Астраханский государственный технический университет

Методическое руководство

по выполнению лабораторной работы по дисциплине "Общая и неорганическая химия"

Реакции ионного обмена

Астрахань 2006

Реакции ионного обмена: Методическое руководство по выполнению лабораторной работы по дисциплине "Общая и неорганическая химия" / Старкова Н.Н. – Астрахан. гос. техн. ун-т, 2006. – 5 с.

Опыт 1.

Зависимость последовательности выпадения осадков от величины произведения растворимости ПР.

Возьмите три пробирки и склянки с реактивами:

Na₂SO_4, K₂CrO₄ ,Pb(NO₃)₂.

В одной пробирке получите осадок сульфата свинца (II) взяв порцию раствора сульфата натрия Na₂SO₄ и добавив к ней такую же порцию раствора нитрата свинца (II) Pb(NO₃)₂.

В другой пробирке получите осадок хромата свинца (II) PbCrO₄ из хромата калия K₂CrO₄ и нитрата свинца(II).

Отметьте цвет вы­падающих осадков.

В третью пробирку внесите по 3 капли тех же раст­воров Na₂SO₄ и K₂CrO₄, перемешайте раствор и добавьте 2 капли нит­рата свинца.

Определите по цвету, какое вещество выпало в осадок в первую очередь: PbSO₄ или PbCrO₄.

Найдите по таблице произведения растворимости каждой из этих солей и объясните последовательность их выпадения.

Опыт 2.

Влияние избытка осадителя.

В две микропробирки поместите по 10 капель растворов хлоридов кальция и стронция и добавьте по 5-6 капель раствора H₂SO₄.

В обеих ли пробирках выпал осадок? Объясните различие, пользуясь величина­ми произведений растворимости ПР сульфатов кальция и стронция.

Добавьте к пробирке с раствором соли кальция 3-4 капли концентрированной H₂SO₄: наблюдайте образо­вание осадка и объясните причину его выпадения.

Вычислите, во сколько раз отличаются концентрации ионов SO₄^2-, необходимые для осаждения ионов Ca²⁺ и Sr²⁺ из растворов равной концентрации?

Опыт 3.

Смещение ионного равновесия в растворе слабого электролита

В две пробирки внесите одинаковые порции раствора аммиака, добавьте по капле фенолфталеина и отметьте окраску раст­воров. Насыщенность цвета в обеих пробирках должна быть одинаковой.

Одну пробирку отставьте и используйте как контрольную, в другую добавьте шпатель кристаллического хлорида аммония и перемешайте её содержимое стеклянной палочкой. Изменилась ли интенсивность окраски раствора в этой пробирке?

Объясните наблюдаемый факт, используя уравнение равновесия диссоциации гидроксида аммония и выражение его константы диссоциации.

Что следует добавить в раствор слабого электролита для понижении степени его электролитической диссо­циации?

Опыт 4.

Определение рН растворов солей с помощью универсально­го индикатора.

На полоску бумаги, пропитанной раствором универсального инди­катора нанесите по 2 капли растворов солей: Al₂(SO₄)₃, CH₃COONa, NaCl.

Сравните окраску бумаги с цветной шкалой и определите рН растворов данных солей. Напишите уравнения гидролиза в молекулярной и ион­но-молекулярной форме.

Опыт 5.

Влияние силы кислоты на степень гидролиза её соли

В три пробирки налейте на 2/3 объёма дистиллированной воды. В одну пробирку внесите микрошпатель сульфита натрия Na₂SO₃, в другую - карбоната натрия Na₂CO₃, в третью - гидрокарбоната натрия NaHCO₃.

По отсутствию вы­деления SO₂ и CO₂ в первых двух пробирках убедитесь, что гидролиз протекает лишь по первой ступени. Напишите уравнения реакций гидролиза.

В каждую пробирку добавьте по одной капле фенолфталеина. Сравните интенсивность окраски растворов каждой пары веществ:

Na₂SO₃ – Na₂CO₃,

Na₂CO₃ – NaHCO₃.

Объясните наблюдаемые явления, используя константы диссоциации угольной и сернистой кислот. Степень гидролиза какой соли (в каждой паре) больше?

Опыт 6.

Смещение равновесия гидролиза.

а) Влияние температуры: в пробирку внесите один микрошпатель кристаллического ацетата натрия CH₃COONa и прилейте 10 капель дистиллирован­ной воды. После растворения соли добавьте одну каплю раствора фе­нолфталеина.

В какой цвет окрашивается раствор? Перелейте половину раствора в другую пробирку и нагрейте её в пламени горелки. Сравни­те окраску растворов в обеих пробирках.

Почему нагретый раствор имеет более яркую окраску?

б) Влияние разбавления: в пробирку влейте 10 капель раствора нит­рата висмута (III) Bi(NO₃)₃, добавьте 1 каплю HCl _конц и добавляйте по каплям воду до слабого помутнения.

Составьте уравнения ступенчатого гидролиза BiCl₃ и уравнение образования хлорида висмутила BiOCl. Запишите выражение констан­ты гидролиза.

Добавьте в пробирку ещё воды: что наблюдается? Как влияет разбавление на степень гидролиза?

В пробирку с осадком до­бавьте несколько капель концентрированной азотной кислоты: почему осадок растворился?

Опыт 7.

Полный гидролиз.

В две пробирки налейте небольшие порции растворов солей хлорида железа (III) FeCl₃, сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃ и добавьте по одному микрошпателю кристаллической соды Na₂CO₃ . Что происходит? Объясните наблюдаемые явления. Напишите уравнения происходя­щих реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

8