Электролитическая диссоциация. Гидролиз солей

Лабораторная работа № 5.

Цель работы: Изучение процесса гидролиза солей различных типов, смещения гидролитического равновесия и определение степени гидролиза солей.

Теория: Основные положения теории электролитической диссоциации. Степень диссоциации электролитов. Сильные и слабые электролиты. Зависимость степени диссоциации от концентрации и природы растворенного вещества и растворителя. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Шкала рН. Гидролиз солей в водных растворах. Смещение равновесия гидролиза. Роль гидролиза в биологических и химических процессах. Понятие о буферных системах. Произведение растворимости (ПР).

Оборудование и реактивы

Мерные пипетки, пробирки, пробиркодержатель, спиртовка, спички, стаканы на 50-100 мл, штатив.

Цинк (гранулы), дистиллированная вода; растворы: соляная кислота HCl (0,1 М), серная кислота H₂SO₄ (0,1 М и конц.), гидроксид натрия NaOH (0,1 М), хлорид бария BaCl₂(10%), хлорид кальция CaCl₂(10%) и 0,1 М растворы: хлорид алюминия AlCl₃, ацетат натрия CH₃COONa, карбонат натрия Na₂CO₃, нитрат натрия NaNO₃, хлорид сурьмы SbCl₃(или BiCl₃); индикаторы: метиловый оранжевый, универсальная индикаторная бумага, фенолфталеин.

Эксперимент: выполните задания, составьте уравнения реакций, назовите вещества, запишите наблюдения и вывод.

Опыт 1. Исследование гидролиза солей и распознавание солей слабых и сильных кислот и оснований по значениям рН их растворов

Налейте в четыре пробирки на 1/3–1/2 объема 0,1 М растворы веществ, приведенных в таблице. Определите рН растворов с помощью универсальной индикаторной бумаги. Укажите: сильная или слабая кислота, сильное или слабое основание образуют соль.

Таблица 1 Результаты исследования гидролиза солей

№ пробирки	Формула веществ	Окраска индикатора	Реакция среды	рН раствора (по унив. инд. бумаге)	Подвергается ли соль гидролизу
	Н₂О
	Na₂CO₃
	AlCl₃
	NaNO₃

Таким образом, из приведенных солей гидролизу подвергаются:_________________.

Составьте уравнения гидролиза этих солей (молекулярные, полные и сокращенные ионные).

Примечание: Водные растворы имеют значение рН в интервале от 1 до 14. По соотношению концентраций этих ионов различают три типа сред: нейтральную (рН=7), кислую (рН<7) и щелочную (рН>7).

Сильные кислоты: HI, HBr, HCl, HClO₄, HClO₃, H₂SO₄, HNO₃, HMnO₄;

Сильные основания – щелочи: LiOH, NaOH, KOH, CsOH, RbOH, FrOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂, Ra(OH)₂.

Опыт 2. Влияние температуры на гидролиз

В пробирку налейте 2–3 мл 0,5 М раствора CH₃COONa и 2–3 капли раствора фенолфталеина. Нагрейте пробирку в пламени спиртовки до кипения. Цвет раствора – _______________. Нагрейте пробирку до кипения в пламени спиртовки. При нагревании наблюдаем ____________________. При дальнейшем охлаждении окраска раствора усиливается _____, ослабевает _____?

Составьте уравнение гидролиза (молекулярное, полное и сокращенное ионные).

Опыт 3. Необратимый (полный) гидролиз

В пробирку к 1–2 мл раствора AlCl₃прилейте 1–2 мл раствора Na₂CO₃. Наблюдаем: выделение газа ______ и образования осадка ______.

Полученный осадок разделите на две пробирки. В одну пробирку прибавьте разб. HCl, в другую – раствор NaOH. Объясните смешение ионного равновесия в насыщенном растворе амфотерного электролита.

Опыт 4. Сравнительная растворимость сульфатов кальция и бария

В пробирку внесите 5 капель раствора CaCl₂, в другую – 5 капель раствора BaCl₂. Добавьте в пробирки по 2–3 капли 0,1 М раствора H₂SO₄. В обеих ли пробирках выпал осадок?

Объяснить наблюдения, используя значения ПР(СаSO₄) и ПР(ВаSO₄). Прилейте в пробирки по 2–3 капли конц. H₂SO₄. Объясните образование осадка СаSO₄.

Примечание: Произведение растворимости (ПР, Ksp) — произведение концентраций ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе при постоянной температуре и давлении. Произведение растворимости — величина постоянная. Эта величина характеризует растворимость данного вещества: чем больше растворимость, тем больше концентрация ионов и, следовательно, ПР.

Таблица 2 Произведение растворимостей некоторых соединений при н.у.

Соединение	Произведение растворимости (ПР)	Соединение	Произведение растворимости (ПР)
CaSO₄	1,3 * 10^-4	CaCO₃	5 * 10^-9
Cu(OH)₂	2,2 * 10^-20	BaSO₄	1,1 * 10^-10

Контрольные задания к защите лабораторной работы:

1. Какие из приведенных ниже солей будут подвергаться гидролизу, написать молекулярные, полные и краткие ионные уравнения (по ступеням), определить реакцию среды и назвать соли: AlCl₃, Na₂SiO₃, FeSO₄

2. (см. задание № 1): FeCl₂, Ca(CN)₂, CaCO₃.

3. (см. задание № 1): Na₂SO₃, KNO₃, KNO₂.

4. (см. задание № 1): CrCl₃, Na₂S, Zn(NO₃)₂.

5. (см. задание № 1): Fe₂(SO₄)₃, BaSO₃, MnCl₂.

Контрольные вопросы к допуску на лабораторную работу:

1. Что такое электролитическая диссоциация (письменно и устно)?

2. Что такое электролиты и неэлектролиты(письменно и устно)?

3. Что такое катионы и анионы (письменно и устно)?

4. Что такое гидролиз (письменно и устно)?

5. На какие четыре группы делятся соли(письменно и устно)?

6. Что такое степень гидролиза (письменно и устно)? Напишите формулу.

7. Какие факторы влияют на степень гидролиза (письменно и устно)?

Ответы на контрольные задания и вопросы:

Отчет по экспериментальной части лабораторный работы №5

номер и название опыта	реагенты (формулы)	ход работы (результаты наблюдений, гипотеза)	уравнения реакции (расчеты,рисунки,проверка гипотезы)	выводы (алгоритм протекания реакции)

номер и название опыта	реагенты (формулы)	ход работы (результаты наблюдений, гипотеза)	уравнения реакции (расчеты,рисунки,проверка гипотезы)	выводы (алгоритм протекания реакции)