МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра физической химии ОТЧЕТ по лабораторной работе №1 по дисциплине «Химия» Тема: Химические свойства кислот, оснований, солей. Студент гр. 012320 Зайцев.И.В. Преподаватель Васинога.В.В. Санкт-Петербург 2005 Цель работы: Ознакомление с методами получения оснований, кислот, солей и с их химическими свойствами. Основные теоретические положения Основания – это гидроксиды металлов, при диссоциации которых образуются гидроксид-ионы (ОН-) и основные остатки: Cu(OH)2↔Cu(OH)++OH–. Кислотность оснований определяется числом гидроксид-ионов в молекуле основания. Многокислотные основания диссоциируют ступенчато: Cu(OH)+↔Cu2++OH–. Названия оснований составляют из слова «гидроксид» и названия металла (KOH – гидроксид кальция) с указанием валентности, если металл образует несколько оснований, например: Fe(OH)2 - гидроксид железа (II), Fe(OH)3 - гидроксид железа (III). По растворимости в воде различают: основания, растворимые в воде – щелочи (гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов) и основания, нерастворимые в воде, например Cu(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3 и др. Химические свойства оснований: 1) Водные растворы щелочей изменяют окраску индикаторов: в их присутствии лакмус синеет, фенолфталеин становится малиновым, метилоранж – желтым. 2) Кристаллы щелочей при растворении в воде полностью диссоциируют, то есть распадаются на положительно заряженные ионы металла и отрицательно заряженные гидроксид-ионы. 2KOH+ H2SO4 → 2 H2O + K2SO4 3) Щёлочи могут взаимодействовать с растворимыми в воде солями. NiSO4 + 2 KOH → K2SO4 + Ni(OH)2 4) Нерастворимые основания взаимодействуют с щелочами Zn(OH)2 + 2 KOH → K2[Zn(OH)4] 5) Нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами образуя соль и воду Zn(OH)2+ H2SO4 → 2 H2O + ZnSO4 6) Растворимые соли взаимодействуют с щелочами Al2(SO4)3+6KOH → 3 K2SO4+ 2 Al(OH)3 Cr2(SO4)3 + 6 KOH → 3 K2SO4 + 2Cr(OH)3 Амфотерные гидроксиды проявляют как основные, так и кислотные свойства. К ним относятся, например, Al(OH)3, Zn(OH)2, Cr(OH)3 и др. Получение: Основания получают добавляя к раствору щёлочи раствор соли FeCl3 + 3KOH →3KCl + Fe(OH)3 Гидроксид меди можно получить из медного купороса и щёлочи СuSO4+2KOH → Cu(OH)2+K2SO4 Чтобы получить нерастворимое основание, следует к раствору соли соответствующего металла добавить раствор щёлочи. MgSO4 + 2KOH → K2SO4 + Mg(OH)2 Кислоты – это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются ионы водорода ( Н ) и анионы кислотных остатков H2CO3 ↔ H HCO ; HCO↔ H CO2 По наличию кислорода в своем составе кислоты делятся на бескислородные (например, HCl, HBr, H2S) и кислородосодержащие (например, HNO3, H2SO4 , H3PO4) Химические свойства кислот: 1) В растворах кислот индикаторы меняют свою окраску: лакмус и метилоранж – краснеют, фенолфталеин – обесцвечиваеться. 2) Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими левее водорода в электрохимическом ряду напряжений (ряд активностей металлов), образуют соли и выделяют водород. 2 Al 3H2SO4разбавл. →Al2 (SO4 )3 3H 2 3) Водород не выделяется при взаимодействии металлов азотной и концентрированной серной кислотами. 4) Взаимодействуют с основаниями. Cu(OH)2+H2SO4 → 2 H2O + CuSO4 Mg(OH)2+H2SO4 → 2 H2O+MgSO4 Соли – электролиты, при диссоциации которых образуются катионы основных остатков и анионы кислотных остатков. Соли делятся на средние, кислые, основные. Средние соли, например, Na2CO3, Ca3(PO4)2, K2SO3, можно рассматривать как продукты полного замещения катионов водорода в кислоте катионами металла или как продукты полного замещения гидроксогрупп основания кислотными остатками. Уравнения диссоциации средних солей можно записать так: K3PO4 3K PO3 ; NH4Cl NH Cl Кислые соли – продукты неполного замещения катионов водородамногоосновных кислот катионами металла. Их образуют только многоосновные кислоты. Кислыми солями являются, например, NaHCO3 ,Ca(H2PO4 )2 , KHSO3 . Диссоциацию кислой соли можно выразить уравнением NaHCO3 Na HCO . Основные соли по составу являются продуктами неполного замещения гидроксогрупп основания кислотными остатками. Основные соли, например (CuOH)2 CO3, AlOH(NO3 )2 , FeOHCl , образуются только многокислотными основаниями. Диссоциация основной соли выражается уравнением: MgOHCl MgOH Cl Химические свойства солей: 1) Соли являются электролитами. NaCl→Na++Cl− 2) Растворимые в воде соли могут вступать в реакцию обмена с другими растворимыми в воде солями, если в результате образуется хотя бы одно практически нерастворимое вещество. Na2SO4+ BaCl2 → 2 NaCl + BaSO4 Na2CO3+CaCl2 CaCO3+ 2NaCl 3) Некоторые соли при нагревании разлагаются. CaCO3⇄CaO+CO2↑ Получение солей: Образуются при взаимодействии щелочей с растворимыми в водесолями. CoCl2+ KOH CoOHCl + KCl Образуются при взаимодействии щелочей с солями. CoOHCl+KOH Co(OH)2+ KCl Образуются при взаимодействии избытка основания с кислотой. CoOHCl + H2SO4 → CoSO4 + HCl +H2O Протокол наблюдений Лабораторная работа № 1 «Химические свойства кислот, оснований, солей» Выполнил: № опыта 1.12 2.5 1.14 1.16 1.18 _________________________________ Реакция Наблюдение СuSO4+2KOH Cu(OH)2+K2SO4 Выпал синий осадок FeCl3 + 3KOH → 3KCl + Fe(OH)3 Выпал коричневый осадок MgSO4 + 2KOH → K2SO4 + Mg(OH)2 Выпал белый осадок Cu(OH)2+H2SO4 → 2 H2O + CuSO4 Осадок растворился Mg(OH)2+H2SO4 → 2 H2O+MgSO4 Осадок растворился 2Fe(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Fe2(SO4)3 Осадок растворился 2KOH+ H2SO4 → 2 H2O + K2SO4 Раствор обесцветился NiSO4 + 2 KOH → K2SO4 + Ni(OH)2 Выпал светло-зелёный осадок Ni(OH)2+ H2SO4 → 2 H2O + NiSO4 Осадок растворился ZnSO4+ 2 KOH→ K2SO4 + Zn(OH)2 Выпал белый осадок Zn(OH)2+ H2SO4 → 2 H2O + ZnSO4 Осадок растворился Zn(OH)2 + 2 KOH → K2[Zn(OH)4] Осадок растворился Cr2(SO4)3 + 6 KOH → 3 K2SO4 + 2Cr(OH)3 Выпал тёмно-зелёный осадок 2Cr(OH)3+ 3 H2SO4 → 6 H2O + Cr2(SO4)3 Осадок растворился Cr(OH)3 + KOH → 2 H2O + KCrO2 Раствор обесцветился Al2(SO4)3+6KOH → 3 K2SO4+ 2 Al(OH)3 Выпал белый осадок 2Al(OH)3+3H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3 Осадок растворился Al(OH)3 + KOH → 2 H2O + KAlO2 Осадок растворился № опыта Реакция Na2SO4+ BaCl2 → 2 NaCl + BaSO4 Наблюдение Выпал белый осадок 2.8 Na2CO3+CaCl2 CaCO3+ 2NaCl Выпал белый осадок CoCl2+ KOH CoOHCl + KCl Выпал синий осадок CoOHCl+KOH Co(OH)2+ KCl Осадок растворился CoOHCl + H2SO4 → CoSO4 + HCl +H2O Раствор окраситься в розовый цвет 1.19 2.12 2.13 Опыт фенолфталеин метилоранж Лакмус 1.13 KOH Малиновый Жёлтый Тёмно-синий 2.3 H2SO4 Бесцветный Красный Малиновый Обработка Результатов Опыт № 1.12 СuSO4+2KOH Cu(OH)2+K2SO4 FeCl3 + 3KOH → 3KCl + Fe(OH)3 MgSO4 + 2KOH → K2SO4 + Mg(OH)2 Опыт № 2.5 Cu(OH)2+H2SO4 → 2 H2O + CuSO4 Mg(OH)2+H2SO4 → 2 H2O+MgSO4 2Fe(OH)3 + 3 H2SO4 → 6 H2O + Fe2(SO4)3 Опыт № 1.14 2KOH+ H2SO4 → 2 H2O + K2SO4 Опыт № 1.16 NiSO4 + 2 KOH → K2SO4 + Ni(OH)2 Ni(OH)2+ H2SO4 → 2 H2O + NiSO4 Опыт № 1.18 ZnSO4+ 2 KOH→ K2SO4 + Zn(OH)2 Zn(OH)2+ H2SO4 → 2 H2O + ZnSO4 Zn(OH)2 + 2 KOH → K2[Zn(OH)4] Опыт № 1.19 Cr2(SO4)3 + 6 KOH → 3 K2SO4 + 2Cr(OH)3 2Cr(OH)3+ 3 H2SO4 → 6 H2O + Cr2(SO4)3 Cr(OH)3 + KOH → 2 H2O + KCrO2 Al2(SO4)3+6KOH → 3 K2SO4+ 2 Al(OH)3 2Al(OH)3+3H2SO4 → 6 H2O + Al2(SO4)3 Al(OH)3 + KOH → 2 H2O + KAlO2 Опыт № 2.8 Na2SO4+ BaCl2 → 2 NaCl + BaSO4 Na2CO3+CaCl2 CaCO3+ 2NaCl Опыт № 2.12 CoCl2+ KOH CoOHCl + KCl Опыт № 2.13 CoOHCl+KOH Co(OH)2+ KCl CoOHCl + H2SO4 → CoO4S + HCl +H2O Вывод Выполнив данную лабораторную работу, мы на опытах доказали некоторые свойства оснований, солей и кислот, а также провели опыты с получением данных соединений. Один из способов получения основания это добавление к раствору соли соответствующего металла добавить раствор щёлочи. У оснований есть ряд свойств: они взаимодействуют с кислотами, образуя соль и воду; реагируют с растворимыми в воде солями, с получением нерастворимого основания (наблюдали выпадения осадка). Чтобы определить, является ли раствор щелочью, можно использовать такие индикаторы, как фенолфталеин, который окрашивает жидкость в малиновый цвет, и метилоранж, который желтеет в щелочных растворах. Лакмус окрашивается в темно-синий цвет при взаимодействии с щелочами. Наблюдая за опытами с кислотами, мы отметили, что они реагируют с основаниями, образуя соль и воду (при этом осадок растворяется). Фенолфталеин не меняет цвет жидкости при взаимодействии с кислотами, а метилоранж окрашивает жидкость в красный цвет. Лакмус кислоты окрашивает в малиновый. Соли образуются при взаимодействии щелочи с растворимыми в воде солями. К свойствам солей можно отнести: взаимодействие растворимой соли с другой, при этом в результате должно получатся хотя бы одно практически нерастворимое вещество; взаимодействие с щелочами растворимых в воде солей.
