Лабораторна робота №3

“Реакції іонного обміну між розчинами електролітів.”

Мета: закріпити знання та вміння по темі “Іонні рівняння”.

Обладнання та реактиви: штатив з пробірками, розчини Na₂CO₃, BaCL₂, CaCO₃, ZnSO₄, CuSO₄, Fe₂(SO₄)₃ , H₂SO₄ та HCl, NaOH, фенолфталеїн.

Теоретичні відомості

Усі хімічні процеси у водних розчинах електролітів, відбуваються на основі теорії електролітичної дисоціації. Теорія була запропонована шведським вченим Сванте Арреніусом у 1887 році. ТЕД містить три основні положення:

1. Електроліти при розчинені у воді дисоціюють (розпадаються) на іони – позитивні і негативні.

2. Під дією електричного струму іони набувають направленого руху: позитивно заряджені іони рухаються до катоду, негативно заряджені – до аноду.

3. Дисоціація – зворотній процес: паралельно з розпадом молекул на іони, відбувається процес з’єднання іонов в молекули.

Існують ознаки, які підтверджують що реакція відбулася:

1. утворення осаду: 3BaCl₂+ Fe₂(SO₄)₃=3BaSO₄+2FeCl₃

2. виділення газу: Na₂CO₃ + HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

3. утворення малодисоціюючої речовини: HCl + NaOH = NaCl + H₂O

Згідно з теорією електролітичної дисоціації всі реакції у водних розчинах електролітів є реакціями між іонами. Вони називаються іонними реакціями, а рівняння цих реакцій – іонними рівняннями.

При складанні іонних рівнянь слід керуватися тим, що речовини малодисоціїовані, малорозчинні (ті, що випадають в осад) і газоподібні, записуються у молекулярній формі. Знак ↓, який стоїть біля формули речовини, означає, що ця речовина випадає у вигляді осаду, а знак ↑ означає, що речовина виділяється у вигляді газу. Сильні електроліти, які повністю дисоційовані, записують у вигляді іонів. Сума електричних зарядів у лівій частині рівняння має дорівнювати сумі електричних зарядів у правій частині.

Іонними рівняннями можна зображувати будь які реакції, що відбуваються в розчинах між електролітами. Якщо під час таких реакцій заряди іонів не змінюються, то вони називаються – іоннообмінними.

Висновок: Реакції в розчинах електролітів ідуть у тому випадку коли зменшується концентрація одних з іонів які приймають участь у реакції.

Розчинність основ, кислот та солей у воді (таблиця 3.1).

Катіони

Аніони

OH-

F-

Cl-

Br-

I-

S2-

SO32-

SO42-

NO3-

PO43-

CO32-

SiO32-

CH3COO-

H+

—

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

н

р

NH4+

—

р

р

р

р

—

р

р

р

р

р

—

р

Na+,K+

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

р

Mg2+

м

н

р

р

р

р

н

р

р

н

н

н

р

Ca2+

м

н

р

р

р

м

н

м

р

н

н

н

р

Ba2+

р

м

р

р

р

р

н

н

р

н

н

н

р

Al3+

н

м

р

р

р

—

—

р

р

н

—

н

м

Cr3+

Н

н

р

р

р

—

—

р

р

н

—

н

р

Zn2+

Н

м

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

р

Mn2+

Н

м

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

р

Co2+,Ni2+

Н

р

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

р

Fe2+

Н

н

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

р

Fe3+

Н

н

р

р

р

—

—

р

р

н

н

н

р

Cd2+

Н

р

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

р

Hg2+

—

—

р

м

н

н

н

р

р

н

н

—

р

Cu2+

Н

н

р

р

р

н

н

р

р

н

н

н

р

Ag+

—

р

н

н

н

н

н

м

р

н

н

н

р

Sn2+

Н

р

р

р

р

н

—

р

—

н

—

—

р

Pb2+

Н

н

м

м

н

н

н

н

р

н

н

н

р

р – розчинна речовина — - речовина не розчинна або розкладається водою м – малорозчинна речовина н – нерозчинна речовина

Хід роботи

Завдання 1.

Користуючись таблицею розчинності солей та лугів у воді, підберіть з розчинів солей, кислот та лугів, які у Вас є, такі розчини, які б при взаємодії між собою привели до утворення осаду. Написати рівняння хімічних реакцій у молекулярній та іонній формах.

Приклад: Напишіть рівняння реакцій між розчинами FeCl₃ та NaOH у молекулярній та іонній формах.

1. Записуємо рівняння реакцій в молекулярній формі:

FeCl₃ + NaOH → Fe(OH)₃↓ + 3NaCl

2. Запишемо рівняння реакції в іонному вигляді:

Fe³⁺ + 3OH^- → Fe(OH)₃↓

Завдання 2.

Користуючись таблицею розчинності солей та лугів у воді, підберіть з розчинів солей, кислот та лугів, які у Вас є, такі розчини, які б при взаємодії між собою привели до виділення газу.

Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах.

Завдання 3.

У пробірку налити 2 – 3 мл розчину гідроксиду натрію і краплю розчину фенолфталеїну. У розчині гідроксиду натрію фенолфталеїн стає малиновим. Потім у пробірку додати розчин хлоридної кислоти до тих пір поки забарвлення не зникне. Написати рівняння реакцій у молекулярній та іонній формах. Пояснити зникнення забарвлення фенолфталеїну.

Завдання 4.

Зробити висновок.

Контрольні питання.