Влияние одноименных ионов на диссоциацию слабого электролита

а) Налейте в две пробирки по 2‑3 мл 15%‑ного раствора уксусной кислоты, в одну из них добавить стеклянную ложечку кристаллического ацетата натрия, а затем бросьте одновременно в обе пробирки по 1‑2 гранулы цинка. Через некоторое время, когда растворится оксидная пленка, начнется реакция между металлом и кислотой (каким видимым признаком она сопровождается?). Как и почему отражается на скорости реакции добавление ацетата натрия?

б) Налейте в две пробирки по 2‑3 мл 1М раствора аммиака, в одну из них внесите 1 стеклянную ложечку хлорида аммония, а затем добавьте в обе пробирки по 1 мл 1М раствора хлорида магния. Что наблюдается? Объясните полученный результат.

Обменные реакции в растворах электролитов

	ПР
CaSO4	1*10^‑5
BaSO4	1,1*10^‑^10
PbSO4	1,6*10^‑^8
FeS	5*10^‑^18
CuS	6*10^‑^36
PbS	1*10^‑^27
PbCl2	1,7*10^‑5
PbI2	8,7*10^‑9
	KД
H2S	(I)1.0*10^‑7
	(II)1.3*10^‑13

Систематизируйте реакции с использованием предложенных реактивов так, чтобы полнее раскрыть условия протекания обменных реакций в растворах электролитов: разбавленные растворы CuCl₂, BaCl₂, FeSO₄, Pb(NO₃)₂, Н₂SO₄, насыщенный раствор CaSO₄, концентрированные растворы HCl, Na₂S и H₂S, кристаллический CuS. Предложите не менее 5‑ти реакций, запишите их в молекулярной и ионной форме и на основе констант диссоциации и произведений растворимости реагентов и продуктов сделайте выводы о возможности их протекания. Проверьте свои предположения на опыте.

5. Условия образования осадков

В две пробирки налейте по 3 мл 0,005 М раствора нитрата свинца, в одну из них добавьте 3 мл 0,05 М раствора хлорида калия, а в другую – 3 мл 0,05 М раствора иодида калия. В какой из пробирок выпал осадок?

Объясните наблюдения, сделав необходимые расчеты.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Зависимость рН растворов от состава солей

 

а) Определите рН растворов следующих солей: NH₄NO₃, KCl, CH₃COONa, Na₂CO₃, AlCl₃, CH₃COONH₄. Для этого следует окунуть чистую стеклянную палочку в раствор соответствующей соли и смочить этим раствором бумажку, пропитанную универсальным индикатором. Рассчитайте константу гидролиза и рН 1М растворов указанных веществ. (При расчетах используйте данные таблицы). Сравните экспериментальные результаты с расчетами: правильно ли предсказана среда? Сравните полноту гидролиза солей. Почему в двух случаях рН соответствует нейтральной среде?

	КД
K(CH3COOH)	1.7*10^‑5
K¢(H2CO3) K¢¢	4.5*10^‑7
4.8*10^‑11
KW	10^‑14
K¢(Al(OH)3) K¢¢ K¢¢¢	10^‑4
10^‑6
10^‑9
K(NH4OH)	1.8*10^‑5

б) Исследуйте растворы Na₂CO₃ и NaHCO₃ в отдельных пробирках при помощи универсального индикатора. Почему рН растворов этих солей различна? Подтвердите наблюдения расчетами.

 

Влияние температуры на гидролиз

Налейте в пробирку 4‑5 мл раствора ацетата натрия и добавьте 2‑3 капли фенолфталеина. Часть полученного раствора отлейте в другую пробирку и оставьте для сравнения, а оставшийся раствор нагрейте до кипения. Как меняется интенсивность окраски? Охладите раствор и сравните его цвет с цветом контрольного раствора. Дайте объяснения наблюдаемым явлениям.

 

Зависимость полноты гидролиза от концентрации раствора

а) Налейте в пробирку 1 мл раствора хлорида сурьмы (III) НSbCl₄ и, интенсивно перемешивая раствор, добавьте по каплям дистиллированную воду до образования осадка во всем объеме. Напишите уравнения гидролиза, считая, что при разбавлении раствора образуется осадок оксохлорида сурьмы SbOCl. Объясните результат опыта.

б) Раствор с осадком разделите на три части, к одной из частей прилейте по каплям концентрированную соляную кислоту, к другой – концентрированную серную кислоту, к третьей – 1‑2 стеклянных ложечки кристаллического хлорида натрия. Затем в каждую пробирку вновь добавьте воду. Что в каждом случае наблюдается и почему?

 

Смещение равновесий гидролиза за счет удаления продуктов

Налейте в пробирку около 2 мл раствора хлорида железа(III) и внесите в него 0,5 стеклянной ложечки магниевого порошка. Результатом какой реакции является выделяющийся газ? Как сказывается протекание этой реакции на полноте гидролиза FeCl₃? В чем это проявляется?

5. Полный, взаимно‑усиливающийся гидролиз

В небольшом термостойком стакане слейте вместе по 10‑15 мл растворов соли алюминия и карбоната натрия. Каков состав выпавшего осадка и выделяющегося газа? Составьте уравнение реакции, протекающей при совместном гидролизе двух солей.

Стакан прогрейте на электроплитке, отфильтруйте осадок на воронке Бюхнера, промойте его на фильтре горячей водой для удаления избытка Na₂CO₃ (как убедиться в полноте промывки осадка?). Докажите опытным путем, что полученный осадок является не карбонатом алюминия, а гидроксидом алюминия.

Какие соли не могут быть получены (не могут существовать) в водном растворе?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ. НАПРАВЛЕНИЕ ПРОТЕКАНИЯ ОКИСЛИТЕЛЬНО‑ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ. ЭЛЕКТРОЛИЗ

Гальванический элемент

Из указанных преподавателем металлов и их растворов соберите гальванический элемент (рис.5). Для этого два небольших стаканчика на 3/4 наполните 1М растворами указанных солей и опустите в них пластины соответствующих металлов, соединенные металлическим проводником. Стаканы с растворами соедините солевым мостиком ‑ стеклянной трубкой, заполненной раствором хлорида калия. Отметьте по вольтметру напряжение.

Рассчитайте ожидаемое значение ЭДС для каждого гальванического элемента, использованного в опыте. Составьте схемы гальванических элементов, указав катод и анод и направление движения тока в цепи.

Как изменится ЭДС гальванического элемента, если один из растворов солей разбавить в 10 раз? Рассчитайте ЭДС для данного случая и измерьте, разбавив соответствующий раствор в 10 раз. Вновь сравните расчетное и экспериментальное значения. Как следует изменять концентрацию раствора в прикатодном пространстве (в прианодном пространстве), чтобы повысить ЭДС гальванического элемента?

 

2. Направление протекания окислительно‑восстановительных реакций

Полуреакция	j^0, B
Na^+ + e ® Na^0	‑2,713
K^+ + e ® K^0	‑2,923
Al^3+ + 3e ® Al^0	‑1,66
Cu^2+ + 2e ® Cu^0	0,345
Fe^2+ + 2e ® Fe^0	‑0,44
Ni^2+ + 2e ® Ni^0	‑0,228
Sn^2+ + 2e ® Sn^0	‑0,136
Zn^2+ + 2e ® Zn^0	‑0,764
Fe^3+ + e ® Fe^2+	0,77
Cl2 + 2e ® 2Cl^‑	1,359
Br2 + 2e ® 2Br^‑	1,087
I2 + 2e ® 2I^‑	0,536
2H^+ + 2e ® H2
2H2O + 2e ® H2 + 2OH^‑	‑0,828
O2 + 2H2O + 4e ® 4OH^‑	0,401
O2 + 4H^+ + 4e ® 2H2O	1,229
S2O8^2‑ + 2e ® 2SO4^2‑	2,01

Пользуясь таблицами стандартных электродных потенциалов, рассчитайте ЭДС окислительно‑восстановительной реакции между ионами Fe³⁺ и Г^‑ (где Г = Cl, Br, I) и сделайте вывод о возможности восстановления ионов Fe³⁺ каждым из галогенид‑ионов.

Расчеты проверьте на опыте. В три пробирки налейте по 2 мл 2М растворов хлорида, бромида и иодида калия, затем в каждую из них добавьте равные объемы 2М раствора хлорида железа (III). Что наблюдается? Согласуются ли данные опыта с расчетом? Если нет, то почему? Что нужно изменить в условиях проведения опыта, чтобы расчетные и экспериментальные данные совпали?

Сделайте следующий расчет, имеющий отношение к проведенному опыту, и его результат используйте для комментария вашего эксперимента: начиная с какой концентрации бромид‑ионов восстановление ионов Fe³⁺ термодинамически возможно, если [Fe³⁺] = 1 моль/л и [Fe²⁺] = 10^‑6 моль/л.

Коррозия