Добавил:

Gamer_Ignatev ists1808@gmail.com Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Новгородский Государственный Университет им. Ярослава Мудрого

Предмет:

Химия

Файл:

Химия сборник лабораторных работ

Скачиваний:

Добавлен:

12.12.2023

Размер:

1.23 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 94 5 6 7 8 9 > Следующая >>>

ФИО студента _____________________________________ группа __________

Таблица 3.3

Константы диссоциации слабых электролитов при 25°С

Название электролита

Формула

Константа диссоциации

Азотистая кислота

HNO2

K 4 10 5

Сернистая кислота

H2SO3

K1 1.58 10 2

K 2 6.31 10 8

Сероводородная кислота

H2S

K1 6 10 8

K 2 1 10 14

Угольная кислота

H2CO3

K1 4.45 10 7

K 2 4.69 10 11

Уксусная кислота

CH3COOH

K 1.75 10 5

K1 7.52 10 3

Фосфорная кислота

H3PO4

K 2 6.31 10 8

K3 1.26 10 13

Щавелевая кислота

H2C2O4

K1 5.4 10 2

K 2 5.4 10 5

Гидроксид аммония

NH4OH

K 1.79 10 5

Гидроксид цинка

Zn(OH)2

K 2 4 10 5

Гидроксид магния

Mg(OH)2

K 2 2.5 10 3

Гидроксид алюминия

Al(OH)3

K3 = 1.38·10-9

Таблица 3.4

рН растворов электролитов с неизвестной концентрацией

Электролит

HNO3

H2SO4

HCl

H2C2O4

CH3COOH

NaOH

рН

1.0

1.3

1.7

2.5

3.3

13.0

Основываясь на результатах эксперимента, сделайте вывод:

1)можно ли с помощью фенолфталеина отличить: кислую среду от нейтральной; нейтральную от слабощелочной рН=8; слабощелочную от умеренно щелочной рН=11?

2)можно ли с помощью метилового оранжевого отличить: умеренно кислую среду рН=3 от слабокислой рН=5; слабокислую среду от нейтральной; нейтральную среду от щелочной?

____________________________________________________________________

ФИО студента _____________________________________ группа __________

Опыт №2. Изучение влияния условий проведения гидролиза на полноту его протекания

2.1 Влияние концентрации

Впробирку поместить 2-3 капли концентрированного раствора хлорида железа (III). Установить с помощью индикаторной бумаги среду раствора (рН). Раствор в пробирке разбавить водой, увеличив объем в 3-4 раза и установить рН разбавленного раствора. Написать уравнения гидролиза по первой и второй ступеням в молекулярном и ионном виде.

____________________________________________________________________

2.2 Влияние температуры

Впробирку на 1/4 её объёма налить раствор хлорида железа (III) и прокипятить его несколько минут на спиртовке. Что наблюдается? Запишите уравнения гидролиза в молекулярном и ионном виде по всем ступеням, имея в виду, что вторая и третья ступени гидролиза возможны при нагревании.

____________________________________________________________________

Сделайте вывод о влиянии концентрации раствора соли и температуры на полноту протекания гидролиза солей.

____________________________________________________________________

ФИО студента _____________________________________ группа __________

Опыт №3. Зависимость рН буферных растворов от соотношения концентраций составляющих их компонентов и от разбавления

1.Приготовьте буферные растворы объемом по 10 см3 с соотношением концентраций соли и кислоты: пробирка №1 – 1:9; пробирка №2 – 5:5; пробирка

№3 – 9:1 смешением 0,1н. растворов CH3COONa и CH3COOH.

Точные объемы растворов ацетата натрия и уксусной кислоты отмеривают

впробирку из бюреток; содержимое пробирки тщательно перемешивают, закрыв пробирку резиновой пробкой.

2.Приготовьте разбавленные растворы с тем же соотношением сопряженных компонентов. Для этого: в пустую пробирку №4 из бюретки отмеривают 8 мл дистиллированной воды и добавляют 1 см3 приготовленного ранее буферного раствора из пробирки №1, используя мерную пипетку. Аналогично, взяв пустую пробирку №5 отмеривают в нее 8 мл дистиллированной воды и добавляют 1 см3 раствора из пробирки №2, в пустую пробирку №6 отмеривают 8 см3 дистиллированной воды и добавляют 1 см3

раствора из пробирки №3.

3.В каждую из шести приготовленных пробирок добавить по 5 капель индикатора метилового оранжевого, перемешать легким постукиванием по пробирке. Записать цвета растворов в таблицу 3.5.

4.Для обоснования полученных результатов, рассчитать рН для шести

приготовленных растворов (pKa(CH3COOH) = 4,76). Рассчитанные значения рН занести в таблицу 3.5.

____________________________________________________________________

ФИО студента _____________________________________ группа __________

			Таблица 3.5
Экспериментальные результаты опыта
№ пробирки с исходным	1	2	3
буферным раствором	1	2	3
буферным раствором
С(CH3COONa):C(CH3COOH)	1:9	5:5	9:1
Цвет буферного раствора после
добавления индикатора
Расчётное значение рН
буферного раствора
№ пробирки с разбавленным	4	5	6
буферным раствором	4	5	6
буферным раствором
С(CH3COONa):C (CH3COOH)	1:9	5:5	9:1
Цвет буферного раствора после
добавления индикатора
Расчётное значение рН
буферного раствора

В выводе обосновать зависит ли рН буферного раствора от соотношения компонентов и разбавления буферного раствора.

____________________________________________________________________

Опыт №4. зависимости буферной ёмкости раствора от разбавления

Для выполнения эксперимента используют приготовленные в опыте №3 пробирки №1 и №4. К растворам в обеих пробирках добавляют по 5 капель раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,1 моль/дм3. Растворы перемешивают, наблюдаемую окраску записывают в таблицу 3.6.

Таблица 3.6 Зависимость буферной емкости раствора от его разбавления

№		Окраска раствора после	Окраска раствора после
№	Объект исследования	добавления метилового	Окраска раствора после
пробирки	Объект исследования	добавления метилового	добавления 5 капель NaOH
пробирки		оранжевого	добавления 5 капель NaOH
		оранжевого
1	Исходный буферный
1	раствор
	раствор
4	Разбавленный
4	буферный раствор
	буферный раствор
		34

ФИО студента _____________________________________ группа __________

В выводе описать зависимость буферной емкости от разбавления.

____________________________________________________________________

Работа выполнена _________		_______________
	дата	подпись преподавателя
Баллы за лабораторную работу
оформление отчета	_____	_______________
	балл	подпись преподавателя
защита работы	_____	_______________
	балл	подпись преподавателя

ФИО студента _____________________________________ группа __________

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ПРОЦЕССЫ

Основными количественными характеристиками насыщенных растворов являются константа растворимости Ks (или произведение растворимости ПР) и растворимость S.

Взависимости от количества растворенного вещества растворы подразделяют: на ненасыщенные, насыщенные (содержат максимально возможное количество растворенного вещества при данной температуре) и пересыщенные (неустойчивые гомогенные системы).

Всистеме, состоящей из осадка малорастворимого электролита и насыщенного раствора над ним, устанавливается динамическое равновесие:

MenXm(тв) ↔ nMem+ + mXn-

Константа равновесия для данного случая имеет вид

К рав н. Меm n X n m

Men X m

Знаменатель этой дроби есть величина постоянная, поэтому произведение Kравн· MenХm тоже является постоянной при данной температуре. Отсюда, следует, что произведение [Mem+]n·[Xn-]m представляет собой постоянную величину, называемую константой растворимости Кs или произведением растворимости ПР.

Таким образом, в насыщенном растворе труднорастворимого электролита произведение концентраций его ионов есть величина постоянная при данной температуре.

Если произведение концентраций ионов такого электролита в растворе превышает величину его Ks, то образуется осадок, т.е.

[Mem+]n·[Xn-]m > Ks.

Если произведение концентраций ионов труднорастворимого электролита в растворе меньше его Ks, то осадок не образуется, т.е.

[Mem+]n·[Xn-]m < Ks.

В том случае, когда осадок был получен ранее, а концентрации составляющих его ионов в растворе каким-либо образом уменьшили и значение Ks не достигается происходит растворение осадка.

Растворимость малорастворимого электролита MenXm (S, моль\дм3), т.е. молярную концентрацию его насыщенного раствора, можно вычислить, зная величину Ks для этого вещества, по уравнению:

+	(	)
= √

ФИО студента _____________________________________ группа __________

Если к раствору, содержащему смесь ионов, осаждаемых одним и тем же ионом осадителя, добавлять этот осадитель, то образование осадков малорастворимых электролитов происходит ступенчато:

если рассматриваемые электролиты дают при диссоциации одинаковое число ионов, то первым осаждается тот электролит, для достижения константы растворимости Ks которого требуется наименьшая концентрация ионов осадителя;

если рассматриваемые электролиты дают при диссоциации разное число ионов, то первым осаждается тот электролит, для достижения растворимости S которого требуется наименьшая концентрация ионов осадителя.

В этом случае протекают конкурирующие процессы: конкуренция за общий катион или за общий анион.

Для достижения полноты осаждения одного вида ионов малорастворимого сильного электролита из его насыщенного раствора следует увеличить в растворе концентрацию другого вида ионов этого электролита. Таким образом,

вприсутствии избытка одноименных ионов растворимость малорастворимого вещества понижается и осаждение будет более полным.

Растворимость электролитов в воде, как правило, уменьшается, если к их раствору добавить хорошо растворимые вещества: соли, спирт, ацетон и другие. Это происходит вследствие гидратации добавляемых веществ, что приводит к уменьшению содержания в растворе «свободной» и «деструктурированной воды» и делает раствор пересыщенным, вследствие чего из раствора выделяются его компоненты. Особенно широко этот прием используется для выделения из водных растворов органических веществ с ограниченной растворимостью. Этот способ выделения веществ из растворов называется заменой «хорошего» растворителя на «плохой», т.е. изменяется природа растворителя.

Таким образом, превращение гомогенного раствора в гетерогенную систему вследствие образования осадка может происходить, если раствор становится пересыщенным в результате:

протекания в нем химических процессов, приводящих к образованию малорастворимых соединений;

изменения температуры и давления;

разрушения сольватных оболочек растворенных веществ при добавлении в раствор соединений, подвергающихся сольватации.

ФИО студента _____________________________________ группа __________

Опыт №1. Условия образования осадков

Вдве пробирки отбирают мерной пипеткой по 2 см3 раствора соли кальция

сконцентрацией 0,01 моль/дм3. Мерной пипеткой добавляют в одну из пробирок 2 см3 раствора оксалата натрия, в другую – сульфата натрия. Концентрации обоих растворов равны также 0,01 моль/дм3. Наблюдения записывают в таблицу 4.1. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения протекающих реакций, выражение и численное значение константы растворимости образующихся труднорастворимых соединений. Рассчитайте концентрации ионов после смешения и произведение ионов (ПИ) для малорастворимых веществ в полученных растворах. Результаты расчетов также заносят в таблицу

4.1.

____________________________________________________________________

						Таблица 4.1
		Экспериментальные результаты опыта
катион	анион		концентрация
катион	анион		ионов после	ПИ	Кs	Наблюдения
С, моль/дм3	С, моль/дм3		ионов после	ПИ	Кs	Наблюдения
С, моль/дм3	С, моль/дм3		смешения
			смешения
Ca2+	C2O42				2,0·10-9
0,01	0,01				2,0·10-9
0,01	0,01
Ca2+	SO42-				6,1·10-5
0,01	0,01				6,1·10-5
0,01	0,01

В выводе объяснить наблюдения сопоставив значения ПИ и Кs.

____________________________________________________________________

ФИО студента _____________________________________ группа __________

Опыт №2. Изучение влияния одноименного иона

Внести в пробирку 3-4 капли 0,2М раствора нитрата свинца и добавить 2- 3 капли 0,2М раствора хлорида натрия. Прибавить к полученному раствору 1-2 капли насыщенного раствора хлорида натрия. Напишите молекулярное и ионномолекулярное уравнения протекающей реакции, выражение и численное значение константы растворимости образующегося труднорастворимого соединения и наблюдения.

____________________________________________________________________

В выводе объясните влияние одноименного иона, рассчитав произведение ионов при смешении равных объемов 0,1М растворов Pb(NO3)2 и NaCl, а также при смешении равных объемов 0,1М раствора Pb(NO3)2 с 1М раствором NaCl. Сравните растворимость PbCl2 в чистой воде с растворимостью в присутствии

NaCl.

____________________________________________________________________

Опыт №3. Конкурирующие гетерогенные процессы 3.1 Получение осадков хромата и хлорида серебра

Внести в пробирку 5 капель 0,01М раствора нитрата серебра и добавить 5 капель 0,1М раствора хлорида натрия. Внести в другую пробирку 5 капель 0,01М раствора нитрата серебра и 5 капель 0,5М раствора хромата калия. Отметьте цвет осадков и оставьте пробирки для сравнения. Напишите молекулярные и ионномолекулярные уравнения протекающих реакций, выражение и численное значение константы растворимости образующихся труднорастворимых соединений.

ФИО студента _____________________________________ группа __________

____________________________________________________________________

3.2 Проведение конкурирующих гетерогенных процессов

Для этого внести в чистую пробирку по 1 см3 растворов хлорида и хромата калия. Прибавить по каплям раствор нитрата серебра. Записать наблюдение и используя пробирки для сравнения, определить какой осадок образуется в первую очередь. С какими ионами в первую очередь реагируют ионы серебра, какое вещество при этом образуется. Какой ион выигрывает конкуренцию?

____________________________________________________________________

В выводе подтвердить наблюдения расчетом растворимости солей

____________________________________________________________________

Опыт №4. Изучение влияния природы растворителя на растворимость осадка

В две пробирки помещают по 3-4 капли раствора хлорида кальция с концентрацией 1 моль/дм3, в одну из пробирок добавляют столько же капель этанола, затем одновременно в обе пробирки добавляют по 2-3 капли раствора сульфата натрия с концентрацией 1 моль/дм3. Отмечают изменения, происходящие в пробирках. В обеих пробирках образуется осадок одного и того

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 94 5 6 7 8 9 > Следующая >>>