Изучение равновесий осадок малорастворимого электролита – его насыщенный раствор

Цель работы: изучение условий образования осадка малорастворимого электролита в реакциях ионного обмена и его растворения.

В результате выполнения данной работы студент должен:

– уметь выполнять расчеты, связанные с условиями образования осадка малорастворимого электролита в реакциях ионного обмена

– уметь рассчитывать молярную растворимость осадка в чистой воде; в присутствии одноименного иона

– уметь рассчитывать массу малорастворимого электролита, каждого из ионов малорастворимого электролита в насыщенном над осадком растворе

– уметь рассчитать объем воды, в котором полностью растворится заданное количество малорастворимого электролита.

Оборудование и реактивы: бюретки вместимостью 25 см³, измерительные пробирки, пипетки на 10 см³, штатив с пробирками, стеклянные палочки; водные растворы сульфата натрия, карбоната натрия, хромата калия, хлорида бария с молярной концентрацией вещества в растворе соответственно 0,05 моль/дм³, водный раствор нитрата свинца с молярной концентрацией эквивалента вещества 0,002 моль/дм³, водные растворы хлорида калия, иодида калия, хлорида алюминия и сульфата меди с молярной концентрацией вещества 0,05 моль/дм³, водный раствор щелочи с молярной концентрацией вещества 0,05 моль/дм³, соляная и уксусная кислоты с молярной концентрацией вещества 2 моль/дм³, раствор аммиака с массовой долей аммиака 10% и плотностью 0,956 г/см³, водные растворы перманганата калия, сульфита натрия, нитрита натрия, дихромата калия с молярной концентрацией вещества в растворе соответственно 0,1 моль/дм³, раствор пероксида водорода с массовой долей вещества 3%, раствор серной кислоты, разбавленный дистиллированной водой в соотношении 1:4.

Опыт 1. Изучение условий образования осадков малорастворимых соединений.

а) в три конические пробирки поместите соответственно по 1 см³ растворов сульфата натрия, карбоната натрия, хромата калия и добавьте в каждую из них по 1 см³ раствора хлорида бария. Наблюдаемые явления подтвердите уравнениями реакций в ионном и молекулярном виде. Пользуясь правилом произведения растворимости, объясните причину образования осадков. Используйте при этом указанные концентрации реагирующих веществ для проверки выполнения условия образования осадков;

б) в две конические пробирки налейте по 1 см³ раствора нитрата свинца с молярной концентрацией эквивалента 0,002 моль/дм³. Затем в первую прибавьте 1 см³ раствора хлорида калия, а во вторую – 1 см³ раствора иодида калия с молярной концентрацией каждого раствора 0,05 моль/дм³. Что наблюдается? Объясните полученный результат, сопоставляя величины ионного произведения ПИ и ПР для малорастворимых солей свинца;

в) в первые две пробирки налейте по 1 см³ раствора хлорида алюминия, а во вторые две пробирки – по 1 см³ раствора сульфата меди. Затем в каждую из пробирок добавьте по каплям раствор гидроксида натрия вплоть до образования осадка. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Объясните причину образования осадков с позиций условия образования осадка (осадки сохранить для опыта 2б).

 

Опыт 2. Изучение условий растворения осадков

а) в двух пробирках получите осадок хромата бария (см. опыт 1а), с помощью пипетки отделите раствор от осадка. К осадку в первой пробирке добавьте 2 см³ соляной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм³, к осадку во второй пробирке добавьте 2 см³ раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм³. Объясните, как влияют добавки каждой из кислот на растворимость осадка?

б) к осадкам гидроксида алюминия (из опыта 1в) добавьте: в первую пробирку см³ 10 капель раствора гидроксида натрия, а во вторую – 5 – 10 капель соляной кислоты.

К осадкам гидроксида меди (из опыта 1в) добавьте: в первую пробирку – 10 капель раствора гидроксида натрия, а во вторую – 5–10 капель раствора аммиака.

Отметьте наблюдаемые явления, дайте им обоснование и подтвердите уравнениями реакций в ионном и молекулярном виде.

 

Вопросы и задачи для самостоятельного решения.

1. Напишите выражения для ПР следующих соединений: AgJ, CaCr₂O₄, Ag₂CrO₄, Cr(OH)₃, (Ba₃PO₄)₂

2. Как классифицируются растворы, в которых ПР электролита

а) не достигнуто; б) достигнуто; в) превышено?

3. ПР солей NiCO₃ и Cu(JO₃)₂ одинаковы и равны 1,4∙10^-7. Какая из солей более растворима?

4. Выпадет ли осадок CaSO₄ при сливании равных объемов 0,02 М раствора СаС1₂ и 0,002 М раствора Na₂SO₄? Коэффициенты активности принять равными единице. ПP_СaSO4 = 6·10^-5.

5. Концентрация ионов в растворе с (Сu²⁺) = с (СО₃^2-) = 10^-6 моль/дм³. Является ли такой раствор насыщенным, если ПР(СuСОз) = 2∙10^-10?

6. Вычислить ПР_Ag3PO4, если растворимость этой соли в воде равна 4,68∙10^-6 моль/дм³.

7. ПР_CaSO4 = 2,5∙10^-5. Выпадет ли осадок CaSO₄, если:

а) смешали равные объемы 0,2 М растворов CaCl₂ и Na₂SO₄;

б) к 200 см³ 0,2 М раствора Ca(NO₃)₂ прибавить 300 см³ 0,2М раствора K₂SO₄;

в) к 100 см³ 0,01М раствора CaCl₂ прибавить 400 см³ 0,001М раствора K₂SO₄.

8. Достаточно ли для очистки 10 дм³ сточных вод от ионов ртути (II) (концентрация 10^-4 моль/дм³) 100 см³ 0,1 М раствора сульфата натрия?

9. В каком объеме воды полностью растворится 1 мг малорастворимого хлорида серебра?