Лаба4

Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №4

«Ионные реакции в растворах электролитов»

Студентка группы 3331505/10001 Гричачина А.А.

Преподаватель Крылов Н.И.

Санкт-Петербург

20.11.2021 г.

10.12.2021 г.

1. Образование слабых электролитов в гомогенной системе

Опыт 1

Образование слабого основания

Внесем в пробирку несколько капель разбавленного раствора гидроксида натрия, добавим 1-2 капли фенолфталеина. Раствор приобретет малиновый цвет. Затем добавим несколько капель раствора или несколько кристалликов хлорида аммония.

Уравнения реакций:

1. Молекулярное:

2. Ионное:

3. Краткое ионное:

Уравнение разложения гидроксида аммония:

Константа равновесия:

Вывод: Реакция преимущественно идет в прямом направлении.

При нахождении слабого электролита справой стороны константа равновесия равна , а с левой:

Интенсивность окраски раствора уменьшится, так как образовался гидроксид аммония, который является менее сильным основанием, чем гидроксид натрия(количество гидроксид-ионов уменьшится).

Опыт 2

Образование устойчивой слабой кислоты

Внесем в пробирку несколько капель разбавленной серной кислоты, добавим 1-2 капли лакмуса. Раствор приобретет красный цвет – кислая среда . Затем добавим несколько капель раствора или кристалликов ацетата натрия.

Уравнения реакций:

1. Молекулярное:

2. Ионное:

3. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: Реакция преимущественно идет в прямом направлении.

Интенсивность малиновой окраски раствора уменьшится, так как образовалась уксусная кислота (этановая кислота), которая является менее сильной кислотой, чем серная кислота (количество катионов водорода уменьшится).

Опыт 3

Образование неустойчивой слабой кислоты

Нальем в пробирку несколько капель раствора карбоната натрия, добавим в нее немного разбавленной серной кислоты, наблюдая выделение углекислого газа.

Уравнения реакций:

1. Молекулярное:

2. Ионное:

3. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: Реакция преимущественно идет в прямом направлении. Угольная кислота очень слабая и после реакции сразу же разлагается на углекислый газ и вода.

Опыт 4

Образование воды (реакция нейтрализации)

Внесем в пробирку несколько капель разбавленного раствора гидроксида натрия и добавим 1-2 капли фенолфталеина. Раствор приобретет малиновый цвет. Затем добавим по каплям хлороводородную кислоту.

Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Ионное:

3. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: Сущность реакции нейтрализации во взаимодействии гидроксид-ионов и ионов водорода с образованием воды. pH=7. Окраска раствора исчезает из-за нейтрализации раствора. Реакция преимущественно идет в прямом направлении.

2.Образование малорастворимых соединений (осадков)

Опыт 5

Образование (необразование) осадка в гомогенной системе

5.1

В пробирку внесем несколько капель раствора хлорида бария и столько же капель раствора карбоната кальция.

Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Ионное:

3. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: Реакция преимущественно идет в прямом направлении.

5.2

В большую пробирку нальем несколько миллилитров раствора хлорида бария и пропустим через этот раствор диоксид углерода из аппарата Киппа.

Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Ионное:

3. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: Реакция идет в обратном направлении.

Опыт 6

Переосаждение малорастворимых веществ

В пробирку внесем несколько капель раствора нитрата свинца(II) и сульфата натрия. Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

Константа равновесия:

В ту же пробирку с образовавшимся осадком добавим несколько капель раствора хромата калия, перемешаем содержимое пробирки стеклянной палочкой.

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: в первой реакции выпадает осадок белого цвета: реакция протекает преимущественно в сторону прямой реакции, так как константа равновесия много больше единицы. Во второй реакции равновесие системы смещается в сторону более трудно-растворимого вещества, то есть вправо (также константа равновесия много больше единицы, поэтому равновесие смещено в сторону прямой реакции). Выпадает осадок ярко-желтого цвета.

Опыт 7

Растворение (нерастворение) осадка под действием сильной кислоты

Насыплем в одну пробирку микрошпателем немного сульфата железа(II) и растворим его в нескольких каплях воды. Во вторую пробирку добавим по каплям небольшое количество раствора сульфата меди(II). В каждую пробирку внесем немного раствора сульфида натрия. Затем в каждую из пробирок с образовавшимися в них осадками добавим несколько капель разбавленной соляной кислоты и наблюдаем растворение осадка лишь в одной из пробирок.

Первая пробирка:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

3. Молекулярное:

4. Краткое ионное:

Вторая пробирка:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

4. Молекулярное:

4. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: равновесие в первой системе смещено в сторону прямой реакции, константна равновесия много больше единицы, осадок растворяется. Во второй системе константа равновесия много меньше единицы, равновесие смещено в сторону обратной реакции, осадок не растворяется.

Опыт 8

Растворение осадка с образованием комплексного катиона

К 2-3 каплям раствора сульфата меди(II) добавим по каплям разбавленный раствор гидроксида аммония(С_эк= 2 моль/л (2н)) до образования осадка.

Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

Константа равновесия:

К осадку прильем избыток концентрированного раствора гидроксида аммония (w=25%) до полного растворения осадка.Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: первая реакция идёт в прямом направлении с образованием осадка. Вторая реакция также идет в прямом направлении с растворением осадка, так как константы равновесия в обеих реакция много больше единицы.

Опыт 9

Растворение осадка с образованием комплексного аниона и

последующим его разрушением при выпадении нового осадка.

К 2-3 каплям раствора нитрата ртути(II) добавим по каплям раствор иодида калия до образования осадка. Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

Константа равновесия:

К образовавшемуся осадку прильем избыток раствора иодида калия до его полного растворения. Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Затем в ту же пробирку добавим несколько капель раствора сульфида натрия до выпадения нового осадка. Уравнение реакции:

1. Молекулярное:

2. Краткое ионное:

Константа равновесия:

Вывод: реакция идет хорошо, с образованием осадка. Равновесие первой и вто-рой реакций с образованием осадка смещено в сторону наименьшей концентрации ионов ртути и иода, в сторону растворения осадка и образование комплексной соли. В реакции разрушения комплекса равновесие смещено в направлении его разруше-ния, за счёт образования малорастворимого сульфида ртути.

Общий вывод: Константа равновесия качественно и количественно характеризует полноту протекания реакции. Конечно, значение константы не является единственным условием ее протекания. Однако, для быстрого и простого вывода о степени протекания процесса, который должен закончиться состоянием равновесия, расчет константы этого равновесия вполне эффективен. Если константа равновесия >1, то реакция протекает в сторону прямой реакции, а если константа равновесия <1, то реакция протекает в сторону обратной реакции.