ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
СВОЙСТВА ПРИРОДНОЙ ВОДЫ
Вы знаете, что морская вода составляет основную часть гидросферы Земли (97%), а пресная вода, которую мы используем , всего 3%. Морская и пресная вода отличаются своими свойствами. Основная причина различий свойств – в солёности морской воды, обусловленной наличием различных ионов. Природная вода всегда содержит различные растворённые вещества, в том числе соли. Вода, содержащая значительное количество солей кальция, магния и других металлов, является жёсткой. Вода, в которой мало солей этих металлов, называется мягкой.
Проделайте следующие опыты, которые продемонстрируют вам различие морской и пресной воды.
1. Сравнение свойств морской и пресной (водопроводной) воды
А) Определение реакции среды (рН) морской и пресной воды
Большое
практическое значение имеет характеристика
среды раствора: нейтральная, кислая или
щелочная. Для
характеристики
среды используют водородный
показатель рН,
который позволяет сделать вывод о
характеристике среды по концентрации
только катионов водорода (Н+).
Для дистиллированной воды при комнатной
температуре рН
= 7 (нейтральная
среда); в кислой среде рН
7,
в щелочной среде рН
7.
Важные природные системы, как морскакя и речная вода; продукты нашего питания, такие как молоко, соки, слюна человека и другие растворы имеют различное значение рН.
Значение рН можно определять с помощью специальных приборов – рН-метров. В лаборатории рН растворов легко определяют при помощи различных индикаторов, из них наиболее распространённые лакмус, фенолфталеин и метилоранж. Действие индикаторов основано на том, что индикаторы изменяют свой цвет в зависимости от характера среды (смотрите на стене лаборатории таблицу «Цвета индикаторов»).
В нашей работе мы будем использовать универсальный индикатор, цвет которого в целом изменяентся в более широком интервале рН.
ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА
Пипеткой отберите по 2 – 3 капли каждого исследуемого раствора воды (морской, водопроводной, дистиллированной); нанесите каждую пробу на отдельную полоску индикаторной бумаги, сравните полученный цвет с эталоном универсального индикатора, определите значение рН каждой исследуемой пробы воды. Результаты наблюдений запишите в таблицу отчёта о лабораторной работе.
Б) Определение моющих свойств морской и пресной воды
Морская вода содержит значительное количество солей кальция (Са2+) и магния (Мg2+) и является жёсткой. Жёсткая вода непригодна для проведения многих технологических процессов. Её нельзя использовать в паровых котлах, так как на стенках котлов образуется слой накипи – осадка нерастворимых солей, что ведёт к перерасходу топлива и разрушению котлов. На жёсткой воде плохо готовить пищу, в ней плохо стирать, так как в результате реакции мыла с солями жёсткой воды образуются нерастворимые соли кальция и магния. В мягкой воде мыло хорошо растворяется с образованием щёлочной среды, обладающей хорошей моющей способностью.
ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА
Возьмите две пробирки, налейте в каждую пробирку примерно по 1 мл (1 см по высоте) морской и пресной воды (из водопроводного крана). В каждую пробирку с водой добавьте на кончике микрошпателя мелко наструганное хозяйственное мыло. Тщательно взболтайте содержимое пробирок. Прибавьте 1- 2 капли индикатора фенолфталеина в каждую пробирку. Что вы наблюдаете? Результаты наблюдений и ваши выводы запишите в отчёт о лабораторной работе.
В) Определение иона кальция (Са 2+)
В аналитической химии ион кальция Са2+ определяют с помощью оксалата натрия или калия. С оксалат-ионом (С2О42-) ион Са2+ даёт нерастворимую соль оксалат кальция (СаС2О4), которая имеет вид белой взвеси.
ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА
Возьмите две пробирки, налейте в каждую пробирку по 1 мл морской и пресной (холодной водопроводной) воды. В каждую пробирку добавьте приблизительно по 0,5 мл раствора оксалата натрия Na2C2O4. Что вы наблюдаете? Почему морская и пресная вода ведут себя по-разному? Результаты наблюдений и ваши выводы запишите в отчёт о лабораторной работе.
Оксалат кальция растворим в минеральных кислотах, (HCI, HNO3…) но нерастворим в уксусной кислоте (CH3COOH). Разделите содержимое пробирки с осадком на две части, с этой целью приблизительно половину содержимого пробирки перелейте в другую пустую пробирку. В первую пробирку добавьте немного соляной кислоты HCI, а в другую – уксусную кислоту СН3СООН. Что вы наблюдаете? Запишите ваши наблюдения в отчёт.
Г) Определение иона магния (Мg2+)
В аналитической химии ион Mg2+ определяют с помощью раствора гидроксида натрия NaOH. С гидроксид-ионом ОН- ион Мg2+ образует белый аморфный осадок гидроксида магния Мg(ОН)2.
ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА
Возьмите две пробирки, налейте в каждую пробирку по 1 мл морской и пресной (холодной водопроводной) воды. В каждую пробирку добавьте приблизительно по 0,5 мл раствора гидроксида натрия NaOH. Что вы наблюдаете? Почему не образовалась белая взвесь в пробирке с водопроводной водой? Запишите ваши наблюдения в отчёт.