Опыт 7. Реакции в растворах электролитов как реакции их ионов.

1.В одну пробирку налейте 1-2 см³ ацетата натрия и столько же хлоридной кислоты, в другую - 1-2 см³ раствора хлорида аммония и столько же гидроксида натрия. Каждую пробирку немного нагрейте, встряхните. По запаху определите, какой газ выделяется. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. Сделайте вывод о возможности протекания реакций.

2. Из имеющихся в лаборатории растворов получите осадки гидроксидов феррума, алюминия, хрома (III) и кобальта. Испытайте отношение полученных гидроксидов к кислотам и щелочам. Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярнойи ионной формах, сделайте вывод, какие из полученных гидроксидов проявляют амфотерный характер. Почему амфотерные гидроксиды растворяются в кислотах и щелочах?

Пример:

Образование гидроскида хрома (II):

Cr(NO₃)₃ + 3NaOH → Cr(OH)₃↓ + 3H₂O

Cr³⁺ + 3OH^- → Cr(OH)₃↓

а) Реакция взаемодействия гидроксида хрома с кислотой:

Cr(OH)₃ ↓ + 3HCl → CrCl₃ + 3H₂O (наблюдается растворение осадка)

Cr(OH)₃ ↓ + 3H⁺ → Cr³⁺ + 3H₂O

б) Реакция взаемодействия гидроксида хрома с щелочью:

Cr(OH)₃ ↓ + NaOH → Na[Cr(OH)₄] (наблюдается растворение осадка)

Cr(OH)₃↓ + OH^- → [Cr(OH)₄]^-

Вывод:гидроксид хрома обладает амфотерными свойствами, потому что взаимодействует как с кислотами, так и с щелочами.

Опыт 8. Образование осадков и произведение растворимости.

В две пробирки налейте по 3-4 капли 0,005М раствора нитрата плюмбума. В одну из них прибавьте такой же объем 0,05М раствора хлорида калия, а в другую - такой же объем 0,05М раствора йодида калия. В какой из пробирок выпал осадок? Объясните полученный результат, используя значение произведений растворимости (ПР). Составьте уравнения реакций.

Контрольные вопросы:

1. Какие вещества называются электролитами?

2. Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации. Приведите примеры диссоциации кислот, оснований, солей.

3. Напишите уравнения диссоциации электролитов: Н₃РО₄ , Ca(OH)₂, K₂S, (NH₄)₂CO₃.

4. Что такое степень диссоциации?

5. Как влияют на степень диссоциации природа растворителя, разбавление раствора, температура, присутствие одноименных ионов?

6. Какую химическую активность демонстрируют сильные и слабые электролиты?

7. Какие электролиты называются амфотерными?

8. Степень диссоциации ортофосфорной кислоты по первой ступени в 0,1М растворе равна 27%. Рассчитайте константу диссоциации.

Лабораторная работа № 4 гидролиз солей

Цель работы: практическое изучение характера гидролиза солей, влияние температуры, разбавления на процесс гидролиза.

Опыт 1. Определение характера гидролиза.

В четыре пробирки поместите по микрошпателю сухих солей сульфата алюминия, сульфата калия, карбоната натрия (соды), тетрабората натрия (буры) и растворите в небольшом объеме дистиллированной воды (примерно 1 см³). (Для опыта можно также использовать готовые растворы данных солей). Определите с помощью универсальной индикаторной бумаги значения рН данных растворов солей и запишите их в лабораторный журнал. Какие из данных солей подвергаются гидролизу? Напишите уравнения реакций гидролиза этих солей в молекулярной и ионной формах по образцу.

Образец записи уравнений реакций гидролиза тетрабората натрия (буры):

Na₂B₄O₇ – соль, образованная анионом слабой кислоты и катионом сильного основания (гидролиз протекает по аниону).

В водном растворе тетраборат натрия диссоциирует на ионы натрия и тетраборат-анион, который с катионом H⁺ образует малодиссоциирующую частицу. Гидролиз протекает в две стадии (на первой стадии образуется гидротетраборат-ион, а по второй - борная кислота). В стандартных условиях гидролиз протекает преимущественно по первой ступени.

Первая ступень гидролиза:

Na₂B₄O₇ → 2Na⁺ + B₄O₇^2- H₂O ⇆ H⁺ + OH^-

B₄O₇^2- + HOН ⇆ HB₄O₇ ^- + OH^- (сокращенное ионное уравнение)

2Na⁺+ B₄O₇^2- + H₂O ⇆ Na⁺+ HB₄O₇ ^-+ Na⁺+ OH^-(полное ионное уравнение)

Na₂B₄O₇ + H₂O ⇆ NaHB₄O₇+ NaOH (молекулярная форма)

В результате реакции в растворе накапливаются гидроксил-ионы, поэтому раствор имеет щелочную среду (рН>7).

Образец записи уравнений реакций гидролиза сульфата цинка:

ZnSO₄– соль, образованная анионом сильной кислоты и катионом слабого основания (гидролиз протекает по катиону).

В водном растворе сульфат цинка диссоциирует на сульфат-анионы и ионы цинка, который с анионом ОH^- образует малодиссоциирующую частицу. Гидролиз протекает в две стадии (на первой стадии образуется гидроксокатион цинка, а на второй- гидроксид цинка). В стандартных условиях гидролиз протекает преимущественно по первой ступени.

ZnSO₄ → Zn²⁺ + SO₄ ^2- H₂O ⇆ H⁺ + OH^-

Первая стадия гидролиза.

Zn²⁺ + H-OН ⇆ ZnOH⁺ + H⁺(сокращенное ионное уравнение)

Zn²⁺ + SO₄^2- + H₂O ⇆ ZnOH⁺ + SO₄^2- + H⁺ (полное ионное уравнение)

2 ZnSO₄ + 2 H₂O ⇆ (ZnOH)₂ SO₄ + H₂SO₄ (молекулярная форма)

В результате реакции в растворе накапливаются ионы водорода, поэтому раствор имеет кислую среду (рН<7).

Опыт 2. Влияние температуры на гидролиз.

В пробирку внесите около 1см³ 1н раствора ацетата натрия, прибавьте 2-3 капли раствора индикатора фенолфталеина и сильно нагрейте. Отметьте изменение окраски. Раствор охладите до комнатной температуры. Как изменилась окраска? Объясните изменение окраски индикатора при нагревании и охлаждении раствора. Составьте уравнения реакций гидролиза соли в молекулярной и ионной формах.

Опыт 3. Влияние разбавления на гидролиз.

К 4-5 каплям раствора хлорида стибия (III) или хлорида бисмута (III) по каплям добавляйте дистиллированную воду до выпадения осадка. Напишите уравнение реакции гидролиза соли в молекулярной и ионной формах, укажите состав осадка.

Затем прибавьте несколько капель хлоридной кислоты. Что происходит? Объясните смещение равновесия гидролиза соли.

Образец реакции гидролиза хлорида стибия (III).

SbCl₃- соль, образованная анионом сильной кислоты и катионом слабого основания(гидролиз протекает по катиону).

SbCl₃ ⇆ Sb³⁺ + 3Cl^- H₂O ⇆ H⁺ + OH^-

Первая стадия:

Молекулярная форма: SbCl₃ + H₂O ⇆ SbOHCl₂+ HCl

Полное ионное уравнение: Sb³⁺+ 3Cl^- + H₂O ⇆ SbOH²⁺+ 2Cl^- + H⁺+ Cl^-

Сокращенное ионное уравнение реакции: Sb³⁺+ H₂O ⇆ SbOH²⁺+ H⁺

Раствор имеет кислую среду (рН<7), потому что в растворе образуются свободные ионы Н⁺.

Вторая стадия:

Молекулярная форма: SbOHCl₂+ H₂O⇆ Sb(OH)₂Cl + HCl

Полное ионное уравнение: SbOH²⁺+ 2Сl^- + H₂O⇆ Sb(OH)₂ ⁺+ Cl^-+ H⁺+ Cl^-

Сокращенное ионное уравнение реакции: SbOH²⁺+ H₂O⇆ Sb(OH)₂ ⁺+ H⁺

Соединение Sb(OH)₂Cl не стойкое и разлагается:

Sb(OH)₂Cl → SbOCl↓ + H₂O

Опыт 4. Необратимый гидролиз.

К 4-5 каплям раствора сульфата алюминия прибавьте равный объем карбоната натрия. Отметьте выпадение осадка (его цвет) и выделение газа. Полученный осадок разделите на две части и испытайте его растворимость в кислоте и избытке раствора щелочи. Сделайте вывод о составе осадка.

Al₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑+ 3Na₂SO₄

2Al³⁺ + 3CO₃^2-+ 3H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3CO₂↑