ЛР1. 2588. Казаков. Химия. Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Химия Тема Химические свойства кислот, оснований, солей. Студент гр. 2588 Казаков А. А

• Название: Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Химия Тема Химические свойства кислот, оснований, солей. Студент гр. 2588 Казаков А. А
• Дата: 30.10.2022
• Размер: 42.6 Kb.
• Имя файла: ЛР1. 2588. Казаков. Химия.docx
• Тип: Отчет; #762351

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра физический химии


отчет

по лабораторной работе №1

по дисциплине «Химия»

Тема: Химические свойства кислот, оснований, солей.

Студент гр. 2588		Казаков А.А.
Преподаватель		Завьялова А.Ю.

Санкт-Петербург

2022

Цель работы:
Изучение химические свойства кислот, оснований, солей.
Основные теоретические положения:
Основания (NaOH, Fe(OH)₂, Cu(OH)₂)  это гидроксиды металлов, при диссоциации которых образуются гидроксид-ионы (ОН ) и основные остатки:
Cu(OH)₂ ⇄ (CuOH)⁺  OH⁻
Кислоты – это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются ионы водорода ( Н⁺ ) и анионы кислотных остатков:
H₂CO₃ ⇄ H⁺ + ;

⇄ H⁺ + ;
Соли (Na₂CO₃, KHSO₃ Ca(H₂PO₄)₂) – электролиты, при диссоциации которых образуются катионы основных остатков и анионы кислотных остатков
Классификация оснований:

Признак классификации:	Группы оснований:	Примеры:
Растворимость в воде:	- Растворимы (щелочи) - Нерастворимые	- NaOH, Ba(OH)₂ - Cu(OH)₂, Fe(OH)₃
Степень электролитической диссоциации	- Сильные - Слабые	- Щелочи - Нерастворимые р-ры аммиака NH₄OH
Кислотность (число гидроксогрупп)	- Однокислотные - Двухкислотные - Трёхкислотные	- KOH, NaOH - Ba(OH)₂ - Al(OH)₃

Классификация кислот:

Признаки классификации	Группы кислот	Примеры
Наличие кислорода в кислотном остатке	- Кислородные - Бескислородные	- H₃PO₄, H₂PO₄ - HBr, H₂S
Основность	- Одноосновные - Многоосновные	- HNO₃, HCl - H₂SO₄, H₃PO₄
Растворимость в воде	- Растворимые - Нерастворимые	- HNO₃, HCl - H₂SiO₃
Летучесть	- Летучие - Нелетучие	- H₂S, HCl - H₂SO₄, H₃PO₄
Степень диссоциации	- Сильные - Слабые	- HNO₃, HCl - H₂SO₃, H₂CO₃
Стабильность	- Стабильные - Нестабильные	- H₂SO₄, HCl - H₂SO₃, H₂CO₃

Классификация солей:

Название солей класса	Признак класса	Примеры
Средние	Полное замещение атомов водорода в кислоте на металл	AlCl₃
Кислые	Неполное замещение атомов водорода в кислоте на металл	KHSO₄
Основные	Неполное замещение ОН-групп на кислотный остаток	FeOHCl
Двойные	Содержат два разных металла и один кислотный остаток	CAl(SO₄)₂
Смешанные	Содержат один металл и два кислотны остатка	CaClBr
Комплексные	Содержат комплексный катион или анион – атом металла, связанный с несколькими лигандами	K₂[Zn(OH)₄]

Химические свойства оснований:

1. 
   Действуют на индикаторы. Индикаторы меняют свою окраску в зависимости от взаимодействия с разными химическими веществами. В нейтральных растворах – они имеют одну окраску, в растворах кислот – другую. При взаимодействии с основаниями они меняют свою окраску: индикатор метиловый оранжевый окрашивается в жёлтый цвет, индикатор лакмус – в синий цвет, а фенолфталеин становится цвета фуксии.
   

2. 
   Взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды:
   

2NaOH + SiO₂ → Na₂SiO₃ + H₂O.

3. 
   Вступают в реакцию с кислотами, образуя соль и воду. Реакция взаимодействия основания с кислотой называется реакцией нейтрализации, так как после её окончания среда становится нейтральной:
   

2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O.

4. 
   Реагируют с солями, образуя новые соль и основание:
   

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄.

5. 
   Способны при нагревании разлагаться на воду и основной оксид:
   

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O.
Химические свойства кислот:

1. 
   Диссоциация
   

При диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислотного остатка.
HNO₃ → H⁺ + NO⁻₃

HCl → H⁺ + Cl⁻

2. 
   Разложение
   

Кислородсодержащие кислоты разлагаются на оксиды и воду.
H₂CO₃ → H₂O + CO₂↑
Бескислородные на простые вещества
2HCl → Cl₂ + H₂.

3. 
   Реакция с металлами
   

Кислоты реагируют лишь с теми металлами, что стоят в ряду активности до кислорода. В результате взаимодействия образуется соль и выделяется водород.
Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑
В состав азотной кислоты входит азот со степенью окисления +5, а в состав серной — сера со степенью окисления +6, то с металлами реагируют не ионы водорода, а более сильные окислители. Образуется соль, но не происходит выделения водорода.
Au + HNO₃ + 4HCl → HAuCl₄ + NO + 2H₂O.

4. 
   Реакции с основаниями
   

В результате образуются соль и вода, происходит выделение тепла.
Na₂CO₃ + 2CH₃ — COOH → 2CH₃ — COONa + H₂O + CO₂↑.

5. 
   Реакции кислот с солями
   

Одним из условий протекания реакций является образование в ходе взаимодействия нерастворимой соли, выделение летучего газа или слабо диссоциирующего вещества — например, воды.
BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl↑

6. 
   Реакция кислот с основными и амфотерными оксидами
   

В ходе реакции образуется соль и происходит выделение воды.
K₂O + 2HNO₃ → 2KNO₃ + H₂O

7. 
   Восстановительные свойства бескислородных кислот
   

В восстановительных реакциях основная роль принадлежит анионному остатку. В результате реакций образуются свободные галогены.
4HCl + MnO₂ → MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O

Химические свойства средних солей:

1. 
   Растворимые соли являются электролитами, следовательно, могут распадаться на ионы. Средние соли диссоциируют сразу:
   

NaCl → Na+ + Cl-

2. 
   Термическое разложение:
   

CaCO₃ = CaO + CO₂

3. 
   Соли аммония разлагаются с выделением азота или оксида азота (I), если в составе анион, проявляет окислительные свойства. В остальных случаях разложение солей аммония сопровождается выделением аммиака:
   

NH₄Cl = NH₃ + HCl

4. 
   Взаимодействие солей с металлами:
   

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
Более активные металлы вытесняют менее активные металлы из растворов солей.

5. 
   Некоторые соли подвержены гидролизу:
   

Na₂CO₃ + H₂O = NaOH + NaHCO₃

6. 
   Обменные реакции соли и кислоты, соли с основаниями и взаимодействие солей с солями:
   

K₂CO₃ + 2HCl = 2KCl + CO₂+H₂O

7. 
   Окислительно-восстановительные реакции, обусловленные свойствами катиона или аниона:
   

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO4)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O
Химические свойства кислых солей:

1. 
   Диссоциация. Кислые соли диссоциируют ступенчато:
   

NaHCO₃ → Na⁺ +HCO₃⁻
HCO₃⁻ → H⁺ + CO₃²⁻

2. 
   Термическое разложение с образованием средней соли:
   

Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ + CO₂ + H₂O

3. 
   Взаимодействие солей со щелочью. В результате образуется средняя соль:
   

Ba(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ = 2BaCO₃ + 2H₂O
Химические свойства основных солей:

1. 
   Термическое разложение:
   

[Cu(OH)]₂CO₃ = 2CuO + CO₂ + H₂O

2. 
   Реакции солей с кислотами — образование средней соли:
   

Sn(OH)Cl + HCl = SnCl₂ + H₂O

3. 
   Диссоциация — так же как и кислые соли, основные соли диссоциируют ступенчато.
   

Химические свойства комплексных солей:

1. 
   Избыток сильной кислоты приводит к разрушению комплекса и образованию двух средних солей и воды:
   

Na[Al(OH)₄] + 4HCl(изб.) = NaCl + AlCl₃ + 4H₂O,

2. 
   Недостаток сильной кислоты приводит к образованию средней соли активного металла, амфотерного гидроксида и воды:
   

Na[Al(OH)₄] + HCl = NaCl + Al(OH)₃ + H₂O,

3. 
   Взаимодействие слабой кислоты с солью образует кислую соль активного металла, амфотерный гидроксид и воду:
   

Na[Al(OH)₄] + H₂S = NaHS + Al(OH)₃ + H₂O,

4. 
   При действии углекислого или сернистого газа получаются кислая соль активного металла и амфотерный гидроксид:
   

K₃ [Cr(OH)₆] + 3SO₂ = 3KHSO₃ + Cr(OH)₃,

5. 
   Реакция солей, образованных сильными кислотами с катионами Fe³⁺, Al³⁺ и Cr³⁺, приводит к взаимному усилению гидролиза. Продукты реакции — два амфотерных гидроксида и соль активного металла:
   

K₃ [Cr(OH)₆] +Al(NO₃)₃ = Al(OH) ₃ + Cr(OH) ₃ + 3KNO₃

6. 
   Разлагаются при нагревании:
   

K₃ [Cr(OH)₆] =KCrO₂ + 2H₂O + 2KOH
Экспериментальные результаты
Название веществ, встретившихся в лабораторной работе:

Формула вещества	Его название
СuSO4 (II)	Сульфат меди (II)
NaOH	Гидроксид натрия
Cu(OH)2 (II)	Гидроксид меди (II)
Na2SO4	Сульфат натрия
MgSO4	Сульфат магния
Mg(OH)2	Гидроксид магния
FeCl3 (III)	Хлорид железа (III)
Fe(OH)3 (III)	Гидроксид железа (III)
NaCl	Хлорид натрия
HCl	Соляная кислота
CuCl2 (II)	Хлорид меди (II)
H2O	Вода
MgCl2	Хлорид магния
FeCl3 (III)	Хлорид железа (III)
NiSO4 (II)	Сульфат никеля (II)
Ni(OH)2 (II)	Гидроксид никеля (II)
NiCl2 (II)	Хлорид никеля (II)
ZnSO4	Сульфат цинка
Zn(OH)2	Гидроксид цинка
ZnCl2	Хлорид цинка
Na2[Zn(OH)4]	Тетрагидроксоцинкат натрия
Cr2(SO4)3 (III)	Сульфат хрома (III)
Cr(OH)3 (III)	Гидроксид хрома (III)
CrCl3 (III)	Хлорид хрома (III)
Na3[Cr(OH)6] (III)	Гексагидроксохромат натрия (III)
Al2(SO4)3 (III)	Сульфат алюминия (III)
Al(OH)3 (III)	Гидроксид алюминия (III)
AlCl3 (III)	Хлорид алюминия (III)
Na[Al(OH)4]	Тетрагилроксоалюминат натрия
BaCl2	Хлорид бария
BaSO4	Сульфат бария
Na2CO3	Карбонат натрия
CaCl2	Хлорид кальция
CaCO3	Карбонат кальция
CoCl2 (II)	Хлорид кобальта (II)
CoOHCl (II)	Гидроксохлорид кобальта (II)
Co(OH)2 (II)	Гидроксид кобальта (II)
CoCl2 (II)	Хлорид кобальта (II)

Обработка результатов эксперимента
СuSO₄ + NaOH  Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

Cu²⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^-  Cu(OH)₂ + 2Na⁺SO₄^2-

Cu²⁺ + 2OH^-  Cu(OH)₂
MgSO₄ + 2NaOH  Mg(OH)₂ + Na₂SO₄

2Na⁺ + 2OH^- + Mg⁺² +SO₄^2-  Mg(OH)₂+2Na⁺ + SO₄

Mg²⁺ + 2OH^-  Mg(OH)₂
FeCl₃ + 3NaOHFe(OH)₃ + 3NaCl

Fe³⁺ + 3Cl^- + 3Na⁺ + 3OH^-  Fe(OH)₃ + 3Na⁺ + 3Cl^-

Fe³⁺ + 3OH^-  Fe(OH)₃
Cu(OH)₂ + 2HCl  CuCl₂ + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 2H⁺ + 2Cl^-  Cu²⁺ + 2Cl^- + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 2H⁺  Cu²⁺ + 2H₂O
Mg(OH)₂ + 2HCl  MgCl₂ + 2H₂O

Mg²⁺ + 2OH^- + 2H⁺ + 2Cl^-  Mg²⁺ + 2Cl^- + 2H₂O

2OH^- + 2H⁺  2H₂O
Fe(OH)₃ + 3HCl  FeCl₃ + 3H₂O

Fe(OH)₃ + 3H⁺ + 3Cl^-  Fe³⁺ + 3Cl^- + 3H₂O

Fe(OH)₃ + 3H⁺  Fe³⁺ + 3H₂O

NaOH + HCl  NaCl + H₂O

Na⁺ + OH^- + H⁺ + Cl^-  Na⁺ + Cl^- + H₂O

OH^- + H⁺  H₂O
NiSO₄ + 2NaOH  Ni(OH)₂ + Na₂SO₄

Ni⁺² + SO₄^-2 + 2Na⁺ + 2OH^-  2Na⁺ + SO₄^-2 + Ni(OH)₂

Ni⁺² + 2OH^-  Ni(OH)₂
Ni(OH)₂ + 2HCl  NiCl₂ + 2H₂O

Ni(OH)₂ + 2H⁺ + 2Cl^-  Ni²⁺ + 2Cl^- + 2H₂O

Ni(OH)₂ + 2H⁺  Ni²⁺ + 2H₂O
ZnSO₄ + 2NaOH  Zn(OH)₂ + Na₂SO₄

Zn²⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + 2OH^-  Zn(OH)₂ + 2Na⁺ + SO₄^2-

Zn²⁺ + 2OH^-  Zn(OH)₂
Zn(OH)₂ + 2HCl  ZnCl₂ + 2H₂O

Zn(OH)₂ + 2H⁺ + 2Cl^-  Zn²⁺ + 2Cl^- + 2H₂O

Zn(OH)₂ + 2H⁺  Zn²⁺ + 2H₂O
Zn(OH)₂ + 2NaOH  Na₂[Zn(OH)₄]

Na⁺ + 2OH^- + Zn(OH)₂  2Na⁺ + [Zn(OH)₄]^2-

2OH^- + Zn(OH)₂  [Zn(OH)₄]^2-
Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH  2Cr(OH)₃ + 3Na₂SO₄

2Cr⁺³ + 3SO₄^-2 + 6Na⁺ + 6OH^-  2Cr(OH)₃ + 6Na⁺ + 3SO₄^-2

2Cr⁺³ + 6OH^-  2Cr(OH)₃
Cr(OH)₃ + 3HCl  CrCl₃ + 3H₂O

Cr(OH)₃ + 3H⁺ + 3Cl^-  Cr³⁺ + 3Cl^- + 3H₂O

Cr(OH)₃  Cr³⁺ + 3H₂O
Cr(OH)₃ + 3NaOH  Na₃[Cr(OH)₆]

Cr(OH)₃ + 3Na⁺ + 3ОН^-  3Na⁺ + [Сr(ОН)₆]^3-

Cr(OH)₃+ 3ОН^-  [Сr(ОН)₆]^3-
Al₂(SO₄)₃ + 6NaOH  2Al(OH)₃ + 3Na₂SO₄

2Al⁺³ + 3(SO₄)^-2 + 6Na⁺ + 6OH^-  2Al(OH)₃↓ + 6Na⁺ + 3(SO₄)^-2

Al⁺³ + 3OH^-  Al(OH)₃↓
Al(OH)₃ + 3HCl  AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3H⁺ + 3Cl^-  Al³⁺ + 3Cl^- + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3H⁺  Al³⁺ + 3H₂O
Al(OH)₃ + NaOH  Na[Al(OH)₄]

Al(OH)₃ + Na⁺ + OH⁻  Na⁺ + [Al(OH)₄]⁻

Al(OH)₃ + OH⁻  [Al(OH)₄]⁻
Na₂SO₄ + BaCl₂  + 2NaCl + BaSO₄

2Na⁺ + SO₄^2- + Ba²⁺+ 2Cl^-  2Na⁺ + 2Cl^- + BaSO₄

SO₄^2- + Ba²⁺  BaSO₄
Na₂CO₃ + CaCl₂  CaCO₃ + 2NaCl

2Na⁺ + CO₃^2- + Ca²⁺ + 2Cl^-  CaCO₃ + 2Na⁺ + 2Cl^-

CO₃^2- + Ca²⁺  CaCO₃
CoCl₂ + 2NaOH  CoOHCl + 2NaCl

Co²⁺ + 2Cl^- + Na⁺ + OH^-  CoOHCl + Na⁺ + Cl^-

Co²⁺ + Cl^- + OH^-  CoOHCl
CoOHCl + NaOH  Co(OH)₂ + NaCl

Co(OH)⁺ + Cl^- + Na⁺ + OH^-  Co(OH)₂ + Na⁺ + Cl^-

Co(OH)⁺ + OH^-  Co(OH)₂
CoOHCl + HCl  CoCl₂ + H₂O

CoOHCl + H+ + Cl- = Co2+ + Cl- + H2O

CoOHCl + H+ = Co2+ + H2O

Выводы
Ознакомился с техникой безопасности, провёл опыты, по результатам которых заполнил протокол наблюдений. На основе справочных данных и с помощью опытов изучил химические свойства оснований, кислот и солей
Химические свойства оснований:

• 
  Щёлочи взаимодействуют с кислотами, кислотными оксидами, солями;
  
• 
  Нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами и разлагаются при нагревании.
  

Химические свойства кислот:

• 
  Реагируют с основаниями с образованием солей и воды;
  
• 
  Реагируют с солями с образованием осадка.
  

Химические свойства солей:

• 
  Взаимодействуют с кислотами, в результате реакции образуется осадок;
  
• 
  Взаимодействуют с щелочами, в результате реакции образуется осадок.