Методические материалы проф. Рыбальченко В.С. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. Ионные равновесия в растворах электролитов. Электролитическая диссоциация. I. Разделы теоретического курса для повторения. Отличие свойств растворов солей, кислот и оснований от свойств растворов неэлектролитов. Изотонический коэффициент. Основные положения теории электролитической диссоциации. Диссоциация кислот, оснований, средних, кислых и основных солей. Ступенчатая диссоциация. Факторы, влияющие на процесс электролитической диссоциации. Степень и константа диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Закон разбавления Оствальда. Ионные равновесия в растворах слабых электролитов. Уравнения реакций в растворах электролитов в полной и сокращенной ионномолекулярных формах. Условия практической необратимости реакций ионного обмена. Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации. Амфотерные гидроксиды. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков. II. Вопросы и упражнения. 1. Напишите в полной и сокращенной ионно-молекулярных формах уравнения реакций, представленных следующими схемами: AgCH3COO + KCl →; NH4OH + H2SO4→; CaCl2 + Na3PO4 →; Na2SO4 + Ba(OH)2 →; Na2S + HCl →; 2. Составьте уравнения реакций в молекулярной форме, которые будут соответствовать следующим уравнениям в сокращенной ионно-молекулярной форме: FeO 2H Fe2 H O 2 2 Ba 2 SO BaSO ; 4 4 Cu2 S 2 CuS ; 1 Методические материалы проф. Рыбальченко В.С. 3. Какие из приведенных ниже реакций протекают практически до конца? Запишите уравнения в полной и сокращенной ионномолекулярной формах. Укажите причину, определяющую практическую необратимость каждой реакции. Cu(OH )2 H2SO4 ; HCN KOH ; CaCl2 + AgNO3 →; Ba (OH ) NaCl ; Ca(NO3)2 + HCl → FeSO HCl ; 2 4 4. Определите, в какую сторону смещается равновесие в реакциях: КCN + CH3COOH CH3COOК + НCN NH4OH + H+ NH4+ + H2O ? K HCN 8,0 10 10 K CH COOH 3 =2,0*10-5 =2,0*10-5 NH OH 4 K =1,8*10-16 H O 2 K 5. Произведение растворимости бромида серебра при 250С равно 4,0∙10-13 . Вычислите концентрацию ионов серебра в насыщенном растворе AgBr. Ответ: 6,3∙10-7 моль/л. III. Экспериментальная часть. § 1 Сравнение химической активности электролитов. Поместите в две пробирки по одной грануле цинка и добавьте в одну из пробирок разбавленный раствор соляной кислоты, а в другую - раствор уксусной кислоты той же концентрации. Обе пробирки нагрейте на газовой горелке до кипения и дайте немного постоять. Сравните интенсивность протекания химических реакций. Какая кислота более энергично взаимодействует с цинком? Объясните наблюдаемое явление, используя понятие «сила электролита». 2 Методические материалы проф. Рыбальченко В.С. §2. Влияние сильного электролита, содержащего одноименный ион, на диссоциацию слабого электролита (смещение равновесия процесса диссоциации) В пробирку налейте разбавленный раствор аммиака и добавьте 2-3 капли раствора фенолфталеина. Как изменился цвет раствора? Окрашенный раствор разделите на две части. Одну оставьте для сравнения, а в другую добавьте немного твердого хлорида аммония и хорошо размешайте. Объясните изменение цвета раствора. Для этого напишите: уравнение процесса диссоциации гидроксида аммония; выражение для константы диссоциации гидроксида аммония; уравнение процесса диссоциации хлорида аммония; На основании принципа Ле-Шателье и выражения для константы диссоциации, написанного для равновесия процесса диссоциации гидроксида аммония, сделайте вывод о влиянии сильного электролита, содержащего одноименный ион на степень диссоциации слабого электролита. §3. Реакции обмена в растворах электролитов. а) Реакции, протекающие с образованием осадков. С помощью таблицы растворимости (см. приложение) выберите, из числа имеющихся на рабочем столе, реактивы, которые можно использовать для осаждения ионов Ca2+, Zn2+, Fe3+ в виде каких-либо нерастворимых соединений. Проделайте эти опыты. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионномолекулярной формах. Укажите цвета образующихся осадков. б) Реакции, протекающие с образованием газообразных веществ. В пробирку налейте раствор карбоната натрия и добавьте несколько капель соляной кислоты. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионно-молекулярной формах. 3 Методические материалы проф. Рыбальченко В.С. При этом учтите, что в результате образуется нестойкая угольная кислота, разлагающаяся с образованием углекислого газа и воды. Объясните причину, определяющую практическую необратимости данной реакции ионного обмена. в) Реакции, протекающие с образованием слабых электролитов. В пробирку налейте раствор ацетата натрия и добавьте несколько капель разбавленного раствора соляной кислоты. Один из образующихся при реакции продуктов обнаруживается по характерному запаху. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах. В пробирку налейте раствор хлорида аммония и добавьте несколько капель разбавленного раствора щелочи. Образующийся гидроксид аммония обнаруживается по характерному запаху аммиака. Напишите уравнение реакции раствора хлорида аммония с раствором щелочи в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Налейте в пробирку раствор соли алюминия и добавьте по каплям разбавленный раствор гидроксида натрия до образования осадка. Внимание! Избегайте избытка раствора щелочи, приводящего к растворению первоначально выпавшего осадка. Разделите полученный осадок на две части. К одной части добавьте разбавленный раствор любой сильной кислоты, а к другой – избыток раствора щелочи до исчезновения осадков. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах, учитывая, что при действии на соль алюминия избытком щелочи часто образуется растворимый в воде тетрагидроксоалюминат натрия Na[Al(OH)4]. Перечислите все условия, при которых реакции ионного обмена протекают практически до конца. 4