ХИМИЯ(А2)ДЗ_2сем.2015-16 / ЛАБ.РАБОТЫ / ЛР-1_ОСН.КЛ.,ТИТРОВАНИЕ(4 вар)2016 / ЛР 1_Вариант 2

Вариант №2.

Лабораторная работа №1

«Основные классы неорганических соединений»

Цель работы.

1. Получение нерастворимого гидроксида металла, исследование его кислотно-основных свойств.

2. Провести окислительно-восстановительные реакции, определить продукты реакции, используя метод электронно-ионного баланса.

3. Определение концентрации раствора щелочи методом титрования.

Выполнение работы

Опыт I (А и Б). Получение нерастворимого гидроксида металла, исследование его кислотно-основных свойств. (Уравнения реакций писать в молекулярной и сокращенной ионной форме)

А) 1. Получение гидроксида Cr(OH)₃ по обменной реакции раствора соли, содержащего катион металла Meⁿ⁺, и раствора щелочи, содержащего гидроксо-анион OH^- . Для получения гидроксида Cr(OH)₃ поместить в две пробирки 1-2 мл раствора соли CrCl₃, содержащий ион металла Cr³⁺ и по каплям добавить раствор щелочи NaOH (С=10%) до образования осадка одного и того же гидроксида Cr(OH)₃ в обеих пробирках. Написать уравнение реакций в молекулярной и сокращенной ионной форме

А) 1. CrCl₃ + NaOH  …..; Cr³⁺ + 3OH^-  …..  А) 2. Исследование кислотно-основных свойств полученного гидроксида (кислотные свойства - возможность реагировать с основанием - вступать в реакцию нейтрализации в качестве кислоты; основные свойства - возможность реагировать с кислотой - вступать в реакцию нейтрализации в качестве основания; амфотерные свойства - вступать в реакцию нейтрализации, как в качестве основания, так и в качестве кислоты)

Для этого в одну пробирку, содержащую Cr(OH)₃, добавить раствор концентрированной щелочи NaOH (С=30%), а во вторую пробирку, также содержащую Cr(OH)_3, добавить раствор разбавленной кислоты HCl (С=10%). Растворение осадков свидетельствует о протекании реакции нейтрализации (не растворение – отсутствие взаимодействия). Написать уравнения реакций в молекулярной и сокращенной ионной форме.

Cr(OH)₃ + Na(OH)  …..; Cr(OH)₃ + OH^-  ….. А) 2.

Cr(OH)₃ + HCl  …..; Cr(OH)₃ + H⁺  …..

Б) 1. Таким же образом получить гидроксид Ni(OH)₂ из раствора соли NiSO₄

2. Исследовать его кислотно-основные свойства (использовать при взаимодействии осадка Ni(OH)₂ c разбавленной кислотой - H₂SO₄). Написать уравнения всех реакций. Сделать выводы.

OH^-  …..

Б) 1. NiSO₄ + NaOH  …..; Ni⁺² + 2OH^-  Ni(OH)₂; Б) 2. Ni(OH)₂ +

H⁺  …..

Выводы. (Какой из двух гидроксидов проявляет основные, а какой амфотерные свойства?)

Опыт II. Окислительно-восстановительные реакции

Чтобы правильно составить окислительно-восстановительные реакции а) и б), необходимо подобрать коэффициенты методом электронно-ионного баланса:

а) Окисление нитрит иона (NO₂^-) дихромат ионом (Cr₂O₇^2-) в кислой среде (H⁺).

Поместить в пробирку 0.5 мл раствора дихромата калия К₂Cr₂O₇ добавить 1-2 мл разбавленной H₂SO₄, добавить 1-2 мл раствора нитрита калия КNO₂, нагреть на песчаной бане.

Изменение цвета раствора свидетельствует о протекании реакции:

K₂Cr₂O₇ + КNO₂+ H₂SO₄ КNO₃ + Сr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ +...

Ионы Cr³⁺ в водном растворе имеют зелено-фиолетовую окраску, ионы NO₃^- - бесцветны.

б) Растворить металлическую медь в концентрированной азотной кислоте.

Поместить в пробирку кусочек металлической меди добавить 1-2 мл концентрированной HNO₃.

Cu + HNO₃  Cu(NO₃)₂ + NO₂+ …

Ионы Cu²⁺ в водном растворе имеют голубую окраску, NO₂ – газ бурого цвета

Опыт III. Титрование

ТИТРОВАНИЕ, постепенное прибавление контролируемого количества реагента (например, кислоты) к анализируемому раствору (например, щелочи) для определения объема раствора реактива известной концентрации, расходуемого на реакцию с данным количеством (объемом) определяемого вещества. Точка эквивалентности определяется при помощи химических индикаторов или по резкому изменению какой-либо физической характеристики раствора.

В основе опыта 3 лежит реакция нейтрализации NaOH +HCl = NaCl + H₂O

- Для проведения опыта при помощи бюретки отбирают 7 мл раствора NaOH (V_Щ =7 мл), помещают его в коническую колбу, добавляют 2-3 капли раствора индикатора (метилоранж) и титруют раствором HCl (C_К = 0.1 моль/л) до изменения цвета индикатора с желтого на розовый при добавлении последней капли кислоты. Записывают в таблицу объем раствора кислоты (V_Кi) израсходованный на реакцию нейтрализации. Опыт повторяют три раза. Результаты измерений и расчетов заносятся в таблицу

Таблица

Результаты измерений и расчетов опыта III

№ опыта	VЩ, 10-3 л	CК, моль/л	VКi, 10-3 л	VК, 10-3 л	CЩ, моль/л	ωщ
1	7	0,1	VК1 =	VК = (VК1+VК2+VК3) / 3	CЩ = VК  CК / VЩ	ωщ = CЩ ∙ ММщ ∙ 10-3
2	7	0,1	VК2 =
3	7	0,1	VК3 =

- Рассчитывают V_К - средний объём раствора кислоты, израсходованный на реакцию нейтрализации 7 мл раствора щелочи в трёх опытах

V_К = (V_К1+V_К2+V_К3) / 3

- Рассчитывают концентрацию раствора щелочи C_Щ,, используя соотношение V_КC_К = V_ЩC_Щ, поскольку один моль щелочи вступает в реакцию нейтрализации с одним молем кислоты (NaOH +HCl = NaCl + H₂O)

C_Щ = V_К  C_К / V_Щ [моль/л ] ,

- Рассчитывают массовую долю щелочи ω_щ (отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора), приняв плотность раствора щелочи   1 г/см³

ω_щ = C_Щ ∙ ММ_щ / V ∙  = C_Щ ∙ ММ_щ ∙ 10^-3 ,

где C_Щ – концентрация раствора щелочи [моль/л ]; ММ_щ – молярная масса щелочи [г/моль], V – объём ([1000 см³]) - 1 л раствора щелочи,  - плотность раствора NaOH [ г/см³ ]

Отчёт должен содержать реакцию титрования (здесь нейтрализации), используемый индикатор, заполненную таблицу, значения величин в формулах при расчете V_К , C_Щ и ω_щ.

Вывод. (Что позволяет определить метод объёмного титрования?)