Лабораторная работа № 11 реакции в растворах электролитов. Произведение растворимости

Цель работы: экспериментальное ознакомление с процессами, протекающими в водных растворах электролитов, изучение таких явлений и понятий, как сильные и слабые электролиты, направление протеканий химических реакций с участием электролитов, смещение равновесия диссоциации слабого электролита, произведение растворимости.

Реактивы и материалы: цинк гранулированный, оксид цинка, гидроксид кальция, раствор хлорида аммония, раствор хлорида цинка, 2 н. раствор соляной кислоты, 2 н. раствор гидроксида натрия, 2 н. раствор уксусной кислоты, 2 н. раствор ацетата натрия, раствор хлорида бария, раствор хлорида стронция, раствор хлорида кальция, раствор сульфата натрия, насыщенный раствор сульфата калия, насыщенный раствор сульфата стронция, лакмус, фенолфталеин, дистиллированная вода.

Оборудование: набор пробирок, химические стаканы, колбы, воронки стеклянные, стеклянные палочки, шпатели.

Техника безопасности: соблюдать основные правила работы в химической лаборатории.

Опыт 1. Реакции нейтрализации

а) Взаимодействие сильной кислоты и сильного основания. Налейте в фарфоровую чашку 5 мл 2 н. раствора соляной кислоты и прибавьте к нему по каплям 2 н. раствор гидроксида натрия. Раствор перемешайте стеклянной палочкой и испытайте его действие на лакмус, перенося каплю раствора на лакмусовую бумагу. Нужно добиться нейтральной среды. Полученный раствор выпарите досуха.

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите наблюдения.

2. Какое вещество образовалось в ходе реакции? Напишите молекулярное и ионное уравнение реакции.

б) Взаимодействие слабой кислоты и сильного основания. Налейте в пробирку 2 мл 2 н. раствора щелочи и добавьте одну каплю фенолфталеина. Добавьте по каплям 2 н. раствор уксусной кислоты до обесцвечивания раствора

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите наблюдения. Под влиянием каких ионов изменилась окраска фенолфталеина?

2. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

3. Объясните, почему равновесие ионной реакции, в которой принимает участие слабый электролит (уксусная кислота), сдвигает в сторону образования молекул воды.

Опыт 2. Амфотерность

Из имеющихся в лаборатории реактивов получите осадок гидроксида цинка. Взболтайте полученный осадок и отлейте небольшие количества его в две пробирки. В одну из пробирок добавьте раствор соляной кислоты, в другую – избыток раствора гидроксида натрия.

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите наблюдения.

2. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Опыт 3. Действие на соль слабой кислоты сильной кислотой

В две пробирки налейте по 5 мл 2 н. раствора соляной кислоты и опустите в каждую из них по одинаковому кусочку цинка. Когда в обоих пробирках установится равномерное выделение водорода, прилейте в одну из них 5 мл 2 н. раствора ацетата натрия CH₃COONa , а в другую – 5 мл воды.

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите наблюдения.

2. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

3. Применив закон действия масс, объясните, почему добавление соли слабой кислоты к раствору сильной кислоты уменьшает реакционную способность последней.

Опыт 4. Образование труднорастворимых солей

Налейте в три пробирки по 2-3 мл растворов хлорида бария, стронция и кальция. В первую пробирку прилейте раствор сульфата натрия, во вторую – насыщенный раствор сульфата кальция и в третью – насыщенный раствор сульфата стронция.

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите наблюдения, пользуясь правилом произведения растворимости.

2. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Опыт 5. Растворение осадка электролита при уменьшении концентрации одного из его ионов

Насыпьте в пробирку немного гидроксида кальция, добавить воды и взболтайте. К полученному насыщенному раствору с осадком прилейте разбавленную соляную кислоту.

Контрольные вопросы и задания:

1. Опишите наблюдения.

2. Напишите выражение произведения растворимости гидроксида кальция и объяснить происходящее явление.

Опыт 6. Реакции, идущие с образованием летучего соединения

В пробирку налейте немного раствора хлорида аммония, добавьте 1-2 мл раствора гидроксида натрия и нагрейте. К отверстию пробирки поднесите влажную универсальную индикаторную бумагу.

Контрольные вопросы и задания:

1. Объясните наблюдаемые явления и составьте уравнения реакций.

Контрольные вопросы:

1. Что служит количественными характеристиками процесса электролитической диссоциации? Для каких электролитов концентрационная константа диссоциации не имеет физического смысла?

2. Что зависит от концентрации раствора: константа диссоциации или степень диссоциации? Напишите выражение закона разбавления Оствальда для бинарного электролита. Для каких электролитов можно использовать его упрощенную форму?

3. Что такое произведение растворимости (ПР)?

4. Напишите выражение ПР для Cu(OH)₂ и Al(OH)₃ и укажите, как для этих электролитов ПР связано с растворимостью s?

5. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций образования нерастворимых веществ: Ag₃PO₄, HgCrO₄, CaCO₃, Cu(OH)₂, FeS.

6. Объясните, почему при добавлении к насыщенному раствору сульфата бария гипсовой воды (насыщенный раствор сульфата кальция) наблюдается образование осадка?

7. Во сколько раз концентрация ионов Н⁺ в 0,1 н. растворе HNO₂ больше, чем в 0,1 н. растворе HCN?

8. При 25^оС растворимость Fe(OH)₃ составляет 1,910^–10 моль/л. Вычислите ПР(Fe(OH)₃).

9. В 2 л воды при 25^оС растворяется 2,210^–4 г AgBr. Вычислите ПР соли.

10. Выпадет ли осадок CaSO₄, если смешать равные объемы 0,2 н. растворов CaCl₂ и Na₂SO₄?