лаб.раб химия № 8 1 семестр. Отчет по лабораторной работе 8 по дисциплине Химия

• Название: Отчет по лабораторной работе 8 по дисциплине Химия
• Анкор: лаб.раб химия № 8 1 семестр
• Дата: 17.05.2022
• Размер: 22.95 Kb.
• Имя файла: Laboratornaya_rabota_8.docx
• Тип: Отчет; #534779

Министерство науки и высшего образования РФ

Иркутский национальный исследовательский

технический университет

Институт высоких технологий
Кафедра радиоэлектроники

и телекоммуникационных систем

Название работы - «Ионные реакции»

Отчет по лабораторной работе № 8
по дисциплине Химия

Выполнил

Студент ИФБ-21-1 _{(подпись)} Халтанов А.Д
Принял

Доцент кафедры РЭ и ТС _{(подпись)} Скорникова С.А.

Иркутск - 2021

Лабораторная работа

«Ионные реакции»

Цель работы: Изучить влияние концентрации ионов на образование и растворение осадков, провести ионные реакции с образованием труднорастворимых солей, влияние ПР на последовательность выпадения осадков, изучить влияние ПР сульфидов на их отношение к кислотам, изучение реакции нейтрализации и её тепловой эффект, а также ионные реакции с образованием слабых электролитов, получение и свойства амфотерного гидроксида.

Приборы и реактивы: нагревательные приборы, мерный цилиндр емкостью 20 мл, шпатели, штативы с пробирками, стеклянные палочки.

Реактивы и материалы: оксалат кальция СаС2О4, индикаторная бумага.

Растворы: соляная кислота HCl (2н и 1.18 г/см3); серная кислота H2SO4 (2 н) и 1:1 азотная кислота HNO3 (ρ=1.4 г/см3); уксусная кислота СН3СООН (2н); гидроксид натрия NaOH (2н); гидроксид калия –КOH (2н); хлорид калия KCl (насыщ.); ацетат натрия CH3COONa (2н); сульфат натрия Na2 SO4 (2н); сульфид натрия Na2S (1н); хлорид бария BaCl2 (0.5 н и насыщ.); хлорид стронция SrCl2 (0.5 н); сульфат стронция SrSO4 (насыщ.); хлорид кальция CaCl2 (0.5 н); сульфат кальция CaSO4 (насыщ.); хлорид меди (II) CuCl2 (0.5 н); сульфат цинка ZnSO4 (0.5 н); сульфат марганца (II) MnSO4 (0.5 н) ; гидрооксид бария Ba(OH)2 (насыщ.); насыщенный раствор Са(ОН)2 (известковая вода); нитрат свинца (II) Pb(NO3)2 (1 н); хромат калия K2CrO4 (1н); хлорид аммония NH4Cl (0.2н).
Порядок выполнения работы:
Опыт 2

Ионные реакции с образованием труднорастворимых солей.

2.1. Налил в три пробирки по 2-3 мл растворов хлоридов бария, стронция и кальция. В первую пробирку прилил раствор сульфата натрия, во вторую –насыщенный раствор сульфата кальция, в третью – насыщенный раствор сульфата стронция. Наблюдал выпадение белого студенистого осадка.

ПР (BaSO4)=1,1*10^-10

ПР (SrSO4)=3,2*10^-7

ПР (CaCO4)=2,5*10^-5

Чем меньше произведение растворимости, тем быстрее выпадает осадок.

Na2SO4+ BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓

Na⁺ +SO₄^2-+Ba²⁺+2Cl^-=2Na⁺+2Cl^-+ BaSO4↓

SO42-+Ba2+= BaSO4↓
CaSO4+ SrCl2 = CaCl + SrSO4↓

Ca+ +SO4^2-+Sr2++2Cl-=Ca²⁺+2Cl-+ SrSO4↓

SO4^2-+Sr²⁺= SrSO4↓
SrSO4+ CaCl2 = SrCl2 + CaSO4↓

Sr+ +SO42-+Ca2++2Cl-=Sr²⁺+2Cl^-+ CaSO4↓

SO42-+Ca2+= CaSO4↓
2.2. Написал три уравнения реакций получения сульфата бария из имеющихся в лаборатории реактивов, соответствующих краткому ионному уравнению:

Ba2+ + SO42- → BaSO4↓

Na2SO4+ BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓

Н2SO4+BaCl2=2HCl + BaSO4↓

К2SO4+ BaCl2 = 2КCl + BaSO4↓

В результате получал белый студенистый осадок. Реакция необратима.

Вычислил молярную концентрацию ионов бария в насыщенном растворе соли:

Опыт 3

Зависимость последовательности выпадения осадков от их произведения растворимости.

В две пробирки налил по 1-2 мл раствора нитрата свинца (II) Pb(NO3)2. В одну пробирку добавил такой же объем раствора сульфата натрия, в другую – раствора хромата калия K2CrO4.

1. 
   Pb(NO3)2 + Na2SO4 → PbSO4↓ + 2NaNO3
   

2Na(+)+SO4(2-)+Pb(2+)+2NO3(-)=2Na(+)+2NO3(-)+PbSO4

Pb(2+)+SO4(2-)=PbSO4

Выпадение густого белого осадка.

2. 
   K2CrO4 + Pb(NO3)2 → PbCrO4↓ + 2KNO3
   

2К (+)+CrO4(2-)+Pb(2+)+2NO3(-)=2K (+)+2NO3(-)+PbCrO4

Pb(2+)+CrO4 (2-)=PbCrO4

Выпадение густого желеобразного жёлтого осадка.

3. 
   Pb(NO3)2 + Na2SO4+ K2CrO4= PbSO4↓ + 2NaNO3+ PbCrO4↓ + 2KNO3
   

В первую очередь образовался жёлтый осадок (PbCrO4), вслед за ним белый(PbSO4↓). Т.к. ПР(PbSO4↓)1,6*10^-8>ПР(PbCrO4)1,8*10^-14

Вперед образуется осадок с меньшим произведением растворимости.
Опыт 4.

Влияние ПР сульфидов на их отношение к кислотам.

Получили осадки сульфидов марганца (II) и меди (II). Подействовали на них 2н раствором HCl.

1. 
   2 HCl + MnS → H2S + MnCl2
   

2H⁺+2Cl^-+Mn²⁺+S^2-=H₂S+Mn²⁺+2Cl^-

2H⁺+ S^2-= H2S

2. 
   СuS + 2HCl = 2CuCl + H2S↑
   

2H++2Cl-+Cu²⁺+S^2-=H2S+Cu²⁺+2Cl-

2H⁺+ S^2-= H2S

Осадок (MnS) полностью растворился.

ПР(СuS)<ПР(MnS)

Осадок с наибольшим произведением растворимости растворился быстрее.

Вычислили ∆G этих реакций:

Опыт 5.

Ионные реакции с образованием слабых электролитов.

5.1. В пробирку налил 1-2 мл раствора ацетата натрия, добавил немного серной кислоты (1:1), перемешал раствор стеклянной палочкой и слегка подогрел.

Судя по запаху, образуется летучая уксусная кислота:

NH4Cl+CH3COONa=CH3COOH+Na2SO4

NH4⁺+Cl^-+CH3⁺+COO^-+Na⁺=CH3COOH↑+2Na⁺+SO4^2-

Реакция необратима.

5.2. К раствору хлорида аммония добавил немного раствора гидроксида натрия и осторожно подогрел раствор.

NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3↑+H2O

NH4++Cl-+Na++OH-=Na+Cl-+NH3↑+H2O

Судя по запаху выделяется аммиак.

5.3. В две пробирки внёс немного сухого оксалата кальция СаС2О4. В одну из пробирок добавил соляную кислоту, в другую – уксусную.

CaC2O4+HCl=CaCl2+H2C2O4

Осадок растворился.

CaC2O4+CH3COOH=(CH3COO)Ca+H2C2O4

Осадок не растворяется, т.к. αHCl=92%/ a α CH3COOH=1.3%, следовательно HCl более сильная кислота.
Опыт 6

Реакция нейтрализации.

6.1. Взаимодействие сильной кислоты и сильного основания. Налил в фарфоровую чашку 5 мл 2 н. раствора HCl и прибавил к нему по каплям 2н раствор NaOH. Раствор перемешивал стеклянной палочкой и определял характер его среды, перенося каплю раствора на индикаторную бумагу.

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Na (+) + OH (-) = Na (+) + Cl (-) + H2O

Образовалась соль- хлорид натрия (NaCl).

6.2. Взаимодействие слабой кислоты и сильного основания. Налил в пробирку 2 мл 2н раствора щелочи и добавил одну каплю фенолфталеина. Добавлял по каплям 2 н раствор уксусной кислоты до обесцвечивания раствора.

Среда раствора кислая, о чём свидетельствует окраска ф/ф.

СН3СООН + NaOH = CH3COONa + H2O

Направление реакции смещено влево.
Опыт 7.

Тепловой эффект реакции нейтрализации.

7.1. Отмерил по 20 мл. 2 н. растворов NaOH и HCl. Налил растворы в два стакана и измерил температуру. Смешал кислоту со щелочью в одном из стаканов и осторожно перемешал жидкость термометром.

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Na (+) + OH (-) + Na (+) + Cl (-) = H2O

Наблюдалось повышение температуры на 9С

7.2. Повторили предыдущий опыт, взяв 2 н. растворы другой щелочи.

КOH + H2SO4 = K2SO4 + H2O

K (+) + OH (-) + H(+) + SO4(2-) = H2O+2 K (+)+SO4(2-)

Наблюдалось повышение температуры на 11С
Опыт 8.

Получение и свойства амфотерного гидроксида.

Из имеющихся в лаборатории реактивов получил осадок гидроксида цинка. Взболтал полученную суспензию и разделил на две пробирки. В одну из них добавил раствор HCl, в другую – избыток раствора NaOH.

ZnSO4+NaOH=Zn(OH)2+Na2SO4

Zn(2+)+SO4(2-)+Na(+)+OH(-)=Zn(OH)2↓+2Na(+)+SO4(-)

Zn(2+)+ OH(-)=Zn(OH)2

Получил густой белый осадок.

Zn(OH)2+HCl =ZnCl2+H2O

Zn(2+)+ OH(-)+H (+)+Cl (-)=Zn(2+)+2Cl(-)+H2O

H(+)+ OH(-)=H2O

Осадок растворялся постепенно.

Zn(OH)2+NaOH =Na2[Zn(OH)4]

Zn(2+)+ OH(-)+Na (+)+OH (-)=Na2[Zn(OH)4]
Выводы: Изучил влияние концентрации ионов на образование и растворение осадков, провёл ионные реакции с образованием труднорастворимых солей, изучил влияние произведения растворимости на последовательность выпадения осадков, изучил влияние произведения растворимости сульфидов на их отношение к кислотам, изучил реакции нейтрализации и её тепловой эффект, а также ионные реакции с образованием слабых электролитов, получение и свойства амфотерного гидроксида.