Теоретические вопросы
1. Малорастворимые вещества - как слабые электролиты. Понятие растворимости (s).
2. Гетерогенное равновесие: осадок - насыщенный раствор. Константа растворимости Кs (или произведение растворимости ПР).
3. Связь между растворимостью (s) и константой растворимости (Кs) для малорастворимых веществ различного состава.
4. Условия образования и растворения осадка.
5. Влияние общего иона на растворимость малорастворимого вещества. Солевой эффект.
6. Константа равновесия сложных систем: осадок D слабый электролит или осадок 1 D осадок 2.
Экспериментальная часть
Опыт 1. Образование осадка и условие его растворения
В пробирку налейте 4-5 капели раствора соли кальция и прибавьте по каплям раствор оксалата аммония (NH4)2C2O4 до образования белого осадка. Испытайте растворимость осадка в 2н растворе соляной кислоты. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций:
CaCl2 + (NH4)2C2O4 D
CaC2O4 + HCl D
Выпишите из таблиц константы диссоциации и растворимости слабых электролитов. Вычислите константу равновесия реакции растворения осадка и объясните, почему это происходит.
Опыт 2. Определение направления химических реакций (растворение осадков)
Налейте в пробирку 6-8 капель раствора хлорида или нитрата бария и прибавьте по каплям раствор хромата калия K2CrO4 до образования желтого осадка. Осадок разделите на две части. К одной части прибавьте 2н раствор HCl, а к другой - 2н раствор СH3COOH. В одной из пробирок наблюдается растворение осадка. Запишите наблюдения и молекулярные и ионные уравнения реакций:
Ba(NO3)2 + K2CrO4 D
”BaCrO4 + HCl D
”BaCrO4 + CH3COOH D
Вычислите константы равновесия процессов растворения BaCrO4 в соляной и уксусной кислоте и объясните наблюдаемое.
Опыт 3. Разделение ионов кальция Ca2+ и бария Ba2+
В конической (центрифужной) пробирке смешайте по 4-5 капель солей кальция и бария. После этого прибавьте 4-5 капель раствора хромата калия K2CrO4 и перемешайте. С помощью центрифуги отделите осадок от раствора и центрифугат слейте в другую пробирку. Используя значения констант растворимости для BaCrO4 и СaCrO4, определите, какое вещество находится в осадке, а какое - в растворе. Докажите наличие ионов Са2+ в центрифугате реакцией взаимодействия с раствором (NH4)2C2O4.
Запишите наблюдения, приведите молекулярные и ионные уравнения реакций, рассчитайте константы равновесия:
Ba(NO3)2 + K2CrO4 D
Сa(NO3)2 + K2CrO4 D
СaCrO4 + (NH4)2C2O4 D
Опыт 4. Направление химической реакции в сторону образования менее растворимого соединения (демонстрационный)
Налейте в пробирку 2-3 капли раствора нитрата серебра и прибавьте к нему 2-3 капли раствора хромата калия. Запишите цвет полученного осадка, после чего добавьте в пробирку 2-3 капли раствора хлорида натрия. Как изменяется цвет осадка (для наблюдения цвета осадка раствор можно осторожно слить)? А теперь прибавьте к содержимому пробирки 2-3 капли раствора сульфида натрия и опять запишите цвет осадка. Составьте молекулярные и ионные уравнения всех превращений:
AgNO3 + K2CrO4 D
”Ag2CrO4 D ”AgCl D ”Ag2S
Используя значения констант растворимости, вычислите растворимости полученных соединений и константы равновесия для наблюдаемых процессов. Сделайте вывод о направлении химических реакций.
Задачи и упражнения
1. Используя табличные значения констант растворимости (Кs), вычислите растворимость (s) следующих солей: а) CuS; б) AgI; в) PbCrO4; г) Ag2CO3; д) Ca3(PO4)2.
2. Вычислите константы растворимости для следующих веществ если: а) s(SnS) = 10-14; б) s(Mg(OH)2) = 1,2.10-4; в) s(BaCO3) = 9.10-4; г) s(PbI2) = 1,4.10-3.
3. Образуются ли осадки при смешивании равных объемов следующих солей: а) 0,01 М раствора CaCl2 и 0,001 М раствора Na2CO3; б) 0,02 М раствора Pb(NO3)2 и 0,02 М раствора КI; в) 0,001 М раствора Ba(NO3)2 и 0,01 М раствора K2CrO4; г) 0,05 М раствора AgNO3 и 0,02 М раствора KCl.
4. Образуется ли осадок при смешивании: а) 10 мл 0,1 М раствора СаCl2 и 90 мл 0,01 М раствора К2C2O4; б) 200 мл 0,1 М MgCl2 и 50 мл 0,05 М раствора Na2CO3.
5. Определите массу ионов серебра: а) в 1 л насыщенного раствора Ag2CO3; б) в 0,5 л насыщенного раствора AgI; в) в 100 л насыщенного раствора Ag2S.
6. Какой объем воды необходим для растворения: а) 10 г CuS; б) 1,0 г PbCl2; в) 100 г Ba3(PO4)2.
7. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций взаимодействия BaC2O4 с соляной и уксусной кислотами. Вычислите константы равновесия и определите возможность протекания этих реакций.
8. При добавлении к раствору содержащему белый осадок хлорида серебра избытка раствора иодида калия цвет осадка меняется на желтый. Объясните и обоснуйте наблюдаемое изменение. Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции.
9. К раствору содержащему 0,01 моль/л ионов Cl- и I- прибавляют по каплям раствор Pb(NO3)2. Какой осадок образуется первым и при какой концентрации Pb(NO3)2 это произойдет. Разбавлением растворов при смешивании пренебречь.
10. Почему для разделения ионов Ca2+ и Ba2+ используется раствор хромата калия, но нельзя использовать растворы оксалата аммония или карбоната натрия?
Лабораторная работа 6.
