2020-09-24
349Сравнение силы кислот и оснований
Оп1. Налейте в две пробирки по 5 капель разбавленных растворов соляной и уксусной кислот и внесите в них по одной грануле цинка. Отметьте интенсивность выделения газа.
Через 1–2 мин в пробирку с соляной кислотой и цинком добавьте немного кристаллического ацетата натрия. Что наблюдается?
Оп2. Приготовьте три пробирки. Поместите в одну пробирку 3 капли разбавленного раствора гидроксида натрия, во вторую – 3 капли разбавленного раствора аммиака, в третью – 3 капли разбавленного раствора аммиака и кристаллический хлорид аммония.
Во все пробирки прилейте по 2 капли раствора сульфата магния. Что наблюдается?
Оп3. С помощью рН-метра определите рН дистиллированной воды и разбавленных растворов уксусной кислоты и аммиака.
Добавьте немного кристаллического ацетата натрия к уксусной кислоте и хлорида аммония к раствору аммиака. Как изменяется рН растворов?
Вопросы и задания. Какой газ выделяется в Оп1? Объясните изменение интенсивности его выделения.
|
|
|
Почему в Оп2 в одной из пробирок осадок не образуется? Объясните наблюдаемое явление на основании изменения концентрации гидроксид-ионов.
Объясните изменение рН в Оп3.
Напишите уравнения протолиза для использованных кислот и оснований. Чем различаются процессы протолиза в растворах сильных и слабых кислот и оснований?
Что такое буферные растворы? Какие вещества используют для их приготовления? Можно ли считать буферными растворы, полученные в Оп3?
Обратимый гидролиз солей
Состояние равновесия при обратимом гидролизе средних солей
Используя рН-метр, определите значение рН в растворах солей:
· сульфида натрия;
· карбоната натрия;
· сульфита натрия;
· сульфата натрия;
· сульфата цинка(II);
· хлорида алюминия;
· хлорида аммония.
Вопросы и задания. Укажите, какие соли подвергаются гидролизу, и объясните, почему.
Приведите название, выражение и значение для соответствующих констант протолитических равновесий.
Сопоставьте результаты эксперимента с рассчитанным по справочным данным значением рН, предполагая, что концентрация солей в растворе равна 0,1 моль/л.
Рассчитайте степень протолиза в растворе каждой соли при этой же концентрации.
Состояние равновесия при обратимом гидролизе кислых солей
Используя рН-метр, определите значение рН в растворах солей:
· гидрокарбоната натрия;
· гидроортофосфата натрия;
· дигидроортофосфата натрия.
Вопросы и задания. Используя соответствующие константы протолитических равновесий, определите, какие свойства (кислотные или основные) преобладают у амфолитов, образующихся при диссоциации кислых солей. Сравните полученные результаты с результатами эксперимента.
|
|
|
Лабораторная работа 4. Протолитические равновесия. Гидролиз (часть 2)
Ход выполнения работы
Смещение ионного равновесия обратимого гидролиза
Влияние температуры при постоянной концентрации.
П1. Внесите в пробирку 2–3 капли раствора ацетата натрия и добавьте одну каплю раствора фенолфталеина. Нагрейте раствор до 90–100°С и наблюдайте появление розовой окраски.
Затем охладите пробирку с раствором под струей холодной водопроводной воды до обесцвечивания окраски раствора.
Вопросы и задания. Как меняется рН раствора при изменении температуры, если известно, что переход окраски индикатора фенолфталеина происходит в интервале рН = 8–10. Как влияет нагревание (охлаждение) на смещение равновесия протолиза? По результатам проделанного опыта сделайте вывод о тепловом эффекте реакции протолиза (эндо- или экзотермический процесс).
Влияние аналитической концентрации вещества в растворе при постоянной температуре.
П2. В пробирку внесите 3–4 капли разбавленного раствора хлорида аммония (с 0 = 0,01 моль/л). С помощью рН-метра определите значение рН.
Затем добавьте немного твердого хлорида аммония до образования насыщенного раствора. Как изменяется рН раствора?
Вопросы и задания. Почему при добавлении твердой соли изменяется рН раствора? Каково влияние аналитической концентрации вещества на равновесие протолиза? Постройте графики зависимости рН и степени протолиза от концентрации хлорида аммония.
Влияние добавления одноименного иона среды протолиза (при постоянных температуре и концентрации).
П3. В пробирке с водой растворите 2–3 кристалла хлорида железа(III). Добавьте по каплям концентрированную серную кислоту (раствор при этом сильно разогревается).
Охладите пробирку с раствором под струей холодной водопроводной воды до комнатной температуры. Как изменяется окраска раствора по сравнению с первоначальной?
Вопросы и задания. Сделайте вывод о причине обесцвечивания раствора, учитывая, что желтый цвет раствора соли железа(III) обусловлен наличием значительного количества ионов FeOH2+, а гидратированный катион Fe3+.H2O почти бесцветен.
Будет ли наблюдаться обесцвечивание раствора, если приливать концентрированную хлорную кислоту?
4.2.4.Химическое растворение металлов в водных растворах гидролизующихся солей
П1. Внесите в пробирку 4–5 капель концентрированного раствора хлорида алюминия. Опустите в пробирку гранулу цинка. Нагрейте раствор. Что наблюдается?
П2. В пробирку с концентрированным раствором ортофосфата натрия (4–5 капель) внесите гранулу алюминия и нагрейте пробирку со смесью. Что наблюдается?
Вопросы и задания. Какой газ выделяется в этих опытах? Какие окислительно-восстановительные реакции могут идти в растворах солей, подвергающихся гидролизу, при внесении металлов, расположенных в электрохимическом ряду напряжений до водорода? Почему?
Объясните, зачем для успешного выполнения опытов надо брать концентрированные растворы солей и использовать нагревание.
Необратимый гидролиз
Внимание, работать в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!
П1. Внесите в пробирку 3 капли раствора хлорида алюминия и прилейте равный объем раствора сульфида натрия. Наблюдайте образование осадка и выделение газа. Отметьте их окраску.
Поднесите к отверстию пробирки полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором сульфата меди(II). Отметьте изменение окраски.
П2. Внесите в пробирку 3 капли раствора сульфата хрома(III)-калия и прилейте равный объем раствора сульфида натрия. Наблюдайте выпадение осадка и выделение газа. Отметьте их окраску.
|
|
|
Поднесите к отверстию пробирки полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором сульфата меди(II). Отметьте изменение окраски.
Вопросы и задания. Каков состав осадка в первой и второй пробирках? Какое вещество образуется на полоске фильтровальной бумаги?
Можно ли получить сульфид алюминия и сульфид хрома(III) обменной реакцией в водном растворе?
Как будет взаимодействовать с водой сульфид алюминия состава Al2S3, полученный непосредственным взаимодействием простых веществ (алюминия и серы)?
Лабораторная работа 4. Протолитические равновесия. Гидролиз (часть 3)
Изучение протолитических свойств уксусной кислоты pH-метрическим методом. Закон разбавления Оствальда
Оборудование, материалы и посуда: pH-метр-иономер, комбинированный стеклянный электрод, химические стаканы на 50 мл, мерные колбы, промывалки с дистиллированной водой, градуированные пипетки на 10 мл, фильтровальная и миллиметровая бумаги.
Реактивы: фиксанал уксусной кислоты или раствор, приготовленный в п. 3.3.
Ход выполнения работы
1. Приготовьте последовательным разбавлением серию из трех растворов уксусной кислоты так, чтобы ее аналитическая концентрация приняла значения, отличающиеся друг от друга в 10, 100 и 1000 раз.
2. При помощи pH-метра-иономера измерьте значения pH приготовленных растворов. Рассчитайте степень протолиза и константу кислотности, сделайте вывод об их взаимосвязи и наличии зависимости их от концентрации кислоты в растворе. Результаты занесите в таблицу.
| Разворот лабораторного журнала | |||||||
| № п/п | Исследуемое вещество (CH3COOH) | c 0, моль/л | Результаты измерения pH | c 0, моль/л |
α |
Ka | |
| [H3O]+ | [OH]– | ||||||
3. Постройте на миллиметровке графики зависимости pH раствора от аналитической концентрации c0 и степени протолиза α от c0. Каковы предельные значения pH и α при бесконечном разбавлении раствора? Дайте грамотный ответ.
|
|
|
4. Из полученных значений рассчитайте константу кислотности уксусной кислоты. Сравните полученную константу кислотности со справочной величиной.
