Цель работы: изучить свойства растворов гидролизующихся солей, факторы, влияющие на равновесие в растворе гидролизующейся соли, определить характер среды в указанных растворах, используя традиционные индикаторы – фенолфталеин и метилоранж, провести измерение рН с использованием рН-метра.
В результате выполнения данной работы студент должен:
– уметь определять тип гидролиза соли;
– уметь записать уравнение гидролиза в ионном виде;
–уметь выполнять расчеты на основании равновесия гидролиза;
–уметь доказать как можно усилить, ослабить гидролиз.
Оборудование и реактивы: рН-метр, набор пробирок в штативе, капельницы с растворами, пипетки глазные, водные растворы хлорида железа (III), хлорида аммония, хлорида натрия, сульфата натрия, ацетата натрия, карбоната натрия, гидрокарбоната натрия, аммиака, соляной кислоты, уксусной кислоты, гидроксида натрия, растворы метилового оранжевого и фенолфталеина, ацетат натрия кристаллический, универсальная индикаторная бумага.
Порядок выполнения работы
1. В пронумерованные пробирки, отобрать по 1 – 2 см3 указанных растворов и внести в них несколько капель фенолфталеина – наблюдения внести в таблицу 1 с учетом сведений из таблицы 2.
2. Провести аналогичные испытания с использованием индикатора метилоранжа и наблюдения внести в таблицу 6.
3. Смочить универсальные индикаторные полоски исследуемыми растворами и, сравнивая их окраску с эталонной цветовой шкалой, оценить величину рН с точностью ± 0,5.
4. Потенциометрическое измерение рН является самым точным: ±0,05. Перед началом измерений рН-метр калибруют с использованием стандартных растворов, состав которых и значение рН являются государственным стандартом. Эти растворы готовят на основе промышленно изготовленных фиксаналов. В лабораторной практике обычно используют стандартные растворы со значениями рН равными 1,68; 4,01; 6,86 и 9,18, что позволяет после калибровки проводить измерения во всем рабочем интервале рН от 0 до 14.
5. В стеклянный стаканчик вместимостью 50 см3 наливают около 25 см3 раствора. Перед измерением электроды ополаскивают дистиллированной водой, осушают (аккуратно промокают) фильтровальной бумагой, опускают в раствор и фиксируют показания прибора, которые заносят в таблицу 1.
Таблица 1 – Результаты исследования характера среды растворов кислот, оснований и солей.
| № | Растворы | Окраска раствора в присутствии фенолфталеина и область рН | Окраска раствора в присутствии метилоранжа и область рН | Окраска универсальной индикаторной бумаги и значение рН | Значение рН, измеренное с помощью рН-метра |
| HCl | |||||
| CH3COOH | |||||
| FeCl3 | |||||
| NH4Cl | |||||
| H2O(дист.) | |||||
| NaCl | |||||
| Na2SO4 | |||||
| CH3COONa | |||||
| NH4OH | |||||
| NaНCO3 | |||||
| Na2CO3 | |||||
| NaOH |
Справочные материалы.
Константы диссоциации: К(CH3COOH) = 1,754·10–5; К3(Fe(OH)3) = 1,35·10–12; К(NH4OH) = 1,77·10–5; К1(Н2CO3) = 4,45·10–7; К2(Н2CO3) = 4,69·10–11.
Таблица 2 – Важнейшие кислотно-основные индикаторы.
| Индикатор | Интервал рН перехода окраски индикатора | Окраска | |
| молекулярная форма HInd | ионная форма Ind– | ||
| Метилоранж | 3,1 – 4,0 Оранжевый | Красный рН< 3,1 | Желтый рН > 4,0 |
| Фенолфталеин | 8,2 – 10,0 Слабо-розовый | Бесцветный рН< 8,2 | Пурпурный рН > 10,0 |
При оформлении результатов лабораторной работы необходимо:
1. Записать уравнения равновесных процессов в растворах кислот, оснований и гидролизующихся солей; обосновать наблюдаемые явления, полученные результаты. Для раствора NaНCO3 обосновать характер среды, сравнивая константы диссоциации и гидролиза гидрокарбонат-иона.
2. По результатам измерения рН на pH-метре рассчитать молярные концентрации растворенных веществ в растворах, которые обуславливают полученные значения рН, используя для расчетов приведенные значения констант диссоциации.
3) Определить рН 0,1 М раствора Na3PO4, если степень гидролиза равна 34 %. Ответ: 12,53.
4) Определить рН раствора, полученного при нейтрализации 0,05 М NaHCO3 на 100 % 0,1 М раствором NaOH. Ответ: 11,5.
5) Рассчитать молярную концентрацию ацетата калия, используемого в качестве осмотического диуретика, если рН его раствора равен 8,25. Ответ: 5,6 · 10-3 М.
6) Степень гидролиза соли щелочного металла и одноосновной кислоты в растворе концентрации 0,1моль/л равна 0,0014%. Найдите Кг этой соли и Кд образовавшей ее кислоты. Ответ: 1,96·10-11; 5·10-4.
7) Всегда ли в реакциях нейтрализации среда в момент эквивалентности кислоты и основания (точка эквивалентности) будет нейтральной? Приведите примеры.
