Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

rastvory_metodichka.doc

Скачиваний:

Добавлен:

18.04.2015

Размер:

454.14 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 66

9. Экспериментальная часть.

Опыт 1. Приготовление насыщенного раствора хлорида натрия.

В пробирку налить 2 мл воды, добавить небольшую порцию хлорида натрия и перемешать. Наблюдается полное растворение соли, т.е. образуется ненасыщенный раствор.

В эту же пробирку добавить вторую порцию соли, перемешать. Отметить, что часть соли не растворилась, а осталась в осадке. Значит раствор над осадком является насыщенным.

Опыт 2. Тепловые эффекты при растворении.

Одну треть пробирки заполнить твердым роданидом аммония (NH₄CNS) и добавить столько же воды. Наблюдается сильное охлаждение раствора.

Одну четверть пробирки заполнить твердой щелочью (NaOH) и добавить воду. Наблюдается сильное разогревание раствора.

Какой из этих процессов экзотермический, какой – эндотермический? Почему? Как изменится растворимость соли и щелочи при повышении температуры?

Опыт 3. Изменение окрашивания при растворении.

В пробирку поместить немного кристаллогидрата хлорида кобальта (CoCl₂ ∙5H₂O). Нагреть пробирку на спиртовке до изменения окраски соли. После охлаждения пробирки добавить в нее немного воды. Как изменилась окраска при образовании раствора? Чем объясняется это явление?

Опыт 4. Сравнение температуры плавления чистого льда и льда с солью.

В стаканчик поместить немного измельченного льда, погрузить в него термометр. Определить температуру плавления.

В другой стаканчик поместить немного смеси измельченного льда и соли, погрузить в него термометр. Определить температуру плавления.

Сравнить температуры плавления чистого льда и смеси льда с солью. Сделать вывод о влиянии примесей на температуру плавления льда.

Опыт 5. Наблюдение осмоса.

Пластинку тыквы или другого овоща немного посолить. Объяснить появление воды на поверхности тыквы.

Опыт 6 Сравнительная характеристика электропроводности растворов электролитов.

Для наблюдения за электропроводностью растворов применяется установка, состоящая из двух графитовых электродов, которые погружают в исследуемый раствор. В электрической цепи находится лампочка, которая загорается в случае, если исследуемый раствор проводит электрический ток. Величину электропроводности качественно определяют по интенсивности свечения лампочки. Результаты наблюдений представить в виде таблицы:

Исследуемый раствор

Наблюдаемые явления

Вывод

Дистиллированная вода

Дистиллированная вода + сахар

Дистиллированная вода + NaCl₍_ТВ)

Раствор этиленгликоля

Опыт 7. Гидролиз солей разного типа.

В три пробирки налить по 2 мл дистиллированной воды, в каждую пробирку опустить кусочек индикаторной бумаги. В первую пробирку добавить немного твердого хлорида натрия, во вторую пробирку – немного твердого карбоната натрия, в третью пробирку – немного сульфата алюминия. Пользуясь шкалой, указанной на упаковке универсального индикатора, определить примерное значение pH каждого раствора. Результаты опыта представить в виде таблицы:

Соль	Окраска индикатора	pH раствора	Реакция среды
NaCl
Na₂CO₃
Al₂(SO₄)₃

Написать уравнения гидролиза солей.

Опыт 8 . Полный гидролиз солей.

Налить в пробирку 1 мл раствора сульфата алюминия и 1 мл карбоната натрия. Наблюдать выделение пузырьков углекислого газа. Написать уравнение полного гидролиза карбоната алюминия.

Опыт 9. Гидролиз солей. Определение реакции среды растворов солей.

Получить три раствора солей неизвестного состава. Налить в пробирку 1 мл неизвестного раствора, опустить в раствор бумажную полоску универсального индикатора. Пользуясь шкалой, указанной на упаковке универсального индикатора, определить примерное значение pH раствора. Аналогично определить примерное значение pH всех выданных растворов. Результаты опыта представить в виде таблицы:

Номер

раствора

Окраска

индикатора

раствора

Реакция среды

Состав раствора

Написать уравнения гидролиза солей.

Опыт 10. Приготовление и устойчивость грубодисперсных систем.

1. Приготовление суспензии глины в воде.

Поместить в пробирку немного глины, добавить 2 мл воды. Тщательно перемешать содержимое пробирки. Отметить образование непрозрачной смеси а также ее неустойчивость – довольно быстро глина выпадает в осадок.

2. Приготовление эмульсии алкана в воде.

Поместить в пробирку 1 мл гексана и 1 мл воды. Тщательно перемешать содержимое пробирки. Образовался непрозрачный раствор – эмульсия гексана в воде.

10. Примеры решения типовых задач.

Задача 1.

Вычислить массовую долю сахара в растворе, образованном 20 г сахара и 180 г воды.

Дано:

Найти:

Решение:

По формуле (2.1):

Задача 2.

Какая масса CuSO₄ требуется для приготовления 500 мл раствора, молярность которого 0,1 моль/л?

Дано:

Найти:

Решение:

Из формулы (2.2) находим массу растворенного вещества CuSO₄:

;

Задача 3.

Вычислить объем раствора KOH с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л, необходимый для нейтрализации 20 мл раствора азотной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,15 моль/л.

Дано:

Найти:

Решение:

По закону эквивалентов (формула (2.5)):

Задача 4.

К 300г воды при температуре 20⁰С добавили 210г нитрата калия. Найти: 1) массу выпавшего осадка; 2) до какой температуры надо нагреть раствор, чтоб осадок растворился?

Дано:

Найти:

- ?

Решение:

1) По графику ( приложение 3) находим растворимость нитрата калия при 20⁰С (): г на 100г воды.

Максимальное количество нитрата калия, которое может раствориться в 300г воды при 20⁰С ():

Масса нитрата калия в осадке ():

2) При нагревании полученного раствора с осадком до некоторой температуры осадок растворится. Находим растворимость нитрата калия () при температуре :

;

г на 100г воды.

По графику находим =43⁰С.

Задача 5.

Растворимость кислорода в речной воде 8мг/л. Минерализация воды составляет 200мг/л. Как изменится содержание кислорода в воде:

1) при повышении температуры наружного воздуха;

2) при уменьшении атмосферного давления;

3) при увеличении минерализации до 500мг/л.

Решение:

1). Растворимость газов в воде представляет собой экзотермический процесс, поэтому с повышением температуры наружного воздуха растворимость кислорода понижается (приложение 4).

2). По закону Генри при постоянной температуре растворимость кислорода в воде прямо пропорциональна его парциальному давлению над жидкостью. Следовательно с уменьшением атмосферного давления растворимость кислорода в речной воде уменьшается.

3). Известно, что если в воде растворены какие-либо вещества (особенно электролиты), то растворимость газов уменьшается по сравнению с растворимостью в чистой воде. Таким образом, увеличение минерализации речной воды приводит к уменьшению растворенного в ней кислорода.

Задача 6.

При какой температуре будет кипеть водный раствор сахарозы с концентрацией 5 моль/кг? Эбуллиоскопическая постоянная воды равна 0,52.

Дано:

Найти:

Решение:

По закону Рауля (формула 8.1) находим повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем:

;

Задача 7.

Какую массу сахарозы надо растворить в 500г воды, чтобы температура кипения полученного раствора повысилась на 5,2⁰С? Определить температуру замерзания полученного раствора. Для воды эбуллиоскопическая постоянная равна 0,52, криоскопическая постоянная равна 1,86.

Дано:

Найти:

Решение:

Из закона Рауля (формула 8.1) находим моляльность раствора:

, ,

Из формулы (2.6) для расчета моляльности находим массу сахарозы:

По закону Рауля (формула 8.2) находим понижение температуры замерзания раствора:

, .

Находим температуру замерзания раствора:

Задача 8.

Растворы KCl и Ca(NO₃)₂ имеют одинаковую концентрацию 1 моль/кг. Какой из этих растворов будет иметь более низкую температуру замерзания?

Решение:

Находим изотонические коэффициенты заданных электролитов:

- при диссоциации KCl каждая молекула распадается на два иона: KCl → K⁺ + Cl^-, ;

- при диссоциации Ca(NO₃)₂ каждая молекула распадается на три иона: Ca(NO₃)₂ → Ca²⁺ + 2NO₃^-, .

По закону Рауля) понижение температуры замерзания растворов электролитов вычисляется по формуле (8.4):

Для заданных в задаче электролитов понижение температуры замерзания растворов равно:

;

, тогда:

;

Задача 9.

Морскую воду среднеокеанского состава имитирует раствор хлорида натрия, массовая доля которого 3,5%. Вычислить величину осмотического давления этого раствора при 25⁰С. Плотность морской воды принять равной 1 г/мл.

Дано:

г/мл

Найти:

- ?

Решение:

Найдем молярную концентрацию раствора хлорида натрия, массовая доля которого 3,5%:

Пусть масса морской воды ( ) равна 100г. Из формулы для расчета массовой доли (2.1) находим массу хлорида натрия:

;

г.

Находим объем 100г морской воды:

мл.

По формуле (2.2) находим молярную концентрацию морской воды:

моль/л.

Находим изотонический коэффициент хлорида натрия:

при диссоциации NaCl каждая молекула распадается на два иона: NaCl → Na⁺ + Cl^-, .

Находим осмотическое давление морской воды (формула 8.6):

Па.

Задача 10.

Концентрация гидроксильных групп в котловой воде составляет моль/л. Найти раствора.

Дано:

моль/л

Найти:

- ?

Решение:

Из ионного произведения воды (формула 6.1) находим концентрацию ионов водорода в растворе:

;

По формуле (6.2) находим:

;

Задача 11.

Пленка влаги в промышленной атмосфере имеет =6. Определить концентрацию ионов и . Написать уравнения реакций, приводящих к увеличению концентрации ионов, учитывая, что в промышленной атмосфере содержатся газы CO₂, H₂S, SO₂.

Дано:

Найти:

- ?

Решение:

Растворяясь в пленке влаги, газы CO₂, H₂S, SO₂ образуют с водой слабые кислоты H₂CO₃, H₂S, H₂SO₃. При диссоциации этих слабых кислот происходит увеличение концентрации ионов водорода:

H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-,

H₂S ↔ H⁺ + HS^-,

H₂SO₃ ↔ H⁺ + HSO₃^-.

По формуле (6.3) находим концентрацию :

Из ионного произведения воды (формула 6.1) находим:

11. Вопросы и задачи для самостоятельного решения.

1. Какая масса NaCl требуется для приготовления 200 г 3 %-ного раствора?

2. В 200 мл раствора содержится 2 г NaOH. Вычислить молярность этого раствора.

3. Пользуясь приложением 3 определить, какой из растворов является насыщенным:

1) 50г KNO₃ в 200г воды при 30⁰С;

2) 120г NH₄Cl в 200г воды при 70⁰С

3) 110г KNO₃ в 200г воды при 60⁰С.

4. В 200 г воды при температуре 90⁰С поместили 50г хлорида натрия. Пользуясь приложением 3 определить, до какой температуры надо охладить раствор, чтоб начал выпадать осадок?

5. Какие вещества называются электролитами? В чем их отличие от неэлектролитов? Что служит количественной характеристикой силы электролитов?

6. Растворы каких из перечисленных веществ являются сильными электролитами: Mg(OH)₂, H₂SO₄, Fe(OH)₃, NaOH, H₂S, HMnO₄, MgCl₂, Al(OH)₃, H₂CO₃, HI, NaCl, Na₂SO₄. Составьте уравнения электролитической диссоциации сильных электролитов.

7. Чему равна степень диссоциации электролита, если из каждых 100 молекул диссоциировало 30?

8. Сколько молей ионов образуется при полной диссоциации 1 моля фосфата натрия? Написать уравнение реакции диссоциации.

9. Некоторые глубинные слои Черного моря, содержащие H₂S,характеризуются значениями pH = 3 - 6. Определить интервал изменения концентраций ионов H⁺ и OH^- для этих сред.

10.Концентрация OH^- в грунтовых водах составляет 10^-8. Рассчитать значение pH грунтовых вод.

11. Какие из приведенных солей дают при растворении в воде щелочную среду, какие – кислую: NaCl, Al₂(SO₄)₃, Cu(NO₃)₂, Na₃PO₄, FeCl₃, CaCl₂?

12. Каким способом можно усилить гидролиз Na₃PO₄: а) повысить или понизить температуру раствора, б) увеличить или уменьшить концентрацию раствора?

13. Можно ли с помощью фенолфталеина отличить водные растворы силиката натрия и сульфата натрия, хлорида цинка и нитрата цинка?

14. Зимой во время гололеда обледенелую дорогу посыпают хлоридом натрия, при этом лед тает. Объясните происходящий процесс.

15. Вычислить криоскопическую постоянную воды, если водный раствор этанола, моляльность которого 0,3 моль/кг замерзает при -0,558⁰С.

16. От чего зависит понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов: от природы растворенных частиц или от их количества?

17. Какое из двух веществ, образующих 0,1-моляльный раствор, сильнее повышает температуру кипения раствора: KCl или MgCl₂?

Литература

1. Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. СПб: Химия, 1995.

2. Глинка Н.Л.Общая химия. Л.: Химия, 1984

3. Решение типовых задач по курсу общей химии: Методические указания / А.И. Грицкевич. СПб, ИЦСПбГМТУ , 2006.

Приложение 1

Деление дисперсных систем по агрегатному состоянию

Дисперсная фаза	Дисперсионная среда	Обозначение	Название	Пример
Жидкая	Газовая	Ж/Г	Аэрозоль	Туман, облака
Твердая	Газовая	Т/Г	Аэрозол	Дым. пыль
Жидкая	Жидкая	Ж/Ж	Эмульсия	Молоко, майонез
Твердая	Жидкая	Т/Ж	Золь	Взвеси твердых веществ в природных водах
Газовая	Жидкая	Г/Ж	Пена	Мыльная пена
Жидкая	Твердая	Ж/Т	Гель	Почвы, жемчуг
Твердая	Твердая	Т/Т	Гель	Сплавы
Газовая	Твердая	Г/Т	Гель	Активированный уголь