Учебнометодический комплекс Аналитическая, физическая и коллоидная химия
 Скачать 1.36 Mb.
|
Контрольные вопросы1.По величине константы диссоциации судят о… 2.Количественной характеристикой диссоциации служит величина… 3.Кд является количественной характеристикой… 4.Интенсивное взаимодействие ионов растворенного вещества с молекулами растворителя, называется… 5.Распад электролита на ионы под действием растворителя называется… 6.Электролиты в растворах распадаются на : 7.Вещества, диссоциирующие в воде и других полярных жидкостях или расплавах, на ионы и способные проводить электрический ток, называются… 8.К электролитам относятся… 9.Какие из растворов являются электролитами: H2O+NaОН, H2O+ NaС1, СН3СООН+С6Н6 , H2O+ НС1, С3Н8О3 10.Какие из растворов являются электролитами: Вода морская , вода дистиллированная, глицерин, ацетон. Задачи 1.Найти рН, если концентрация [Н]+ =10-3 2.Найти рН, если концентрация [ОН]-, =10-53.Найти рН, если концентрации [Н]+ =10-7 [ОН-]=10-5 4.Найти рН, если концентрации [Н]+ =10-4 [ОН-]=10-9 5.Найти рН, если концентрации [Н]+ =10-3 [ОН-] =10-11 6.Определить рН, если концентрация [Н+]=4,4·10-4 7.Определить рОН, если концентрация [Н+]=5,5·10-3 Лабораторная работа Опыт 1. Влияние замены сильной кислоты на слабую. Реактивы и оборудование. HCl, CH3COONa (конц), пробирки, стеклянные палочки. Выполнение работы. Налить в пробирки 3мл HCl, в каждый бросить одинаковое число кусочков цинка. Когда в обоих пробирках установится равномерное выделение водорода, прилить в одну 1мл концентрированного раствора CH3COONa, в другую такой же объем воды. Растворы перемешать палочками. Выделение водорода в первой пробирке прекращается. Опыт 2. Влияние избытка одного из ионов малорастворимой соли на равновесие в насыщенном растворе. Реактивы и оборудование. Растворы: AgNO3 (4,2 г в 25мл воды), CH3COONa (3,4г соли в 25 мл воды), КNO3 (насыщ), колбы, стаканчики (50 мл). Выполнение работы. Налить 15 мл воды и добавить 2мл AgNO3 и 2мл ацетата натрия. Выпадает белый осадок ацетата серебра. Дать осадку осесть на дно, слегка мутный насыщенный раствор разлить в три стаканчика. В один добавить 1 мл AgNO3, во второй столько же CH3COONa. В обоих стаканах выпадает осадок. В третий добавить насыщенный раствор КNO3 .Раствор становится прозрачным. Здесь не образуется осадок, так как КNO3 общих с ацетатом серебра ионов не имеет. Опыт 3. Влияние концентрации Н+ и ОН– ионов на осаждение и растворение основных и амфотерных гидроксидов. Реактивы и оборудование. Растворы щелочи и кислоты, растворы солей: Ca, Fe (III), Cu, Ni, Cr, Al, пробирки, стеклянные палочки. Выполнение работы. Налить в пробирки растворы различных солей по 2мли, приливая щелочь, получить осадки гидроксидов. В случае солей хрома и алюминия приливать щелочь осторожно по каплям. Аналогично проделать опыт, заменив щелочь на кислоту. Отметить, что при увеличении концентрации ионов водорода в пробирках осадки растворяются, и что некоторые гидроксиды переходят в раствор и при избытке ионов гидроксида. Опыт 4. Влияние растворителя на диссоциацию В две пробирки поместить небольшое количество безводного хлорида меди (II). В первую пробирку прилить 1 мл ацетона, во вторую такой же объем воды. Перемешать содержимое пробирок до полного растворения соли. Отметить различную окраску растворов. Объяснить, в каком растворе происходит диссоциация соли, учитывая, что ион меди в растворе имеет голубую окраску. Опыт 5. Обменные реакции в растворах электролитов. а) В две пробирки налить по 2 мл растворов: в первую сульфата натрия, во вторую– сульфата алюминия. В обе пробирки налить по 1 мл раствору хлорида бария. Отметить образование одинакового осадка. Написать уравнение реакции. б) В пробирку налить 1 мл раствора гидроксида натрия и добавить 1 каплю фенолфталеина. Прилить по каплям раствор соляной кислоты до обесцвечивания раствора. В другую пробирку налить1 мл раствора ацетата калия и добавить 2–3 капли соляной кислоты. Определить запах образующегося соединения. Опыт 6. Электропроводность растворов. Для изучения растворов применяют прибор для определения электропроводности. Прибор состоит из подставки, спереди которой в углублениях размещены шесть сосудов с установленными в них приборами Горячкина. Сзади, в кожухе размещен электрический блок, состоящий из двух трансформаторов, выпрямителя, балластных сопротивлений. На вертикальной стороне блока размещены клеммы, для присоединения гальванометра. На верхней горизонтальной плоскости электрического блока закреплена панель, на которой размещены: тумблер подключения сети, рукоятка переключения диапазонов электропроводности, рукоятка переключения сосудов с исследуемыми растворами, кнопка для выключения гальванометра. Налить в 6 стаканов по 100 мл каждого раствора (растворы 0,1 н.): уксусной кислоты, ацетата натрия, соляной кислоты, гидроксида аммония, гидроксида натрия, хлорида натрия, дистиллированной воды. Испытать электропроводность этих растворов. Записать показания амперметра и расположить электролиты в порядке возрастания их силы. Электроды следует погружать на одинаковую глубину. Перед каждым новым испытанием их надо хорошо промыть и сполоснуть дистиллированной водой. Чем объясняется различная электропроводность испытанных растворов? Написать уравнения диссоциации этих электролитов и применить к ним закон действующих масс. Ознакомиться с константами диссоциации слабых электролитов. Опыт 7. Влияние одноименного иона на степень диссоциации слабых электролитов. а) В две конические пробирки поместить по 2-3 капли разбавленной уксусной кислоты и добавить по одной капле индикатора раствора метилового оранжевого. Одну пробирку оставить для сравнения, а в другую внести шпателем несколько кристаллов ацетата натрия и хорошо перемешать. Сравнить окраску растворов в обеих пробирках и объяснить ее изменение, пользуясь выражением константы диссоциации уксусной кислоты. Что надо добавить к раствору уксусной кислоты, чтобы сместить равновесие в сторону образования малодиссоциированных молекул? б) Взять в две пробирки по 2-3 капли раствора аммиака и добавить по одной капле раствора фенолфталеина. В одну пробирку внести несколько кристаллов хлорида аммония и хорошо взболтать. Объяснить изменение окраски раствора при введении соли хлорида аммония. Написать уравнение диссоциации гидроксида аммония, выражение для константы диссоциации. Опыт 8. Смещение диссоциации электролита. В две конические пробирки поместить по 2-3 капли разбавленного раствора бромида меди (ІІ). В одну ввести половину шпателя бромида калия, в другую – столько же хлорида калия. Растворы хорошо перемешать. Объяснить, почему цвет раствора в первом случае изменился, а во втором нет. Опыт 9. Изменение концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов. 1) Налить в две пробирки по 1 мл 2н. раствора соляной кислоты. Подобрать два небольших одинаковых кусочка цинка и бросить в пробирки с кислотой. Когда установится равномерной выделение водорода, в одну пробирку прилить 1 мл насыщенного раствора ацетата натрия, а в другую 1 мл воды (для сохранения одинакового объема). Объяснить уменьшение скорости реакции в первой пробирке. Прибавлением каких веществ можно понизить концентрацию ионов водорода? 2) В две пробирки прилить по 6 капель 2н. раствора гидроксида натрия. В первую пробирку внести половину шпателя хлорида аммония и хорошо перемешать. Затем в обе пробирки прибавить по 1-2 капли раствора хлорида магния. Почему в первой пробирке не происходит образования осадка ? Прибавлением каких веществ, можно понизить концентрацию гидроксид-ионов? Опыт 10. Ионные реакции. 1) В одну пробирку взять 2 капли раствора CH3COONa, в другую – столько же раствора NH4Cl. В первую пробирку прибавить 2-3 капли раствора соляной кислоты, во вторую 2-3 капли раствора щелочи. Испытать на запах обе пробирки. Написать молекулярные и ионные уравнения реакции. 2) Поместить в две пробирки по 3 капли растворов: в одну – сульфата меди, в другую – сульфата никеля. Затем в каждую из пробирок прибавить по 2-3 капли сульфида натрия. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций. Лекция 8. Ионное произведение воды. БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ Концентрация водородных ионов в разбавленных водных растворах, встречающихся на практике, обычно выражается малыми числами. Поэтому для удобства принято пользоваться показателем степени, взятым с обратным знаком, обозначив эту величину символом рН. рН - это величина, характеризующая концентрацию водородных ионов и численно равная отрицательному десятичному логарифму ee: pH = - lg[H+] Пользуясь этим соотношением, можно вычислить величину рН по известной концентрации водородных ионов и найти величину [Н+] если известно рН.
Буферными растворами или смесями называются смеси слабой кислоты и ее соли (или слабого основания и его соли), обладающие свойством противодействовать изменению рН при прибавлении кислоты или щелочи. Поэтому очень важно поддерживать постоянство величины рН, которое обусловлено наличием буферных систем в растительных, животных организмах и в почвах. Механизм поддержания рН на одном уровне с помощью буферного раствора можно объяснить следующим образом. Например, ацетатная буферная система состоит из СН3СООН и СН3СООNa. В результате полной диссоциации соли в растворе находится большое количество анионов СН3СОО, которые практически полностью подавляют диссоциацию слабой кислоты. СН3СООН = СН3 СОО- +Н+ СН3СООNa =СН3 СОО- + Na+ Если к такому раствору добавить сильную кислоту, то ионы водорода будут соединяться с анионами с образованием недиссоциированных молекул СН3СООН (слабой кислоты) и реакция среды не изменится. СН3СООNa + НС1 = NaС1 + СН3СООН Если к раствору добавить сильное основание, то гидроксид-ионы будут взаимодействовать с ионами водорода, содержащимися в растворе в небольшом количестве. СН3СООН + NaОН == Н2О + СН3СООNa Добавляемая щелочь заменяется эквивалентным количеством соли, которая влияет на реакцию среды в меньшей степени, чем NaОН. Образование небольшого количества воды также не влияет на реакцию среды. Пошедшие на реакцию с ОН- ионы водорода пополняются за счет смещения равновесия реакции диссоциации СН3СООН вправо. Способность буферных растворов противодействовать резкому изменению рН при прибавлении к ним кислоты или щелочи является ограниченной. Буферная смесь поддерживает рН постоянным только при условии, что количество прибавляемых к раствору сильной кислоты или щелочи не превышает определенной величины. Предел, в котором проявляется буферное действие, называется буферной емкостью |