Растворы (стр. 6 )

1. Напишите уравнения диссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония.

2. Зная рН раствора и исходную концентрацию кислоты и основания, рассчитайте степень диссоциации СН3СООН и NH4OH.

3. Сделайте вывод о силе уксусной кислоты и гидроксида аммония.

Опыт 3. Смещение равновесия диссоциации слабого электролита.

В соответствии с принципом Ле-Шателье равновесие диссоциации слабого электролита можно сместить, добавляя в раствор соединения, содержащие одноименные ионы.

Химическая посуда: пробирки, стеклянные палочки.

Реактивы: 0,1 н. раствор уксусной кислоты, кристаллы ацетата натрия, 0,1 н. раствор гидроксида аммония, кристаллы хлорида аммония.

1)  Внесите 2−3 капли 0,1 н. раствора уксусной кислоты в пробирку. С помощью универсального индикатора, как и в опыте 2, оцените значение рН раствора. Добавьте небольшое количество кристаллического CH3COONa и перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой. Вновь используя универсальный индикатор, оцените значение рН полученного раствора.

2)  Повторите действия п.1, используя 0,1 н. раствор NН4OH и кристаллический хлорид аммония NH4Cl. 

Заполните таблицу опытных данных 2.6.

Таблица 2.6 – Опытные данные

Раствор	рН универсальной индикаторной бумаги
CH3COOН
CH3COOН + CH3COONa
NН4OH
NН4OH + NН4Сl

Обработка опытных данных.

1. Напишите уравнения процессов.

2. Используя выражения констант диссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония, объясните происшедшие изменения на основании принципа Ле-Шателье.

Kа(СН3СООН)=1,86⋅10–5;  Kb(NH4OH)=1,77⋅10–5

2.3 Задание третье

Опыт 1. Получение и растворение осадков труднорастворимых электролитов.

Малорастворимые осадки выпадают и растворяются при изменении концентраций образующих соединение ионов в соответствии со значением произведения растворимости ПР этих соединений.

Химическая посуда: пробирки, стеклянные палочки.

Реактивы: 0,1М раствор CaCl2, 0,1M  раствор CaCl2, 0,1M  раствор Na2CO3.

В две пробирки налейте по 1−2 мл 0,1М раствора хлорида кальция CaCl2 и добавьте по 1−2 мл 0,1М раствора карбоната натрия Na2CO3.  В одну пробирку добавьте немного соляной кислоты, в другую - уксусной.

Обработка опытных данных.

1. Напишите уравнения реакций образования и растворения осадка.

2. Объясните все наблюдавшиеся явления, используя значения констант диссоциации кислот и ПР СаСО3.

Kа(СН3СООН)=1,86⋅10–5; Kа (I)(Н2СО3)=4,3⋅10–7;

Kа (II)(Н2СО3)=5,6⋅10–11; ПР(СаСО3)=3,8⋅10–9

Опыт 2.  Взаимодействие соединений, усиливающих гидролиз друг друга.

Если к раствору соли, гидролизующейся по катиону, добавить раствор соли, гидролизующейся по аниону, то в соответствии с принципом Ле-Шателье равновесие гидролиза солей сместится в сторону его усиления. Если при этом возможно образование осадков и выделение газов, то совместный гидролиз протекает до конца.

Химическая посуда: пробирки, стеклянные палочки.

Реактивы: 0,1 н. нитрата алюминия, 0,1 н.  раствор карбоната натрия Na2CO3.

Внесите 2−3 капли 0,1 н. раствора нитрата алюминия Al(NO3)3 в пробирку и с помощью универсального индикатора оцените значение рН раствора.

В другую пробирку внесите 2-3 капли 0,1 н. раствора карбоната натрия Na2CO3 и с помощью универсального индикатора оцените значение рН.

В пробирку с раствором Al(NO3)3 добавьте 2−3 капли раствора Na2CO3, а в пробирку с раствором Na2CO3 добавьте 2−3 капли раствора. Al(NO3)3. Наблюдайте выделение осадка.

Экспериментально докажите, что в результате самоусиливающегося гидролиза образуется амфотерный гидроксид алюминия. Для этого к одной пробирке с осадком прилейте 2−3 капли раствора сильной кислоты (например, HCl), а к другой  – 2−3 капли раствора сильного основания (например, КOH).

Занесите опытные данные в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 – Опытные данные

Раствор	рН универсальной индикаторной бумаги
Al(NO3)3
Na2CO3
Al(NO3)3+ Na2CO3
Na2CO3+ Al(NO3)

Обработка опытных данных.

1. Напишите уравнения гидролиза солей Al(NO3)3  и Na2CO3.

2. Сделайте вывод, к какому типу гидролиза относятся реакции взаимодействия данных солей с водой.

3. Напишите уравнение реакции взаимодействия растворов солей Al(NO3)3  и Na2CO3.

4. Сделайте вывод о смещении положения равновесия гидролиза.

5. Напишите уравнения соответствующих реакций, доказывающих образование амфотерного гидроксида алюминия.

Опыт 3. Влияние температуры на степень гидролиза.

Химическая посуда: пробирки, стеклянные палочки.

Реактивы: раствор ацетата натрия, фенолфталеин.

Равновесие гидролиза может быть смещено изменением температуры в соответствии со знаком теплового эффекта.

Налейте в пробирку 2−3 мл раствора ацетата натрия СН3СООNa и прибавьте 1−2 капли фенолфталеина. После перемешивания раствора обратите внимание на его окраску. Затем нагрейте раствор до кипения и вновь отметьте окраску.

Занесите опытные данные в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 – Опытные данные

Раствор	Цвет раствора в присутствии индикатора фенолфталеина
До нагревания раствор ацетата натрия
После нагревания раствор ацетата натрия

Обработка экспериментальных данных.

1. Напишите ионное и молекулярное уравнения гидролиза.

2. Объясните наблюдаемое явление.

3. Сделайте вывод о зависимости гидролиза от температуры.

2.4 Контрольные вопросы на допуск к лабораторной работе

Растворы и их классификация. Способы выражения состава растворов. Сильные и слабые электролиты. Диссоциация воды. Произведение растворимости. Гидролиз солей. Техника безопасности при проведении лабораторной работы. Методика проведения лабораторной работы.

2.5 Примеры решения задач

Задача 1. Рассчитайте, сколько нужно взять граммов безводной соли K2CrO4 и какой объем воды для приготовления 300 мл 6 % раствора K2CrO4 (ρ6% (K2CrO4)  = 1,048 г/см3).

Решение

Дано: щB = 0,06 K2CrO4 Vр-ра=300  мл ср-ра = 1,048 г/см3 своды ≈ 1 г/см3 Найти: mB Vводы	Находим массу 300 мл  6 % раствора K2CrO4: mр-ра = Vр-ра ср-ра = 3001,048 = 314,4 г Масса растворенного вещества равна произведению массы раствора на массовую долю растворенного вещества. Находим массу безводной соли K2CrO4: mB = щB mр-ра = 0,06314,4 = 18,86 г Находим массу воды mводы = mр-ра - mB = 314,4 – 18,86 = 295,54 г Vводы= mводы/ своды = 295,45 мл.
Ответ. Масса соли равна 18,86, объем воды 295,45 мл.

Задача 2. Определите массу (г) кристаллогидрата сульфата меди состава CuSO4 . 5H2O и объем (мл) воды, необходимые для приготовления 150 мл 10 %-ного раствора при комнатной температуре (ρр-ра  = 1,11 г/см3).

Если для приготовления раствора используют не безводное вещество, а его кристаллогидрат В. nH2O, то следует учитывать при расчетах воду, которая входит в состав кристаллогидрата (кр). Массу кристаллогидрата mкр определяют по формуле

  mкр =mB · М кр/ МB,  (2.3)

где Мкр – молярная масса кристаллогидрата;

  mB − расчетная масса вещества в растворе заданного состава.

Определение массы воды mводы, которую необходимо добавить к рассчитанной массе кристаллогидрата для получения раствора заданного состава с массой m(р), проводят по формуле mводы= m(р) - mкр.

Решение

Дано: Vр-ра= 150 мл щ(CuSO4) = 0,1 Мкр = 250 г/моль М(CuSO4) = 160 г/моль ср-ра = 1,11 г/см3 своды ≈ 1 г/см3 Найти: m кр Vводы	Находим массу раствора: mр-ра = Vр-ра ср-ра=150 1,11 = 166,5 г. Рассчитываем массу кристаллогидрата: mкр = mВ(CuSO4) М кр / М(CuSO4) = = щ(CuSO4) mр-ра Мкр/ М(CuSO4) = = 0,1166,5250 / 160 = 26,02 г. Определяем объем воды: Vводы = mводы /своды = = (mр-ра - mкр)/своды = (166,5 - 26,02) / 1 = = 140,48 мл.
Ответ. Для приготовления раствора CuSO4 надо взять 26,02 г кристаллогидрата состава CuSO4 . 5H2O и 140,48 мл воды

Задача 3. Определите, какой объем воды при комнатной температуре и какой объем 40 %-ного раствора NaOH с плотностью 1,430 г/см3 нужно взять для приготовления 100 мл 10%-ного раствора (ρр-ра  = 1,15 г/см3)..