Контрольні питання, вправи і задачі

1 Обчислити у % скільки безводної солі СuSO₄міститься в 400г 3% розчину CuSO₄ ∙5 H₂O.

2. Знайдіть молярність 22% розчину хлоридної кислоти, густина якої дорівнює 1, 110 г/мл.

3. Визначте молярну концентрацію еквіваленту речовини у розчині, який містить 20 г сульфату магнію в 0,5 л води.

Лабораторна робота № 3

Тема: Проведення реакцій обміну між розчинами електролітів, що про-ходять з утворенням осаду, газу, слабкого електроліту. Одержання амфо-терних гідроксидів і дослідження їх взаємодії з лугами, кислотами.

Мета роботи: дослідним шляхом вивчити вплив середовища на забарвлення індикаторів та умови необоротності іонних реакцій.

Тривалість заняття: 2 години.

І. Матеріальне забезпечення:

1. Обладнання:

індикатори: фенолфталеїн, метилоранж, універсальний ін-дикатор; спиртівка, пробіркотримач, штатив з пробірка-ми, скляна паличка, фарфорова чашка.

2. Реактиви та матеріали:

розчини: HCl, H₂SO₄, BaCl₂, Na₂SO_4, KOH, CH₃COONa, Na₂CO₃, HCl, H₂O (дист).

Іі. Короткі теоретичні відомості.

Реакція між електролітами, зазвичай, зводиться до взаємодії між іонами, яка відбувається тільки тоді, коли внаслідок неї утворюється важкорозчинна або летка сполука, чи слабкий електроліт.

Хімічні реакції між електролітами можна записувати молекулярними та йонними рівняннями, наприклад:

CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ ↓ + 2NaCl (молекулярне рівняння реакції);

Ca²⁺ + 2Cl ^- + 2Na⁺ + CO₃^2- = CaCO₃ ↓ + 2Na⁺ + 2Cl ^– (повне йонне рівняння реакції);

Ca²⁺ + CO₃^2- => CaCO₃ ↓ (скорочене йонне рівняння реакції).

Відомо, що дисоціація – процес оборотний. Тому дисоціацію молекул розчинних речовин на іони описують загальними законами рівноваги.

Наприклад, для процесу K_nA_m ↔ nK^a+ + mA^b- константу рівноваги можна записати так:

К = [K^a+]ⁿ [A^b-]^m / [K_nA_m]

Цю константу називають константою дисоціації.

Вода є слабким електролітом, що дисоціює за рівнянням

H₂O ↔ H⁺ + OH^-.

Для будь-якого розчину добуток концентрації йонів гідрогену і гідро-ксидйонів називається йонним добутком води:

K_H2O = [H⁺] [OH^-].

Чисельне значення KH₂O при 22 ⁰ С дорівнює 1∙10^-14 моль/л.

В дистильованій воді [H⁺] = [OH^-] = 1 ∙10^-7 моль/л.

Якщо до води додатим кислоту, то [H⁺] > 1 ∙10^-7, а [OH^-] > 1 ∙10^-7 моль/л.

Якщо до води додати луг, то [H⁺] стане менше, ніж 1 ∙10^-7 моль/л, а [OH^-] більше, ніж 1 ∙10^-7 моль/л.

Для нейтрального розчину [H⁺] = 1 ∙10^-7 моль/л;

для кислого[H⁺] > 1 ∙10^-7 моль/л;

для лужного[H⁺] < 1 ∙10^-7 моль/л.

Концентрацію йонів Гідрогену прийнято виражати через водневий показник, що позначається символом рН.

Водневим показником рН називається десятковий логарифм концент-рації йонів Гідрогену, взятий з протилежним знаком:

рН = - lg [H⁺], або[H⁺]^-рН.

рН = 7 – реакція розчину є нейтральна;

рН < 7 – кисла;

рН > 7 – лужна.

Ііі. Хід виконання роботи.

Дослід 1. Забарвлення індикаторів в різних середовищах.

а) Налити в три пробірки по 0,5 мл дистильованої води і додати по дві краплі розчину одного з індикаторів: фенолфталеїну, метилоранжу або уні-версальний папірець.

Відмітити в таблиці № 1 їх колір в нейтральному середовищі.

б) В три інші пробірки налити по 0,5 мл хлоридної кислоти (HCl). Спостерігати зміну забарвлення індикатору і записати їх у відповідну графу таблиці № 1.

в) Проробити теж саме, взявши замість кислоти розчин натрій гідроксиду (NaOH).

Таблиця№ 1

Колір індикатора	Середовище
	Нейтральне	Кисле	Лужне
Універсальний індика-торний папірець	_________________	_________________	_________________
Метиловий оранжевий	_________________	_________________	_________________
Фенолфталеїн	_________________	_________________	_________________

Зробити висновок про вплив середовища на забарвлення індикаторів.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Реакції, які йдуть з утворенням важкорозчинної сполуки.

а) Налити в пробірку розчину барій хлориду і додати розчин сульфатної кислоти. Що спостерігається? Скласти молекулярно-йонне рівняння реакцій.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Налити в пробірку розчин купрум (ІІ) сульфату, долити розчин лугу. Що спостерігається? Скласти рівняння реакцій в молекулярній та йонній фор-мах. Зробити висновок про причини необоротності даних реакцій.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Реакції, що йдуть з утворенням слабкого електроліту.

а) Налити в пробірку розчин натрій ацетату і додати розчин сульфатної кислоти, злегка підігріти суміш. Відчувається запах оцтової кислоти.

Скласти рівняння реакції в молекулярній та йонній формах.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Налити в фарфорову чашку 2 мл 2н розчину хлоридної кислоти і дода-ти до нього по краплям 2н розчин NaOH. Розчини перемішувати скляною паличкою і досліджувати його універсальним папірцем: потрібно добитися нейтрального середовища.

Скласти рівняння реакції в молекулярній та йонній формах. Зробити вис-новок про причини необоротності даної реакції.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Реакції, що йдуть з утворенням леткої сполуки.

а). В пробірку налити розчину натрій карбонату і додати розчин хлори-дної кислоти.

Що спостерігається? Написати рівняння реакцій в молекулярно-йонній формах.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________