Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей




НазваниеЛабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей
страница8/13
Дата17.11.2012
Размер1.1 Mb.
ТипЛабораторная работа
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

Опыт 4. Влияние одноименного иона на степень диссоциации слабого электролита (смещение равновесия диссоциации)

А. В пробирку налить разбавленный раствор аммиака и добавить 2-3 капли фенолфталеина. Раствор разделить на две части. Одну оставить для сравнения, а в другую добавить немного твёрдого хлорида аммония и хорошо размешать. Объяснить изменение цвета раствора, исходя из принципа Ле Шателье и константы диссоциации.

Сделать вывод о влиянии одноименного иона на степень диссоциации слабого электролита.

Б. Налить в две пробирке по 5…6 капель 0,1 Н раствора уксусной кислоты и по 1…2 капли раствора метилового оранжевого. Затем в одну из пробирок ввести 2…3 кристаллика ацетата натрия. Пробирку встряхнуть. Сравнить интенсивность окраски в пробирках. Объяснить причину изменения окраски раствора.


Опыт 5. Смещение ионного равновесия в насыщенном растворе амфотерного электролита

В пробирку налить десять капель раствора соли алюминия. К раствору соли алюминия приливать по каплям разбавленный раствор гидроксида натрия до появления осадка гидроксида алюминия. Разделить осадок на две части (на две пробирки). К одной части прилить избыток соляной кислоты, к другой – избыток концентрированного раствора щёлочи. Что наблюдается в том и другом случае? Объяснить происходящее явление с точки зрения смещения ионного равновесия в насыщенном растворе гидроксида алюминия. Составить ионные уравнения реакций, учитывая, что амфотерный гидроксид плохо растворим в воде.

Контрольные вопросы и упражнения


1. Какие вещества называют электролитами и неэлектролитами?

2. В чём заключаются основные положения электролитической диссоциации?

3. Объяснить процесс диссоциации солей, оснований и кислот с точки зрения строения атомов и молекул.

4. Реакции диссоциации электролитов являются обратимыми. Объяснить, что это значит? Как записывают уравнения реакций диссоциации?

5. Какие электролиты называют сильными, а какие слабыми? Привести примеры.

6. Как зависит способность электролитов к диссоциации от вида химической связи?

7. В 1 л раствора содержится 0,25 г хлорида натрия. Вычислить концентрацию ионов Na+, Cl и общую концентрацию всех ионов.

8. В 1 л 0,01 н раствора муравьиной кислоты HCOOH при комнатной температуре содержится 0,06 г ионов HCOO. Найти константу диссоциации.

9. При какой концентрации уксусной кислоты CH3COOH в водном растворе

 = 1% ? При какой концентрации  в 2 раза больше, если Кдис. = 1,8 . 105 ?

10. Принимая во внимание первую ступень диссоциации сероводородной кислоты, определить  (%) для её 0,01 М раствора (см. приложение 4).

11. Написать следующие молекулярные уравнения реакций в ионном виде:

а) Zn(OH)2 + 2 NaOH = Na2ZnO2 + 2 H2O;

б) Na2ZnO2 + 2 HCl = 2 NaCl + Zn(OH)2.


5. Растворы

5.1 Растворимость веществ в воде. Свойства растворов


Раствором называется термодинамически устойчивая гомогенная (однофазная) система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов (химических веществ). Компонентами, составляющими раствор, являются растворитель и растворенное вещество. Обычно растворителем считается тот компонент, который в чистом виде существует в таком же агрегатном состоянии, что и полученный раствор (например, в случае водного раствора соли растворителем является, конечно, вода). Если же оба компонента до растворения находились в одинаковом агрегатном состоянии (например, спирт и вода), то растворителем считается компонент, находящийся в большем количестве.

Растворы бывают жидкими, твердыми и газообразными.

Жидкие растворы – это растворы солей, сахара, спирта в воде. Жидкие растворы могут быть водными и неводными. Водные растворы – это растворы, в которых растворителем является вода. Неводные растворы – это растворы, в которых растворителями являются органические жидкости (бензол, спирт, эфир и т.д.). Твёрдые растворы – сплавы металлов. Газообразные растворы – воздух и другие смеси газов.

Процесс растворения. Растворение – это сложный физико-химический процесс. При физическом процессе происходит разрушение структуры растворяемого вещества и распределение его частиц между молекулами растворителя. Химический процесс – это взаимодействие молекул растворителя с частицами растворенного вещества. В результате этого взаимодействия образуются сольваты. Если растворителем является вода, то образующиеся сольваты называются гидратами. Процесс образования сольватов называется сольватацией, процесс образования гидратов – гидратацией. При упаривании водных растворов образуются кристаллогидраты – это кристаллические вещества, в состав которых входит определенное число молекул воды (кристаллизационная вода). Примеры кристаллогидратов: CuSO4.5H2O – пентагидрат сульфата меди (II); FeSO4 . 7H2O – гептагидрат сульфата железа (II).

Физический процесс растворения идёт с поглощением энергии, химический – с выделением. Если в результате гидратации (сольватации) выделяется больше энергии, чем ее поглощается при разрушении структуры вещества, то растворение – экзотермический процесс. Выделение энергии происходит при растворении NaOH, H2SO4, Na2CO3, ZnSO4 и других веществ. Если для разрушения структуры вещества надо больше энергии, чем её выделяется при гидратации, то растворение – эндотермический процесс. Поглощение энергии происходит при растворении в воде NaNO3, KCl, NH4NO3, K2SO4, NH4Cl и некоторых других веществ.

Количество энергии, которое выделяется или поглощается при растворении, называется тепловым эффектом растворения.

Растворимостью вещества называется его способность распределяться в другом веществе в виде атомов, ионов или молекул с образованием термодинамически устойчивой системы переменного состава. Количественной характеристикой растворимости является коэффициент растворимости, который показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 1000 или 100 г воды при данной температуре. Растворимость вещества зависит от природы растворителя и вещества, от температуры и давления (для газов). Растворимость твердых веществ в основном увеличивается при повышении температуры. Растворимость газов с повышением температуры уменьшается, но при повышении давления увеличивается.

По растворимости в воде вещества делят на три группы:

1. Хорошо растворимые (р.). Растворимость веществ больше 10 г в 1000г воды. Например, 2000 г сахара растворяется в 1000 г воды, или в 1 л воды.

2. Малорастворимые (м.). Растворимость веществ от 0,01 г до 10 г в 1000 г воды. Например, 2 г гипса (CaSO4 . 2 H2O) растворяется в 1000 г воды.

3. Практически нерастворимые (н.). Растворимость веществ меньше 0,01 г в 1000 г воды. Например, в 1000 г воды растворяется 1,5 . 103 г AgCl.

При растворении веществ могут образоваться насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы.

Насыщенный раствор – это раствор, который содержит максимальное количество растворяемого вещества при данных условиях. При добавлении вещества в такой раствор вещество больше не растворяется.

Ненасыщенный раствор – это раствор, который содержит меньше растворяемого вещества, чем насыщенный при данных условиях. При добавлении вещества в такой раствор вещество еще растворяется.

Иногда удается получить раствор, в котором растворенного вещества содержится больше, чем в насыщенном растворе при данной температуре. Такой раствор называется пересыщенным. Этот раствор получают при осторожном охлаждении насыщенного раствора до комнатной температуры. Пересыщенные растворы очень неустойчивы. Кристаллизацию вещества в таком растворе можно вызвать путем потирания стеклянной палочкой стенок сосуда, в котором находится данный раствор. Этот способ применяется при выполнении некоторых качественных реакций.

Растворимость вещества может выражаться и молярной концентрацией его насыщенного раствора (п.2.2).

Константа растворимости. Рассмотрим процессы, возникающие при взаимодействии малорастворимого, но сильного электролита сульфата бария BaSO4 с водой. Под действием диполей воды ионы Ba2+ и SO42 из кристаллической решетки BaSO4 будут переходить в жидкую фазу. Одновременно с этим процессом под влиянием электростатического поля кристаллической решетки часть ионов Ba2+ и SO42 вновь будет осаждаться (рис.3). При данной температуре в гетерогенной системе, наконец, установится равновесие: скорость процесса растворения (V1) будет равна скорости процесса осаждения (V2), т.е.

V1 = V2 :




BaSO4 ⇄ Ba2+ + SO42

твёрдая раствор

фаза


Рис. 3. Насыщенный раствор сульфата бария


Раствор, находящийся в равновесии с твердой фазой BaSO4, называется насыщенным относительно сульфата бария.

Насыщенный раствор представляет собой равновесную гетерогенную систему, которая характеризуется константой химического равновесия:


, (1)


где a (Ba2+) – активность ионов бария; a(SO42-) – активность сульфат-ионов;

a (BaSO4) – активность молекул сульфата бария.

Знаменатель этой дроби – активность кристаллического BaSO4 – является постоянной величиной, равной единице. Произведение двух констант дает новую постоянную величину, которую называют термодинамической константой растворимости и обозначают Кs :


Кs = a(Ba2+) . a(SO42-). (2)


Эту величину раньше называли произведением растворимости и обозначали ПР.

Таким образом, в насыщенном растворе малорастворимого сильного электролита произведение равновесных активностей его ионов есть величина постоянная при данной температуре.

Если принять, что в насыщенном растворе малорастворимого электролита коэффициент активности f~1, то активность ионов в таком случае можно заменить их концентрациями, так как а(X) = f (X) . С(X). Термодинамическая константа растворимости Кs перейдет в концентрационную константу растворимости Кs:

Кs = С(Ba2+) . С(SO42-), (3)


где С(Ba2+) и С(SO42) – равновесные концентрации ионов Ba2+ и SO42 (моль/л) в насыщенном растворе сульфата бария.

Для упрощения расчётов обычно пользуются концентрационной константой растворимости Кs , принимая f (Х) = 1 (приложение 2).

Если малорастворимый сильный электролит образует при диссоциации несколько ионов, то в выражение Кs (или Кs) входят соответствующие степени, равные стехиометрическим коэффициентам:


PbCl2 ⇄ Pb2+ + 2 Cl; Ks = С (Pb2+) . С2 (Cl);

Ag3PO4 3 Ag+ + PO43; Ks = С3 (Ag+) . С (PO43).


В общем виде выражение концентрационной константы растворимости для электролита AmBnm An+ + n Bm имеет вид


Ks = Сm (An+) . Сn (Bm),


где С  концентрации ионов An+ и Bm в насыщенном растворе электролита в моль/л.

Величиной Ks принято пользоваться только в отношении электролитов, растворимость которых в воде не превышает 0,01 моль/л.

Условия образования осадков

Предположим, с  фактическая концентрация ионов трудно растворимого электролита в растворе.

Если Сm (An+) . Сn (Bm-) > Ks , то произойдет образование осадка, т.к. раствор становится пересыщенным.

Если Сm (An+) . Сn (Bm) < Ks , то раствор является ненасыщенным и осадок не образуется.

Свойства растворов. Ниже рассмотрим свойства растворов неэлектролитов. В случае электролитов в приведённые формулы вводится поправочный изотонический коэффициент.

Если в жидкости растворено нелетучее вещество, то давление насыщенного пара над раствором меньше давления насыщенного пара над чистым растворителем. Одновременно с понижением давления пара над раствором наблюдается изменение его температуры кипения и замерзания; температуры кипения растворов повышаются, а температуры замерзания понижаются по сравнению с температурами, характеризующими чистые растворители.

Относительное понижение температуры замерзания или относительное повышение температуры кипения раствора пропорционально его концентрации:

∆t = KСm ,


где К – константа (криоскопическая или эбулиоскопическая);

Сm – моляльная концентрация раствора, моль/1000 г растворителя.

Так как Сm = m/M, где m – масса вещества (г) в 1000 г растворителя,

М – молярная масса, приведенное уравнение можно представить:


; .


Таким образом, зная для каждого растворителя величину К, задав m и экспериментально определив ∆t в приборе, находят М растворенного вещества.

Молярная масса растворенного вещества может быть определена путём измерения осмотического давления раствора (π) и рассчитана по уравнению Вант – Гоффа:

; .


Лабораторная работа

Растворимость веществ в воде. Свойства растворов


Цель работы

Ознакомление с физико-химической природой процесса растворения, растворимостью вещества, различными видами растворов, а также с основными свойствами растворов.


Оборудование и реактивы

Шпатель. Стеклянные палочки. Песчаные бани. Мерный цилиндр. Стакан. Криоскоп. Ацетат натрия (крист.). Хлорид кальция (крист.). Нитрат аммония (крист.). Сульфат натрия (крист.). Гидроксид натрия (крист.). Глицерин. Раствор хлорида натрия (10 % - ный). Охладительная смесь (лёд + соль).

1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   13

Похожие:

Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconПлан урока по теме «Соединения бериллия, магния и щелочноземельных металлов»
Повторить на примере соединений кальция свойства основных оксидов и гидроксидов, реакции ионного обмена. Изучить качественные реакции...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconХимические свойства солей
Образовательные: привести в систему знания учащихся о составе, номенклатуре, классификации солей; дать представление о некоторых...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconРабочая программа по химии 9 класс ( 9 «А» и9 «Б»)
Характеристика элемента по его положению в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Свойства оксидов, кислот,...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconМетодические материалы доц. Рыбальченко В. С. Лабораторная работа №4
Условия практической необратимости реакций ионного обмена. Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconПрактическая работа №10 Свойства кислот, оснований и солей
Продолжить формирование практических умений и навыков в выполнении опытов, соблюдая правила техники безопасности. Развивать наблюдения...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconСерная кислота. Производство серной кислоты
Цель урока: рассмотреть физические свойства и строение серной кислоты, химические свойства разбавленной и концентрированной кислот;...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей icon«Важнейшие представители солей»
Учитель: На предыдущем уроке мы познакомились с составом и названиями солей. Сегодня наша задача – закрепить умения составлять формулы...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей icon«Характерные химические свойства оснований и амфотерных гидроксидов. Характерные химические свойства кислот» Научный Ахметов М. А
Введение егэ было продиктовано необходимостью создания системы объективной оценки качества подготовки выпускников средней (полной)...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconФазовые равновесия и физико-химические свойства в рядах растворов солеЙ элементов iiа-группы
Работа выполнена на кафедре "Общая и неорганическая химия" Государственного образовательного учреждения высшего профессионального...
Лабораторная работа. Получение и свойства оксидов, гидроксидов и солей iconУгольная кислота и ее соли
Обучающие: актуализировать знания об аллотропных модификациях углерода, основных свойствах оксидов углерода; сформировать знания...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница