Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Методические указания к лабораторным работам по общей химии (1 семестр) для студентов нехимических специальностей

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
1.56 Mб
Скачать

уравнение в сокращенном тонном виде. ыж сокращенное тонное уравнение

 

 

2+

S 0*

2“

ВotSOW .

 

 

 

Ва

+

 

’ *=

 

 

Протеканже реахцнн между электролитами возможно в трех слу­

чаях:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Волж жонн9

соединяясь,

образуют труднорастворжмое

соеди-

жажже:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СивОч + 2 NaОН =

Cu(0H)2 i

NasSOк 9

 

Cu2++ S0*f +2Ha

+ 20H~**

C u(0H )zt

+ 2Na+

SO^

 

 

Си** + 20ff =

Ca(ÛH)2<.

 

 

 

2 . Еслж щш взаимодействии тонов образуется летучее

ве­

щество:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nop S +

2НСе

=

2NaCt

+ H 2S f ,

 

 

2W0+ + S2' + 2H* + 2Ce“ =

2 Л(а+ ♦ 2 Ct

+

Нг&

f ,

 

S2‘ + 2H+ -

HaS f .

 

 

 

 

3. Если при взажмодейстяж тонов образуется маяодюсоцижру-

ющжй алектролжт:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NoOH

+ HCC

=

N a СС

-Ь На О

,

 

 

Na+

+ XIH + H+ +

Ct

-

Na* +

e t

+

H20

,

 

 

H*

+ 0H~ =

H2O .

 

 

 

 

Црм всех подобных реакцжях юажкводейетше между данными тонами происходит жеааяожмо от присутствия других, же участвующее в реакции, томов»

Соединения, шпщдамре в осадок, газообразные ж малодтоооцжирующже. в жожжнх уравнениях записываются в молекулярной форме.

Гидролиз солей Вода, хотя ж в очень незначительной отепенн. диссоциирует

жа тонн по уравнению

 

НаО

=

Н+

+ ОН~ .

В шестой воде концентрации нонов водорода

Н+ н гидроксид-ионов

0Н~

одинаковы: CH* J - СОН

J

* 1СГ7г-иоц/л.

 

При растворения многих солей в воде ионы соли взаимодейству­

ет с

ионами воды. Процесс взаимодействия ионов растворенной ооли

о ионами вода называется гидролизом,

 

 

Гидролиз возможен в трех случаях:

 

 

1. Гидролиз оодн»

образованной слабой кислотой ж сильным ос­

нованием, Примером может 'служить гидролиз

ацетата натрия:

СНьСООНа + НОН

= 3 =

СНзСООН +

NaOH ,

СНзС00~+ Na+ + Н 0Н ==С Н зС 00Н + Na* + ОН ,

CHiCOO +Н0Н =^=гСНзСООН + ОН

- реакция среди щелочная.

Продукт гидролиза - слабая кислота» реакция среда щелочная вследствие довывенной концентрации ОН -ионов.

Воли ооль образована олабой многоооновной кислотой и о т ­ дам основанием» то продуктом гидролиза явхяется кислая соль»

точнее» анион лолой соли:

Na^POif + НОН

NQ2 HPÛ4 + Н аО Н

у

5N a+ + P 0 /

+ НОН =

2 Ы а* + НРОн

+ Ha + 0 Н ,

3-

2-

+

ОН - реакция ореди щелочная.

Р04 +НОН=^НРО4

2 . Гщдрохиа соли, образованной охабни основанном ■ сильной молотой:

NH4 NO3 + НОН

==• NHbOH + HNO3

,

NH^T + NOi

+ НОН = s =

NH/.0H +

H* +

N O Î ,

NHi/+ + HOH

= s

NH4OH

T H +

- реакция ореда молвя.

Продуктом гвдролкза является слабое основание, реавдкя оредм ц е л а я , обусловленная щшеутстпем свободных Н+ -конок.

Волн соль образована слабым мвогоквелотшш основанном к с и в к о ! полотой, то образуется ооноввая соль, точнее, катион основной оолн:

Saсег +нон =

Зпонсе

+ нее

,

sп*+ гее *нон = = SnOH*+ et

*н+ + et ,

2+

НОН = r r

••»

+•

реакция среды кислая*

Sa +

Sa ОН

+ H -

3.

Гидролиз соли, образованно! слабым основанием н слабо!

полотой.

Соля такого тнна легче других подвергаются гидролизу,

так как нош этих солей одновременно связываются обонмн нонами воды о образованием двух олабнх электролитов. В этом случае ре­ акция гидролиза монет практически щдп до конца:

ННа СНз СОО

+

НОН

=

NH40H +

С Н зС ОО Н ,

МНч* + CHsCOlf

+ НОН =

NHifOH

-ь СНзСООН .

Реакция о р е л

в этом одучае определяется соотноианкем оилн обра-

зу в п х ея пехоты

я ооноваккя.

 

 

Солк, образованные оххьншж п о л о т а п

н схжьнымн основания­

м и например

На СЕ

• гидролизу же подвергаются:

Na+ + с €

+

НОН =

Na+ «• ОН" + Н+ + & ,

т.е . никаких новых продуктов не обрааоваяоов.

Тап и образом, воледотиае гидролиза р а а к п я в растворе о о п отановнтся п олой иди мелочной, т .е . характер ореды иеняетоя. Ха­

рактер о р е л

макао определять о номоцьв индикаторов. Индикаторы

-

. это вещества,

ивммиощке овов охраоку в зависимости от п о лотво

-

отж н п щалочноотя о р е л . Например, лакмус в п о лой o p e n окрамен в роаовнй цвет, и мелочной - в синий; фежолртш иа в п олой орехе ле окранеи, в молочной о к р м в аето я в м ап н о м й цвет.

Гидролиз являетоя обротвмым прощооом, харежтеризуцимоя наххчжем в момент равновеокя н гкдролкэовалннх молекул, я моле­ кул оолж, ве подвергающийся гадролкзу.

Отношение числа гидролизованных молекул к общему числу раст­ воренных молекул соли называется степенью гидролиза.

Так как дассоцпащя молекул воды - процесс эвдотершческнй:

Н*0 = г

Н++0Н~ -

57,7 кА*

,

то с повышением температуры равновесие

сдвигается вправо, в сто­

рону образования большего числа хонов

Н+ н ОН

. Вследствие

*этого при нагреваю т степень

гидролиза увеличивается* Степень

гидролиза возрастает с разбавлением, так как при добавлении воды общее число ее ионов возрастает и реакция гидролиза как реакция взаимодействия нейду ионами соля s ионами воды идет более интен­ сивно.

В большинстве случаев гидролизованная часть соли настолько мала, что продукты гидролиза, даже если они практически не раст­ воримы (например, гидроксиды тяжелых металлов вян основные солв),

вое же не

выпадают при обычной (комнатной) температуре в ооадок,

а остаются

в растворе.

Опыт I . Реакция растворов солей при гидролизе

Составьте уравнения реакций гидролиза полученных солей в мо­ лекулярной и ионной форме. Укажите, какая реакция среды в раство­ ре каждой соля. С этой целью растворите полученные соли, в каждую пробирду поместите по маленькому кусочку индикаторной бумаги. На основании полученных результатов и составленных уравнений дайте заключение, в какой пробирке помещена каждая соль.

Опыт 2 . Влияние температуры на гидролиз

 

К 3-4 мл раствора ацетата натрия СНьСООЫа

прибавьте

1-2 капли фенолфталеина и нагрейте до юления. Обратите внимание

иа появление розовой

окраоки, исчезающей при охлаждении раотворч.

Напишите ионное

и молекулярное уравнения гидролиза ацетата

натрия. Объясните наблюдаемые явления,

учти вая, что фенолфтале­

ин служит индикатором на ионы ОН •

]

Опыт 3* Влияние разбавления на гидролиз

В пробирку налейте несколько капель раствора нитрата висму­ та. Раствор NÛ3)з постепенно разбавляйте дистиллирован­ ной водой. Выпадает осадок основной соли висщута, Составьте урав­ нение реакпди гидролиза в молекулярной и ионной ф о р д а . Объясните наблюдаемые явления*

Лабораторная работа & 5

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Теоретически» введения

Многие положительно заряженные ионы обладают способностью прюоедииять к себе ионы противоположного знака или полярные мо­ л о д а я ( NHз , НгО ■ д р .), образуя более сложные комплексные юны. Соединения, в состав которых входят комплексные ионы, на­ зываются комплексными соединениями.

Примеры комплексных соединений:

NaCCo(NH5)2 ce4 ] , [2 я(№ )б К 0Н )г , KM[Fe(CN)e J .

Элементарный ю н , присоединяющий к оебе при образовании комплексного ю на нейтральные молекулы дли юны противоположного знака, наанваетоя комплекоообразоватедем, иди центраяьным^юном. В указанных вш е примерах центральными являются юны £о ,

Ъ п \ F e* .

Компяексообразователями могут быть ионы, обладающие большой плотностью заряда, которая характерна для ионов малого радиуса (например, юны побочных подгрупп I -й ш 2-й группы) я для ю нов,

имеющих больной заряд

(напржыер,

P t * * . <ьъ* ) .

Ионы я молекулы,

связанные с

центрапным юном в компяехое,

называется лхгандамж. Л вгаяхад могут быть отранат ельные яовм - CN~ . С N S " , ОН- . СЕ” , ВтГ, м нейтральные полярные молехулы

- H a O . N H s .

 

В ооотав хоиплехоного хоха могут в к о л ю

одновременно рая-

лжчкн. лхгахлн. Налрамер. в ммшеконом вохе

[Со (НН»)г CtHf ~

лигандами являются молекулы МНз и ионы СВ • Такие комплексы называются неоднородными. .

Пространственно лиганды располагаются в непосредственной близости от комплексообразоватеяя. Ион-комплексообразователь н лиганды образуют внутреннюю координационную сферу*

Остальные ноны находятся на более далеком расстоянии от

центрального иона, составляя

внешнюю координационную сферу* На­

пример, в соединении Ка t Hg

J

ионы К + находятся во

внешней сфере*

 

 

Каждый комплексообраэователь может присоединять даль опре­ деленное число лигандов. Это число называется координационным числом комплексообраз ователя.

Координационные числа наиболее важных ионов-комплексообра-

зователей:

 

 

 

 

 

 

 

 

Координацион­

2

 

4

 

 

 

6

*

ные числа

 

 

 

 

Комплексообрат

г 2+

и 2+

р 2 +

Ni.2;

с**

зователь п

Си

g

,

Со

его заряд

2+

 

3+

^

2+

F^2; г / *

p t 4!

 

P t

,

Au ,

P6

'

 

3+

2+

яе

3+

Сг* Mft2*

 

 

ъ

,

Ъа

,

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

t d Z*, /?е3 *

Для одного и того же иона-комплексообраэователя координаци­

онные числа не являются постоянными* Так, для

/)€ и

ïrv

из-

вестны координационные числа 4 и 6.

 

 

 

Составление форцулы комплексного соединения

 

 

Чтобы ооотавмть форцулу комплексного соединения,

нужно

 

знать заряды хомшхексообразователя и лигандов,

а также коорди­

национное чиодо компдекоообраэователя*

 

 

 

Поимею. Написать форцулу комплексного соединения, состояще­ го из ионов Г е3 * , СК Г , К * . Координационное число 6*

Формулу комплексного соединения составляют в такой пооледоватеяыюотя:

I* Определять, какой ив ионов, входящих в ооотав комплекс­ ного соединения, является комплекоообразователем*

В налем примере хомплексообразователем является нон

Ре

так как он кмеет большую плотность заряда* чем ноны

к .

 

 

2 . Определить состав

внутренней сферы,

 

 

 

В Hanoi примере ионы

К+ не могут входить во

внутреннюю

 

сферу комплекса* так как они отталкиваются ионом

r - 3 +

как

 

• е

 

одноименно заряженные. Следовательно* вокруг комплексообразова-

теля координируются ионы CN~ *

образуя с

ним внутреннюю сферу

комплекса. Координационное число

г

равно 6* т .е . он удер­

Ье

живает шесть ионов С г Г .

 

 

3. Определить заряд комплексного нона.

Заряд комплексного нона [Fe(CNJôJ

равен *1*3 + 6(-1)= -3*

т .е . [Fe (СЦ)б^~ ■

4. Составить формулу комплексной соли* учитывая заряд внут­ ренней сферы и иона внешней сферы. Молекула комплексного соедине­ ния долива быть нейтральной.

Формула комплексной соли Кз [ Ге ( СN)e J -

Диссоциация комплексных соединений

При растворении в воде комплексные соединения диссоциируют на ионы внешней оферы и комплексный нон. На этой отадин:

к г [ р ь с е $ ] ^ 2 к + + [ p t c e f i j ^ ,

( ,

соединенно диссоциирует как сильный электролит* т .е . практически полностью.

Комплексный ион такие диоооцпрует* однако диссоциация его происходит обратимо* т .е . как у слабого электролита:

[ P t C l g ]2 z s z z P t 1* + 6 СЕ ,

(12)

Диссоциация хомплеконого иона* как и диссоциация воякого слабого электролита, подчиняется закону действия мвоо и может быть охарактеризована соответствующей константой. Константа дне-, сопиациж комплексного KOHL называется-конотантой неотойкоотн. Так* для равновесия (12) константа нестойкоотя монет быть запи­ сана через равновесные концентрации ионов:

Константа нестойкости характеризует устойчивость комплексно­

го иона*

Чем меньое константа нестойкооти,

тем более устойчив

хон. Например,

 

 

 

для

иона tA(j[NHà)z 3 +

Кц * 6,8 • 1СГ8,

 

для иона ГГе (CN)gJ^

Kg 3 5 • 1(Г37.

 

Таким образом, комплексный ион L/lû( Ь1Нъ)г]

менее устой­

чив, чем

[ Г е С С Ю б ] * ~ .

 

 

 

 

Двойные и комплексные соли

 

Комплексные соли очень оходны с двойными солями* Подобно нм

они часто

образуются соединением двух простых солей,

например:

/lgCN+ KCN = K [ / ? g ( C N h J

- комплексная ооль,

 

MgC/a + KCt = КС£ • МдС/2 или KMg С1з

- двойная соль.

Основное различие мекду двойными я комплексный! оохями за ­ ключается в том, что двойные оолх дают при дисоодеацлн все те хоны, которые находились в растворах простых содей, поолужнвиих для их образования:

КС| • МдС

= К+ + Mg2+ + 5 С 6 " .

 

Комплексные ооли диссоциируют о отщеплением н о в а

комплексных

хонов, имеющих овой характерные свойства:

 

К lAçj(.ZN)z J = К + + [А$(СН)г Г ,

 

т .е . комплексные соединения дпоооцяхруют на иош

внутренней сфе­

ры (комплексные ноны)

и ионы внешней оферы*

 

Выполнение работы

Опыт I . Качественные реакции на открытие некоторых конов

I . Ион FeÔ+. В.пробирку налейте 2 -3 их раствора сульфата железа (Ш . К содержимому пробирки добавьте небольшое количест­ во раствора Гексацнано-(Ш)-феррата калия (1-2 капли) • Появление

осадка турнбулевой сини указывает на присутствие ионов

F e 2 *:

FeSCU ♦ X j [ F e ( C N ) 6l — X F e \ F e \ e M 6l t

~+ XaSO*

 

 

2-

синий цЪет

 

 

Ион

 

 

 

SOM • В пробирку налейте 2-3 мл раствора 2^-ной

серной кислоты» добавьте небольшое количество раствора

ВаСВ^,

Белый осадок

ЬаБО . указывает на присутствие в растворе ионов

2-

 

 

п

BaSÛ*

#

SÛ4

. Нашлите уравнение реакции образования

3. Ион

NH*

• Нанесите на фильтровальную бумагу каплю

раствора ЫНчС£

. К омоченному пятцу на фильтре добавьтеодну

каплю раствора реактква Нбоолера. Появление красно-бурого осад­

к а указывает на присутствие в растворе нова

NH*

(уравнение

реакции не п ш ите).

 

 

4

. Ион X* • В пробирку налейте 2-3 мх раствора

» до­

бавьте

2 -3 капли раствора Na&£Co(AJ02)6l»

Образование желто­

го кристаллического ооадка указывает на присутствие в растворе

ю вов -К* (уравнение реакции не m a ire ) •

 

 

Ион Си2* . В проборку налейте 2-3 мл раствора соли меди.

К содержимому пробирки добавьте по каплям рествор

NaOH

• Обра-#

зоважие осадка Си (ОН)г указывает на присутствие в растворе

ю вов

Си2* » Нашлите уравнение реакции образования Си(0Н)г .

 

Опыт 2» Различие меаду двойными

 

 

 

и хоиплекоаыми солями

2+

 

I .

Соль Пора оодержнт в овоем составе хоны

NHi

Fe

SOi,2- .

В д м npodi p a налейте по 2-3 мл раствора оохн Кора. В пер­ вую цробкрд прхлеУге набоишое кохнчеотво раствораX s[F e(C ^Je].. во вторую - раствора [ЬаСвг , На куооч'вх ф ш тровааьш » бумаги

ванвохто последовательно каплю соли Мора я вала» реактива Неоско­

ра. В отчете укаште»

что наблюдается в каждой пробирке я аа

фкльтровальиой бумаге.

На основания проведенных сшнтов одакайте

вывод» прхоутотцуют д я

воны NH^ , Р е 2+9 S0*i в овободвом

ооотояняв в растворе. Исходя ив этого вывода» ооставьте уравнеяяе двооощацвя соло Мора*. Двойной соль» яки комплексным ооедавеяяея явхяетоя взятое вещество?

2 .

Г ексацвапьШ -ф еррат капля содержит в своем осотаве

■они X*

, Г е 2 + , CN" .

В две пробирки налейте по 2-3 их раствора гексащ ано-(П)-

феррата кадяя. В одну пробирку добавьте несколько капель раство­

ра JCb[Fe

(CW)6]f

во вторую - 2 -3

капли раствора NabLCoCNOajéJ.

Укажите в

отчете»

что наблюдается в каждой пробирке. Сделайте

ш вед, приоутотвуют кн ноны X *

и Р е 24 в свободном состоянии

в растворе. Составьте уравнение диссоциации г ексациано- (Ш-фер­ рата налиц. Двойной солью алн комплексным соединением являетоя взятое вещество?

Сделайте вывод, какое различие существует между двойными и комплекснами оояямн. Напшнте выражение для константы неотойюь отя комплексного иона.

Опыт 3. Получение медно-амшачного комплексного соединения

ипроверка прочноотя комплексного иона

Краствору сульфата меди прибавьте раотвор яшиака (пример­

но I и х ). Вначале образуется осадок Си(он)г • Добавьте еще раствор р**шока до полного раотворенхя осадка н затем некоторый избыток раствора ашонака. Получается темжмшний раотвор хшвхежовой ооян. Пожученный раотвор комплексной оолп разлейте э две

пробирки. В ведою

пробирку прибавьте

ЬаС€г и установите,

ириоутотщуют ли ионы «SOi*

в свободном ооотояния в растворе.

Во вторую пробирку прибавьте раотвор НаОН • Объясните,

почему не выпадает

осадок

Си(он)г

На оояовании проведенных

опытов определите»

какие ионы входят

во внутреннюю в внеинпо

оферы компхеконого соединения. Hanoiито уравнение реахщв полу­ чения комплексного соединения ж уравнение его диоооциацпн.

Соседние файлы в папке книги