Instrukcja do ćwiczenia RÓWNOWAGI JONOWE W ROZTWORACH

„Podstawy chemii nieorganicznej i analitycznej”
Instrukcja do ćwiczenia
RÓWNOWAGI JONOWE W ROZTWORACH WODNYCH.
ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI.
1.1. Jony w roztworze. Strącanie osadów trudno rozpuszczalnych.
Biorąc po kilka kropli roztworów odpowiednich związków chemicznych wykonać
reakcje zgodnie z podanym poniżej schematem. Reakcje przeprowadzić przy użyciu płytek do
reakcji kroplowych.
Reakcje z wybranymi odczynnikami
Badany związek
0,1M NaOH
0,1M AgNO3
0,1M BaCl2
Fe2(SO4)3
CuCl2
Zanotować wyniki doświadczeń. Napisać jonowe równania zachodzących reakcji.
Sformułować wnioski z przeprowadzonych doświadczeń.
1.2. Elektrolity i nieelektrolity.
Zmierzyć przewodność wymienionych poniżej roztworów. Roztwory mocznika
i chlorku sodu należy przygotować rozpuszczając około 0,5 g tych substancji w 50 cm3 wody
destylowanej. W przypadku kwasu solnego i wodorotlenku sodu należy do 50 cm3 wody
dodać po 5 kropli roztworów tych substancji o stężeniu 2 mol/dm3 i wymieszać. Przed
przystąpieniem do pomiarów należy zapoznać się z instrukcją obsługi konduktometru.
a) wody destylowanej,
b) wody wodociągowej,
oraz wodnych roztworów następujących substancji:
c) mocznika, CO(NH2)2, (ok. 0,5g / 50cm3 wody),
d) kwasu solnego, HCl, (5 kropli 2M / 50cm3 wody),
e) wodorotlenku sodu, NaOH, (5 kropli 2M / 50cm3 wody),
f) chlorku sodu, NaCl, (0,5g / 50cm3 wody).
Wyjaśnić przyczynę różnicy przewodności badanych substancji. Napisać odpowiednie reakcje
dysocjacji. Na jakie dwie grupy można podzielić badane substancje? Sformułować wnioski z
przeprowadzonych doświadczeń.
1
„Podstawy chemii nieorganicznej i analitycznej”
1.3. Wpływ stężenia słabego elektrolitu na stopień dysocjacji.
Zmierzyć, przy użyciu pehametru (przed przystąpieniem do pomiarów zapoznać się z
instrukcją obsługi przyrządu), wartości pH roztworów słabego elektrolitu:
a) 0,10M CH3COOH,
b) 0,01M CH3COOH,
c) 0,001M CH3COOH.
Roztwór 0,01M CH3COOH sporządzić z roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,10M w
następujący sposób: za pomocą pipety pobrać (przy pomocy gumowej gruszki) 5cm3 roztworu
kwasu i przenieść ilościowo do kolby miarowej o pojemności 50cm3 (należy przy tym
pamiętać, że pipety są kalibrowane „na wylew”, co oznacza, że nie należy nigdy
wydmuchiwać resztek roztworu z końcówki pipety), roztwór dopełnić wodą destylowaną do
kreski znajdującej się na szyjce kolby i wymieszać. Podobnie postępować przy sporządzaniu
roztworu kwasu octowego o stężeniu 0,001M, dziesięciokrotnie rozcieńczając przygotowany
wcześniej roztwór o stężeniu 0,01M.
Na podstawie uzyskanych wartości pH obliczyć stopień dysocjacji kwasu octowego w
badanych roztworach. Obliczyć wartości pH kwasu solnego o identycznych stężeniach.
Otrzymane wyniki zestawić w tabeli:
CH3COOH
stężenie
[mol/dm3]
zmierzona
wartość pH
obliczony stopień
dysocjacji
HCl
obliczona
wartość pH
0,10
0,01
0,001
Porównać zmierzone wartości pH roztworów kwasu octowego z obliczonymi dla kwasu
solnego o identycznych stężeniach. Jaki jest wpływ stężenia słabego elektrolitu, jakim jest
kwas octowy, na stopień dysocjacji? Sformułować wnioski z przeprowadzonych
doświadczeń.
1.4. Badanie hydrolizy wybranych soli.
Do czterech probówek pobrać około 1cm3 roztworów następujących soli: a) NH4Cl,
b) CH3COONH4, c) NaHCO3, d) Na2CO3. W piątej probówce umieścić około 1cm3 buforu
fosforanowego o pH = 7,0 jako próbkę porównawczą.
2
„Podstawy chemii nieorganicznej i analitycznej”
Do każdej próbówki dodać po 2 krople roztworu błękitu bromotymolowego jako wskaźnika
pH i zaobserwować zabarwienie roztworów. Wiedząc, że wskaźnik ten poniżej pH 6 jest
zabarwiony na żółto, a powyżej pH 7,6 — na niebiesko, określić odczyn każdej soli
w stosunku do próbki porównawczej. Napisać reakcje hydrolizy badanych soli. Jaki odczyn
powinny wykazywać te sole? Wnioski porównać z wynikami uzyskanymi w doświadczeniu.
Wyjaśnić różnice w wynikach doświadczeń zaobserwowane dla roztworów Na2CO3
i NaHCO3. Dlaczego odczyn roztworu CH3COONH4 jest obojętny, mimo że sól ta ulega
procesowi hydrolizy? Sformułować wnioski z przeprowadzonych doświadczeń.
1.5. Zależność rozpuszczalności substancji od temperatury
W próbówce umieścić po 5 kropli roztworów 0,3M Pb(NO3)2 i 2M HCl. Poczekać chwilę aż
wytrącony osad osiądzie na dnie próbówki i za pomocą pipetki oddzielić roztwór znad osadu.
W drugiej próbówce wykonać reakcję pomiędzy 0,3M Pb(NO3)2 i 0,5M K2CrO4 rozdzielając
w analogiczny sposób osad od roztworu.
Do próbówek z osadami wlać znaczną ilość wody destylowanej i ogrzewać na łaźni
wodnej, okresowo wstrząsając. Podać wyniki obserwacji. Zapisać jonowo równania
przebiegających reakcji. Co obserwuje się po oziębieniu roztworów? Sformułować wnioski z
przeprowadzonych doświadczeń.
1.6. Rozpuszczanie osadów wodorotlenków amfoterycznych w kwasach i zasadach.
a) W dwóch próbówkach umieścić po 5 kropli roztworu 0,3M Pb(NO3)2. Do obu próbówek
dodać ostrożnie po 2 krople roztworu 2M NaOH, wytrącając w ten sposób osad. Na zawartość
jednej próbówki podziałać następnie nadmiarem roztworu NaOH, zaś do drugiej dodać
roztworu 2M HNO3.
b) W dwóch próbówkach umieścić po 5 kropli roztworu 0,3M Cr(NO3)3. Do obu próbówek
dodać ostrożnie po 2 krople roztworu 2M NaOH, wytrącając w ten sposób osad. Na zawartość
jednej próbówki podziałać następnie nadmiarem roztworu NaOH, zaś do drugiej dodać
roztworu 2M HNO3.
Opisać i wyjaśnić zjawiska obserwowane w obu doświadczeniach. Napisać odpowiednie
równania zachodzących reakcji w formie drobinowej.
1.7. Badanie kolejności strącania osadów
W dużej próbówce umieścić po 5 kropli roztworów 0,5M NaCl i 0,5M K2CrO4. Dolać wody
destylowanej do 2/3 objętości próbówki i wymieszać. Dodawać kroplami roztwór 0,lM
3
„Podstawy chemii nieorganicznej i analitycznej”
AgNO3. Obserwować kolejność strącania osadów. W oparciu o definicję iloczynu
rozpuszczalności, porównanie wartości iloczynów rozpuszczalności i rozpuszczalności
strącanych
osadów
wyjaśnić
przebiegające
zjawiska.
Sformułować
wnioski
z
przeprowadzonych doświadczeń.
Materiały opracowane na podstawie skryptu I. Gorzkowska, J. Kościelny, M. Milczarek, J. Zachara, Z. Gontarz,
Laboratorium chemii ogólnej i nieorganicznej, Wydział Chemiczny PW, Warszawa 2000
4