Лабораторная работа «Растворимость и пр»

ПРИМЕЧАНИЕ. При оформлении отчета привести уравнения равновесий всех проведенных в работе процессов в сокращенном ионном виде.

1. Влияние температуры на растворимость соли.

а) Ацетат кальция. В сухую пробирку налить насыщенный раствор ацетата кальция (прозрачный) и нагреть его почти до кипения. Что наблюдается? Сделать вывод. Охладить содержимое пробирки струей водопроводной воды. Что при этом происходит? Каков знак теплового эффекта растворения данной соли?

б) Алюмокалиевые квасцы. Отвесить в пробирке 2 г алюмокалиевых квасцов, добавить 3 мл воды и тщательно перемешать (в течение 5 мин.). Происходит ли при этом полное растворение квасцов? Нагреть содержимое пробирки почти до кипения. Что наблюдается? Каков знак теплового эффекта растворения данного вещества?

Часть раствора отлить в пробирку и быстро охладить под краном. Остальной раствор оставить охлаждаться медленно. Рассмотреть под микроскопом и зарисовать форму кристаллов, полученных при быстрой и медленной кристаллизации. Как следует охлаждать насыщенный раствор для получения крупных кристаллов?

2. Определение растворимости хлорида натрия (1 опыт на группу). В стакане на 100 мл смешать 20 г хлорида натрия и 30 мл воды. Нагреть смесь почти до кипения (при перемешивании). Осторожно слить прозрачный раствор в сухой стакан на 100 мл и наблюдать явления, происходящие при его охлаждении.

Взвесить фарфоровую чашку (с точностью до 0,01 г.) Измерив температуру остывающего раствора, часть его сразу же слить его в фарфоровую чашку (так, чтобы кристаллы не попали в нее!). После остывания взвесить чашку с раствором и выпарить досуха раствор в сушильном шкафу. (Рассмотреть кристаллы хлорида натрия, выпавшие в стакане, под микроскопом и зарисовать их форму.) После выпаривания охладить фарфоровую чашку с кристаллами в эксикаторе и взвесить ее. Рассчитать растворимость хлорида натрия при измеренной температуре, сравнить со справочными данными, оценить и объяснить возможную ошибку опыта.

3. Осаждение катионов бария. Переосаждение. Растворение. К 1 мл хлорида бария добавить 2 мл раствора оксалата аммония. Отметить цвет осадка. Разделить его на 2 пробирки и отфуговать. Центрифугат слить в 2 другие пробирки и в одну добавить 1 мл оксалата аммония (для чего?), а в другую – 1 мл раствора дихромата калия. Дать объяснение происходящему. Какой из анионов более полно осаждает ионы бария и почему? (Сравните с данными табл. 12).

Таблица 12. Значения ПР некоторых малорастворимых электролитов при 25⁰С

Вещество	ПР	Вещество	ПР
AgCl AgBr AgI BaC2O4 BaSO4 BaCrO4	1,6 . 10 -10 7,7 . 10 -13 1,5 . 10 -16 1,2 . 10 -7 1,1 . 10 -10 2,4 . 10 -10	CaSO4 CaC2O4 Mg(OH)2 PbSO4 PbCrO4 HgS	6,1. 10 -5 2,6. 10 -8 5,0. 10 -12 2,0. 10 -8 1,8. 10 -14 4,0. 10 -53(при 180С)

В обе пробирки с осадками оксалата бария пролить по 1 мл дихромата калия. Что наблюдается? Объяснить полученный результат. Затем в одну пробирку добавить 1мл 1М Н₂SO₄, а в другую – такое же количество уксусной кислоты и тщательно перемешать. Отметить наблюдение, прилить в обе пробирки по 1мл 1М HCl и перемешать. Происходит ли растворение осадков? Почему? Указать, при добавлении каких реагентов происходят явления, перечисленные в названии данного опыта.

4. Осаждение сульфат-анионов. Влияние природы осадителя и растворителя на полноту осаждения. Приготовить насыщенный водный раствор сульфата кальция и разлить в 3 пробирки. В одну добавить равный объем раствора хлорида бария, а в другую – хлорида кальция (зачем?). Отметить наблюдение. Какой из катионов осаждает сульфат-ионы более полно? В третью пробирку прилить равный объем этилового спирта. Объяснить наблюдение, учитывая разную полярность молекул воды и спирта, а также то, что диэлектрическая проницаемость последнего (равная 25) значительно ниже, чем у воды (80).

5. Приготовление пересыщенного раствора. Наполнить 1/3 пробирки сухим ацетатом натрия и добавить 1 мл воды. В стакане с кипящей водой нагреть содержимое пробирки до полного растворения соли (следить, чтобы и на стенках не осталось кристалликов). Затем закрыть пробирку влажным тампоном (для чего?) и осторожно охладить до комнатной температуры. Образуется ли осадок?

Внести в пробирку кристаллик ацетата натрия. Что наблюдается? Зафиксировать тепловой эффект процесса (проба рукой). Объяснить наблюдаемые явления.

6 . Определение значения ПР гидроксида магния (1 опыт на группу). Ознакомиться с правилами работы на рН-метре; включить его в сеть. Через 10–15 минут проверить правильность показаний прибора по буферным смесям с рН 1,68 и 9,18.

Собрать установку (рис. 8). В стакан (1) на 200 мл опустить магнитную мешалку (2) и налить 50 мл 0,1н хлорида магния. В раствор погрузить (на 2 см) термометр (3) и электроды (4 и 5) рН-метра (6). Бюретку (7) наполнить 1М щелочью.

Измерить рН исходного раствора в стакане, а затем, включив мешалку, определять рН, спустя минуту после каждого добавления щелочи. Вначале добавлять ее по каплям (до 0,5 мл суммарного объема, измеренного по бюретке), затем по 1,0 мл (до 4 мл) и, наконец, по 0,5 мл (до 7 мл).

На основании полученных данных построить кривую титрования хлорида магния щелочью в координатах «рН раствора – объем добавленной щелочи». Примерный ход кривой показан на рис. 9. Участок «аб» на этой кривой (с малым углом наклона) соответствует процессу осаждения гидроксида магния, а  – объем щелочи, пошедшей на образование данного осадка. Объясните, почему в точках «а» и «б» резко изменяется характер зависимости рН от V добавляемой щелочи.

О пределив по графику значение рН, при котором , рассчитать по формуле (как она получена?):

.

Сравнить найденное значение ПР с табличным. Объяснить возможное несовпадение этих величин.