Работа №4

Растворы электролитов

Выполнял Щербицкий Дмитрий Сергеевич, группа ПС 1-11

Дата выполнения: 7.10.03

Дата сдачи: 14.10.03

Цель работы: изучить свойства водных растворов электролитов.

Теоретическая часть

Водные растворы образуются засчет диссоциации полярных молекул растворенного вещества под действием полярных молекул воды, или при растворении ионных кристаллов в воде. В обоих случаях в растворе будут ионы различного разряда, окруженные полярными молекулами воды (гидратация). Электролитическую диссоциацию для слабых электролитов можно рассматривать как обратимый процесс, а его полноту определять степенью диссоциации  (в пределах(0;1)). В результате диссоциации число частиц в растворе увеличивается, а это влияет на термодинамические свойства растворов(упругость пара, температура кипения и кристаллизации).

Увеличение частиц в растворе вследствие диссоциации можно учесть коэффициентом диссоциации i:

А_xB_y = xA⁺ + yB^- ,

I = 1++x+y=1+(x+y-1).

С учетом коэффициента диссоциации i законы Рауля применимы для разбавленных растворов электролитов, например:

T_кип = К_кип (1000*m)i/(M*g).

Для бинарного электролита её можно выразить следующим образом:

КА = К⁺+ А^-,

К = [К⁺][ А^-]/[KА] = ²c/(1-),

Где с – молярная концентрация раствора.

Электропроводность электролитов обусловлена направлением движения ионов в электрическом поле.

Удельная электропроводность определяется уравнением:

= с*(l_k⁺+l_A^-)/1000

 - удельная электропроводность

с – молярная концентрация

 - степень диссоциации

l – подвижность ионов(предельная молекулярная электропроводность ионов)

Степень диссоциации наиболее точно определяют, измеряя так называемую молекулярную электропроводность.

 = *1000/c = (l_K⁺+l_A^-)

Практическая часть

Опыт 1. Зависимость электропроводности от степени диссоциации электролитов.

В сосуды с растворами 0.1_H HCl и 0.1_H CH₃COOH погрузил электроды, включенные в электрическую сеть последоавтельно с амперметром. Записал значения тока в обоих случаях.

Показания амперметра:

HCl – 25 mA

CH₃COOH – 7 mA

CH₃COOH

HCl

Вывод: Чем больше степень диссоциации вещества, тем больше его электропроводность.

Опыт 2. Зависимость электропроводности от концентрации электролита.

В сосуды с растворами серной кислоты(с = 10..90%)погрузили электроды, включенные в электрическую сеть последовательно с миллиамперметром. Записал показания в таблицу отчёта.

H₂SO₄

C,%	10	25	30	40	50	60	70	80	90
I, mA	15	40	75	85	80	70	40	30	25

Вывод: Электропроводность данного вещества зависит от его концентрации.

Опыт 3. Связывание молекул растворителя.

Налил в пробирку 5мл прозрачного насыщенного водного раствора анилина и прибавил к нему 1г измельченного NaCl. Энергично встряхнул, дал отстояться.

H₂O

NaCl  Na⁺ + Cl^-

Na⁺ * NH₂O + Cl^- * H₂O

Наблюдения: наблюдается 2й слой жидкости на раствором NaCl.

Вывод: NaCl связывает молекулы воды в виде гидратов, разрушается гидратная оболочка анилина, и анилин выделяется в виде 2го жидкого слоя.

Опыт 4. Образование слабодиссоциирующих веществ.

a)Налил в пробирку 2-3мл раствора NH₄Cl и прибавил раствор NaOH. Перемешал, определил по запаху, что выделяется газ NH₃

Наблюдения: выделился газ с резким запахом.

H₂O

NH₄Cl  NH₄⁺ + Cl^-

H₂O

NaOH  Na⁺ +OH^-



NH₄OH + Na⁺ + Cl^-

NH₃ H₂O

Б) Налил в пробирку 5мл 1н раствора НСl и поместил кусочки цинка.После достижения равномерного выделения водорода прибавил в пробирку 0.5г кристаллического CH₃COOК, тщательно перемешал содержимое.

Уравнение реакции :

С₃СООNa CH₃COO^- + Na⁺

HCl  H⁺ +Cl^-



Na⁺+Cl^-+CH₃COOH

Вывод: в результате взаимодействия НСl и СН₃СООNa образуется слабодиссоциирующая кислота СН₃СООН.

Опыт 5. Изменение концентрации водородных ионов.

Налил в пробирку 2-3мл 0.1н раствора СН₃СООН и прибавил 1-2 капли метилоранжа. Добавил примерно 1г кристаллического СН₃СООNa и встряхнул содержимое.

Наблюдения: При приливании метилоранжа он покраснел. Затем окраска изменилась на жёлто-оранжевую.

Уравнение реакции:

Опыт 6. Влияние величины произведения растворимости на образование осадка.

Налил в одну пробирку 2-3мл 0.1н раствора СаСl₂ , в другую 2-3мл 0.1н раствора H₂SO₄ до появления мути.

Уравнение реакции:

Вывод: для солей Ва осадок получается быстрее и плотнее. Пр(ВаSO₄) >>Пр(СаSO₄).

Опыт 7. Гидролиз соли сильного основания и слабой кислоты.

Налил в пробирку 2-3мл дистиллированной воды, прибавил примерно 0.5г Na₂CO₃,тщательно встряхнул и добавил 1-2капли фенолфталеина.

Уравнение реакции:

Вывод: При гидролизе сильного основания и слабой кислоты образуется щелочная среда.

Опыт 8. Гидролиз соли слабого основания и сильной кислоты.

Налил в пробирку 2-3мл дистиллированной воды, прибавил примерно 0.5г Al₂(SO₄)₃,тщательно встряхнул и испытал лакмусовой бумагой.

Уравнения реакции:

Вывод: при гидролизе слабого основания и сильной кислоты образуется кислая среда.

Опыт 9. Влияние температуры на степень гидролиза.

Налил в пробирку 2-3мл раствора СН₃СООNa и прибавил 1-2капли фенолфталеина. Тщательно встряхнул и обратил внимание на окраску раствора. Затем нагрел раствор до кипения и снова обратил внимание на окраску.

Уравнение реакции: