окисления и восстановления с помощью ионов и молекул, реально существующих в растворе.

Сильные электролиты записывают в виде ионов, а слабые электролиты, газы и малорастворимые вещества − в виде молекул. Степень окисления атомов не используют, а учитывают заряды реальных ионов и характер среды, в которой идет процесс окисления или восстановления. Алгебраическую сумму зарядов в левой и правой частях полуреакций (процессов окисления и восстановления) уравнивают с помощью определенного числа электронов, которые участвуют в процессе. После записи полуреакций окисления и восстановления уравнивают число электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем с помощью дополнительных коэффициентов (как в методе электронного баланса). С учетом этих коэффициентов записывают сокращенное ионно-молекулярное уравнение, а затем и молекулярное уравнение ОВР.

Используем метод полуреакций для той же реакции:

Чтобы связать 4 моль атомов кислорода, требуется 8 моль атомов водорода (процесс идет в кислой среде):

Уравниваем алгебраическую сумму зарядов слева и справа:

Чтобы получить 1 моль атомов кислорода для окисления SO₃^2-до SO₄^2-, требуется 1 моль молекул H₂O (процесс идет в кислой среде):

Уравниваем алгебраическую сумму зарядов слева и справа:

Теперь уравниваем число электронов в полуреакциях окисления и восстановления и получаем сокращенное ионно - молекулярное уравнение ОВР:

Записываем молекулярное уравнение ОВР:

 

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ