Лабораторная работа №5. &quot

Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
Водородный показатель. Гидролиз солей.
I. Разделы теоретического курса для повторения.
Диссоциация воды. Константа диссоциации воды. Ионное
произведение воды. Нейтральная, кислая и щелочная среда.
Водородный показатель. Гидроксильный показатель. Активность
ионов, коэффициент активности. Индикаторы. Окраска наиболее
распространенных индикаторов в различных средах.
Сольволиз. Гидролиз. Гидролиз солей. Типичные случаи
гидролиза солей. Степень гидролиза и константа гидролиза. Связь
констант гидролиза солей с константами диссоциации слабых
электролитов, образующих эти соли. Влияние температуры и
концентрации на степень гидролиза. Смещение равновесия
процесса гидролиза. Ступенчатый гидролиз. Случаи необратимого
гидролиза.
II. Вопросы и упражнения.
1. Что такое водородный показатель среды?
2. Напишите выражения для константы диссоциации воды и
ионного произведения воды. Какие значения они имеют?
3. Вычислите величины, обозначенные знаком вопроса:
[H+] = 4,5 ∙ 10-9 моль/л;
[OH-] = ?;
pH = ?;
pOH= ?
-12
+
[OH ] = 10 моль/л;
[H ] = ?;
pH = ?;
pOH= ?
-5
+
[OH ] = 6,8 ∙ 10 моль/л;
[H ] = ?
pH = ?;
рOH= ?
+
-3
[H ] = 10 моль/л;
[OH ] = ?;
pH = ?;
pOH= ?
+
pH=2.1;
[H ]= ?;
[OH ]= ?; pOH= ?
4. Исходя из величин [H+] или [OH-] в моль/л, а также
величины рН, расположите растворы в порядке возрастания
их щелочности:
I) [H+] = 10-6 моль/л 2) [OH-] = 10-7 моль/л 3) рН = 4,5
4) Н = 4,7
5) рН = 7,8
6) [OH-]=10-6 моль/л
5. Водородный показатель некоторого раствора равен 11.
Чему равна масса в граммах гидроксида натрия, которая
содержится в растворе этого вещества объемом 5 л?
Коэффициент активности примите равным 1. Ответ: 0,2 г.
1
Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
6. Водородный показатель некоторого раствора равен 4. Во
сколько раз количество ионов Н+ больше количества ионов
ОН- в этом растворе?
7. Укажите, какие из приведенных ниже солей подвергаются
гидролизу: Na2SO4, CuCl2, K2S, NaBr. Для выбранных солей
составьте уравнения реакций гидролиза в молекулярной и
ионно-молекулярной формах.
8. Напишите уравнения реакций гидролиза следующих солей
в молекулярной и ионно- молекулярной формах:
Mg(CH3COO)2, K3PO4, FeCl3, CuSO4, Al2S3, Cr2(CO3)3, KClO
Какие из приведенных солей гидролизуются практически
полностью?
III. Экспериментальная часть
§1. Определение реакции среды колориметрическим методом.
а) Определение реакции среды с помощью растворов
индикаторов.
В отдельные пробирки поместите разбавленные растворы
хлороводородной кислоты, гидроксида натрия, карбоната натрия,
хлорида алюминия. Испытайте реакцию среды в этих растворах
сначала с помощью раствора индикатора фенолфталеина, а затем
и индикатора метилоранжа. По окраске индикаторов определите
реакцию среды в исследуемых растворах.
Чем вызвано нарушение ионного равновесия воды в
растворах карбоната натрия и хлорида алюминия? Напишите
уравнения реакций гидролиза этих солей в молекулярной и ионномолекулярной формах.
б) Определение реакции среды с помощью универсальной
индикаторной бумаги.
По капле испытуемых растворов нанесите так же на
отдельные полоски универсальной индикаторной бумаги и, по
прилагаемой на упаковке индикаторной бумаги цветной шкале,
определите величину рН среды.
Результаты испытаний оформите в виде таблицы:
2
Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
Определение реакции среды и величины водородного
показателя среды некоторых растворов
колориметрическим методом.
Испытуемый
раствор
Окраска
индикатора
фенолМетилфталеин
оранж
Реакция
среды
Величина pH по
универсальной
индикаторной
бумаге
Хлороводородная
кислота
Гидроксид натрия
Карбонат натрия
Хлорид алюминия
§2. Определение рН среды потенциометрическим методом.
(Подготовка прибора к работе осуществляется лаборантом)
Получите у преподавателя задание и проведите
соответствующие измерения. Результаты, полученные при
определении рН среды потенциометрическим методом, занесите в
тетрадь.
Порядок измерения величины рН растворов ( для прибора рН-121).
1. В чистый стаканчик (объем 50 мл) налейте 20-25 мл
исследуемого раствора в соответствии с заданием.
2. Погрузите электроды в исследуемый раствор.
3. Нажмите кнопку “1-14”, а затем кнопку "рН" и определите
значение рН по грубой шкале.
4. Нажмите кнопку соответствующего узкого диапазона. "I4", "4-9" или "9-14" и определите через 1-2 минуты точное
значение искомой величины рН (с точностью до сотых).
5. Электроды и термометр перед каждым погружением в
очередной исследуемый раствор тщательно промывают
дистиллированной водой из промывалки над кристаллизатором и
протирают фильтровальной бумагой.
§3. Влияние температуры на гидролиз.
Приготовьте в пробирке раствор ацетата натрия, растворив
один микрошпатель сухой соли в небольшом объеме воды.
Добавьте к полученному раствору 1-2 капли индикатора
фенолфталеина. Изменился ли цвет раствора? При каких
3
Методические материалы доц. Рыбальченко В.С.
значениях рН среды фенолфталеин бесцветен? ( Для ответа
воспользуйтесь
понятием
«интервал
перехода
окраски
индикатора» и данными таблицы "Важнейшие индикаторы"
учебника).
Полученный раствор нагрейте до кипения. Наблюдайте
появление розовой окраски. Пробирку с горячим раствором
охладите водопроводной водой под краном. Что наблюдается?
Объясните наблюдаемые явления.
Напишите уравнения реакции гидролиза раствора ацетата
натрия в молекулярной и ионно-молекулярной формах.
Сделайте вывод о влиянии температуры на гидролиз.
§ 4. Взаимное усиление гидролиза.
В пробирку налейте 3-5 капель раствора сульфата алюминия.
Какую реакцию среды имеет водный раствор этого вещества?
Добавьте к имеющемуся раствору такой же объем раствора
карбоната натрия. Какую реакцию среды имеет водный раствор
карбоната натрия?
После смешивания растворов наблюдайте образование
белого осадка гидроксида алюминия и выделение пузырьков
углекислого газа.
Напишите уравнение реакции обмена, приводящей к
образованию карбоната алюминия. Какую информацию можно
получить об этой соли из таблицы растворимости?
Напишите уравнение протекающей практически полностью
реакции гидролиза карбоната алюминия.
§ 5. Растворение активного металла в продуктах
гидролиза.
В пробирку налейте 3-5 капель раствора сульфата меди.
Какую реакцию среды имеет водный раствор этого вещества?
Добавьте в раствор гранулу металлического цинка. Через 2-3
минуты можно заметить на поверхности цинка выделение меди и
пузырьков водорода.
Напишите уравнения реакций:
 взаимодействия сульфата меди с цинком,
 гидролиза сульфата меди,
 взаимодействие цинка с одним из продуктов
гидролиза.
4