Учебно-методический комплекс дисциплины «Химия» (стр. 34 )

Таблица изменения окраски индикаторов в различных средах

Среда / Индикатор	Лакмус	Метилоранж	Фенолфталеин
Кислая среда	Красный	Розовый	Бесцветный
Нейтральная среда	Фиолетовый	Оранжевый	Бесцветный
Щелочная среда	Синий	Желтый	Малиновый

Данную таблицу применяют во всевозможных лабораторных работах. Многое реакции идут только при определенном значении рН среды, и изменение цвета индикатора как раз и подскажет вам приблизительную величину рН раствора.

Для справки:

Кислая среда - рН<7 Щелочная среда - рН >7 Нейтральная среда рН =7

Следует учитывать только, что фенолфталеин имеет одинаковую окраску в кислой и в нейтральной средах, а метилоранж следует добавлять самую малость, иначе, при высокой его концентрации, будет трудно уловить границу перехода цветов.

Контрольные вопросы:

1.Что такое водородный показатель? Как рассчитывают его величину?

2.Какой химический процесс называется гидролизом?

3.В чем заключается сущность гидролиза?

4.Какие соли наиболее сильно подвергаются гидролизу? Какие соли не гидролизуются?

5.Какие факторы и как влияют на гидролиз?

6.Какие из перечисленных солей будут подвергаться гидролизу:

Na2SO4 , K2S, CH3COOK, AlCl3? Составьте молекулярные и молекулярно-ионные уравнения гидролиза.

7.Имеются растворы солей KCl, NaCl, CuCl2 и AlCl3. В каких растворах концентрация иона H+ равна концентрации иона OH-? Ответ поясните.

8.Можно ли, пользуясь фенолфталеином, отличить водный раствор Na2SiO3 от водного раствора Na2SO4? Ответ поясните.

9.Что показывает величина рН раствора?

10. Какие индикаторы вы знаете? Охарактеризуйте изменение их окраски в зависимости от рН раствора.

11.Что называется произведением растворимости?

12.Запишите уравнение реакции образования какого-либо малорастворимого электролита (молекулярное и ионное) и выражение произведения растворимости этого электролита.

13.Как изменится растворимость осадка при добавлении одноименного иона?

Лабораторная работа № 10

Тема «Буферные растворы. Свойства буферных растворов» (1 час)

Цель занятия: Научиться составлять буферные смеси с заданным значением рН. Познакомиться со свойствами буферных растворов.

       Оборудование и реактивы: Мерные цилиндры вместимостью 10 мл, мерные колбы вместимостью 50 или 100 мл, набор пробирок, воронка, набор пи - петок вместимостью 10 – 15 мл, бюретка вместимостью 25 мл, кониче - ские колбы для титрования вместимостью 250 – 100 мл, стакан для слива избытка раствора из бюретки, стаканчик на 50 или 100 мл. Растворы: СН3СООН 0,1 М; СН3СООNa 0,1 М; NH4OH 0,1 M; NH4Cl 0,1 М; HCl 0,1 М; NaOH 0,1 М. Индикаторы: универсальный, метиловый оранжевый, метиловый красный, фенолфталеин, лакмус, тимолфталеин, ализариновый желтый.

Выполнение работы:

Приготовление буферных растворов и исследование их свойств Опыт 1. Получите у преподавателя вариант задания для проведения

эксперимента (варианты смотрите в таблице 1).

Таблица 1

Варианты заданий для экспериментальной работы студентов

№ вари - анта	Объем бу- ферного раствора, мл	рН	Исходные растворы
1	50	4,75	0,1 М СН3СООН	0,1 М СН3СООNa
2	50	9,25	0,1 М NH4OH	0,1 М NH4С1

Рассчитайте соотношения и абсолютные значения объемов исходных растворов, необходимые для приготовления буферного раствора заданно - го объема с определенным значением рН, используя формулы для расчета водородного показателя буферных растворов.

Выполнение эксперимента. В мерную колбу прилейте из бюретки необходимый объем первого раствора. Вторым раствором в мерной колбе доведите объем буферной смеси до метки. Колбу плотно закройте проб - кой и перемешайте полученный раствор, переворачивая  колбу несколько раз.

В пробирку налейте около 1–2 мл буферной смеси. Определите рН с помощью универсальной индикаторной бумаги. Нанесите каплю раство - ра на индикаторную бумагу и сравните ее окраску со стандартным цветом на шкале (приблизительное определение рН). Докажите с помощью одно - го или двух индикаторов, что рН приготовленного вами раствора лежит в определенных границах (приложение, табл. 2). Для этого к небольшому объему раствора в пробирке прибавьте 1 – 2 капли выбранного вами ин - дикатора. Отметьте окраску растворов. Результаты эксперимента занесите в таблицу 3.

Таблица 3-Интервалы перехода некоторых индикаторов

Индикатор	Интервал перехода рН	Зна - чение рТ	Окраска	рКинд.
в кислой среде, мо - лекулярная форма	в щелочной среде, ион - ная форма
Метиловый оранжевый	13,1 – 4,4	4	Красный	Желтый	13,7
Метиловый красный	14,4 – 6,2	5	Красный	Желтый	15,1
Лакмус	15,0 – 8,0	7	Красный	Синий	–
Феноловый красный	16,4 – 8,0	7	Желтый	Красный	18,0
Фенолфталеин	18,0 – 10,0	9	Бесцветный	Малиновый	19,2
Тимолфталеин	19,4 – 10,6	10	Бесцветный	Синий	19,7
Ализариновый желтый	10,0 – 12,0	11	Желтый	Сиреневый	10,7

Таблица 2

Экспериментальные и расчетные данные по приготовлению буферного раствора

Уравнения равновесий в системе	рН буферного раствора	Объем рас- твора, мл	Цвет раствора и рН по вы - бранному индикатору
1	2
универсальный	…	…

Опыт 2. В две пробирки поместите по 10 мл приготовленной буфер - ной смеси. В одну пробирку добавьте 1 мл 0,1 М. раствора НС1, в другую

– 1 мл 0,1 М. раствора NаОН. Перемешайте растворы и определите рН этих растворов с помощью универсального индикатора. Аналогичный опыт проделайте с чистой водой. Какие изменения произошли со значени - ем рН в буферном растворе и в воде после добавления кислоты и щелочи? Результаты эксперимента занесите в таблицу 4.

Экспериментальные данные исследования свойств воды и буферного раствора

Таблица 4

Буфер - ный раствор	рН	Вода	рН
исход- ного раство - ра	после добав - ления НС1	после добав - ления NаОН	исход - ной воды	после добав - ления НС1	после добав - ления NаОН

Опыт 3. В мерную колбу вместимостью 50 или 100 мл внесите 5 мл исследуемого буферного раствора. К раствору в колбе добавьте дистилли - рованную воду примерно до половины колбы. Во сколько раз разбавлен раствор? Перемешайте раствор и определите в нем рН с помощью универ - сального индикатора. Затем добавьте дистиллированную воду до метки, закройте пробкой, перемешайте и вновь определите рН после разбавления с помощью универсальной индикаторной бумаги.

Наблюдается ли изменение рН буферного раствора при разбавлении? Результаты внесите в таблицу 5 и сделайте вывод о влияние разбавления

на рН буферного раствора. Наблюдается ли изменение рН буферного раствора при разбавлении в n1 раз и в n2 раз?

Таблица 5

Экспериментальные данные исследования свойств буферного раствора в связи с разбавлением

рН исходного буферного раствора	Объем, мл	рН по универсальному индикатору
буфер - ного рас - твора	воды (V1)	воды (V2)
до раз - бавления	После разбавления в n раз
первое разбавление в n1 раз	второе разбавление в n2 раз

Контрольные вопросы:

Что называется буферным раствором? Для каких целей готовят буферные растворы в лаборатории? Приведите примеры наличия и функционирования буферных систем в природе. Объясните принцип действия ацетатного и аммиачного буферных рас - творов. В каком интервале рН наблюдается действие буферного раствора? Как изменяется рН буферного раствора при разбавлении? Объясните механизм поддержания постоянства рН при добавлении в приготовленный вами буферный раствор: а) кислоты; б) щелочи. Что называется буферной емкостью? От каких факторов она зависит? При каком значении рН буферная емкость раствора максимальна?

Лабораторное занятие 11

Тема: «Окислительно-восстановительные реакции» (1 час)

Цель занятия: формирование понятий о степени окисления, электронном балансе, электронно–ионном балансе, принципах классификации ОВР.