Класифікація солей.Розрізняють солі середні (нормальні), кислі, основні, подвійні, комплексні і змішані

Середня сіль – продукт повного заміщення атомів гідрогену в кислоті на метал чи гідроксильної групи гідроксиду на кислотні залишки.

2Na + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂↑

Ca(OH)₂ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

Кисла сіль – продукт неповного заміщення атомів гідрогену багато- основної кислоти на метал.

2Na + 2H₂SO₄ = 2NaHSO₄ + H₂↑

Ca + 2H₂SO₄ = Ca(HSO₄)₂ + H₂↑

Основна сіль – продукт неповного заміщення гідроксидних груп гідроксиду кислотними залишками.

Mg(OH)₂ + HСl = MgOHCl + H₂O

MgOHCl (основна cіль – гідроксохлорид магнію)

BiCl₃ + KOH = BiOHCl₂ + KCl

BiOHCl₂ (основна сіль – гідроксохлорид вісмуту)

Al(OH)₂Cl (основна сіль – дигідроксохлорид алюмінію).

Подвійна сіль утворюється, якщо атоми гідрогену в кислоті заміщуються атомами різних металів або гідроксильні групи основ – різними кислотними залишками:

2H₂SO₄ + Al(OH)₃ + KOH = KAl(SO₄)₂ + 4H₂O

KAl(SO₄)₂ – подвійна сіль – сульфат калію і алюмінію.

Змішаною є сіль CaClOCl або CaOCl₂ – кальцієва сіль хлоридної HCl й гіпохлоритної HClO кислот.

Комплексні солі – це сполуки, до складу яких входять комплексні іони. Наприклад, K₄ [Fe(CN)₆], до складу її входять іон [Fe(CN)₆] ^{4 -}.

Приклади методів отримання солей:

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + 2H₂O Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂CO₃ BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄ ↓ + 2NaCl

Fe + S = FeS ↓; Cu + Hg(NO₃)₂ = Hg↓+ Cu(NO₃)₂

Zn + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂↑; MgО+ SiO₂ = MgSiO₃

CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl; Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂↑

 

Л А Б О Р А Т О Р Н А Р О Б О Т А № 3

Р О З Ч И Н И

Запитання і задачі:

1. Які системи називають розчинами?

2. Фізико-хімічна природа розчинів. Поняття про сольвати, гідрати.

3. Вплив на розчинність природи речовин, температури і тиску.

4. Тиск насиченої пари розчинів. Кипіння і замерзання розчинів.

5. Способи вираження концентрації розчинів.

6. Приготовити 250 мл 0,5 М розчину MgSO₄.

7. На нейтралізацію 50 мл розчину кислоти витратили 25 мл 0,5 н. розчину лугу. Яка була молярна концентрація еквівалента кислоти?

8. Яку масу CaCl₂ необхідно розчинити в 500 г Н₂О для одержання 40% розчину?

9. За якої температури замерзне 5% розчин NaCl? Кріоскопічна стала води 1,68.

Проведення дослідів

1. Приготувати 100 мл 0,2М розчину хлориду натрію.

2. Приготувати 75 г 3% розчину фосфату амонію.

3. Приготувати 50 мл розчину 0,1 н. концентрації сульфату купруму.

 

МЕТОДИЧНІ ПОРАДИ

Розчином називається гомогенна дисперсна система, що складається з двох або більшого числа компонентів. Розчини можуть бути газоподібними, рідкими і твердими.

У понятті „розчин” розрізняють: розчинник і розчинена речовина.

Розчинником називається компонент у переважній кількості, який при утворенні розчину не змінює агрегатного стану. Наприклад, при розчиненні солі у воді розчинником є вода. Речовина, чи речовини, рівномірно розподілені в розчиннику, називаються розчиненими.

Прийнято незалежно від кількості компонентів вважати газоподібні й тверді речовини розчиненими речовинами, а рідину – розчинником.

Для передачі кількісного складу розчину введено поняття концентрації. Концентрація розчину – вміст розчиненої речовини в одиниці об’єму або маси розчину.

Концентрацію речовини в розчинах висловлюють такими поняттями: молярна концентрація, молярна концентрація еквівалента, моляльна концентрація, масова частка, молярна частка і об’ємна частка.

Для засвоєння матеріалу даного розділу необхідно знати визначення таких виразів: маса, об’єм, густина, відносна атомна маса, відносна молекулярна маса, моль, молярна маса.

Основна одиниця кількості речовини в Міжнародній системі одиниць – моль. Це кількість речовини, що містить стільки молекул, атомів, іонів, електронів чи інших структурних одиниць, скільки міститься атомів у 12 г ізотопу карбону ¹²₆ С.

Молярна маса М_х – маса 1 моля речовини, г/моль. Молярна маса, що виражена в грамах на моль, чисельно дорівнює відносній молекулярній масі М_r: М(С₆Н₁₂О₆) = 180 г/моль;

M_r (C₆H₁₂O₆) = 180.

Символ кількості речовини – n. Кількість речовини х записується як n(x). Одиниця – моль. Тоді кількість речовини

n (x) = , де m (x) – маса речовини, М (х) – молярна маса.

Масова частка (процентна концентрація) – ω_х – відношення маси компонента m (x) до маси розчину m _(р-ну).

ω_{х =} ∙100%

Об’ємна частка (х) = ∙ 100%

Молярна частка N(x) – відношення кількості речовини компонента n (x) до кількості речовин розчину:

N (x) =

Моляльна концентрація b(x) – відношення кількості речовини компонента n (x) до маси розчинника m:

b (x) = , моль/кг.

Молярна концентрація C(х) – відношення кількості речовини n (x)

до об’єму розчину V. Термін „об’єм” звичайно застосовується для характеристики простору, що займає тіло чи речовина.

C (х) = = моль/л.

Еквівалент – реальна або умовна частка речовини х, яка в даній кислотно-основній реакції дорівнює одному іону гідрогену, або в даній окислювально-відновній реакції – одному електрону.

Число, що показує частку реального вмісту речовини х, еквівалентну одному іону гідрогену в цій кислотно-відновній реакції, зветься числом еквівалентності Z.

Молярна концентрація еквівалента (нормальність розчину) – відношення числа молів еквівалента розчиненої речовини до об’єму розчину ν, моль-екв/л.: C н = = , де

m – маса розчиненої речовини;

M – молярна маса розчиненої речовини;

z – число еквівалентності для розчиненої речовини;

ν – об’єм розчину.

Масова концентрація ρ(х) – відношення маси компонента m(x) до об’єму розчину V _(р-ну): ρ (х) = _.

П р и к л а д 1. Розрахувати: а) масову частку; б) молярну

концентрацію; в) молярну концентрацію еквівалента; г) моляльну концентрацію розчину, який одержали при розчиненні 18 г H₃PO₄ в 282 г води, якщо густина його становить 1,031 г/см³.

Р о з в’ я з а н н я: а)Масова частка являє собою відношення маси розчиненої речовини до загальної маси розчину. Зазвичай масова частка розчиненої речовини визначається у відсотках. Оскільки маса 282 см³ води дорівнює 282 г, маса розчину становить 18 + 282 + 300 г. Виходячи з цього:

300 - 18

100 - х, х = = 6%.

б) Молярна концентрація – це кількість молей розчиненої речовини, що знаходиться в 1 л розчину. Масу 1 л розчину, що важить 1031 г, знаходимо зі співвідношення:

300 - 18

1031 - х, х = = 61,86 г.

Молярна концентрація розраховується діленням числа грамів H₃PO₄, що знаходиться в 1 л розчину, на молярну масу цієї кислоти:

С_м = = 0,63 моль/л.

в) Молярна концентрація еквівалента:

М_е (H₃PO₄) = = = 32,66 г/моль;

С_н = = 1,89 моль -екв/л.

г) Моляльність: массу H₃PO₄ в 1000 г розчинника (вода) знаходимо за рівнянням:

282 - 18

1000 - х, х = = 68,83 г.

Звідси: С_м = = 0,65 моль/г.

П р и к л а д 2. При нейтралізації 50 см³ розчину кислоти витрачено 25 см³ 0,5 н. розчину лугу. Розрахуйте молярну концентрацію еквівалента кислоти.

Р о з в ’ я з а н н я. Оскільки речовини взаємодіють між собою в еквівалентних кількостях, то розчини однакової нормальності реагують між собою в рівних об’ємах. При різних нормальностях об’єми розчинів реагуючих речовин обернено пропорційні їх нормальностям:

= , або V₁ = V₂

50∙ = 25∙0,5, = = 0,25 моль-екв/л.

П р и к л а д 3. Розрахувати температури кристалізації й кипіння водного розчину глюкози С₆Н₁₂О₆ з масовою часткою 2%.

Р о з в ’ я з а н н я. Виходячи з закону Рауля, зниження температури кристалізації і підвищення температури кипіння t розчину визначаються за рівнянням:

t = K ,

де: К – кріоскопічна або ебуліоскопічна сталі (для води вони відповідно дорівнюють 1,86 і 0,52); m i M – відповідно маса розчиненої речовини і її молярна маса; m₁ – маса розчинника. Знаходимо зміну температури кристалізації розчину з масовою часткою 2%:

t = 1,86 = 0,21^оС.

За відомою вже формулою розраховуємо підвищення температури кипіння розчину С₆Н₁₂О₆ з масовою часткою 2%:

t = 0,52 = 0,06^оС.

Вода кристалізується при 0^оС, тим самим температура кристалізації розчину буде 0 – 0,21 = -0,21^оС. Вода кипить при 100^оС, отже, температура кипіння цього розчину буде 100 + 0,06 = 100,06^оС.

 

П р и к л а д 4. Розчин, який містить 11,04 г гліцерину в 800 г води, кристалізується при -0,279^оС. Розрахувати молярну масу гліцерину.

Р о з в ’ я з а н н я. Температура кристалізації чистої води 0^оС, тобто зниження температури кристалізації t = 0 – (-279) = 0,279 ^оС. Маса гліцерину, що припадає на 1000 г води:

m = г.

Підставляємо в рівняння значення маси гліцерину і знаходимо його молярну масу: M = K ; M = = 92 г/моль.

П р и к л а д 5. Розрахувати масову частку водного розчину сечовини (NH₂)₂CO, знаючи, що температура кристалізації розчину дорівнює -0,465^о С.

Р о з в ’ я з а н н я. Температура кристалізації чистої води 0^о С, а тому t = 0 – (-0,465) = 0,465 ^оС. Знаючи, що молярна маса сечовини 60 г, знаходимо масу розчиненої речовини, яка припадає на 1000 г води за формулою: m = г.

Загальна маса розчину, в якому знаходиться 15 г сечовини, становить 1000 + 15 = 1015 г.

Масову частку сечовини в цьому випадку розраховуємо за відношенням:

в 1015 г розчину - 15 г речовини

в 100 г розчину - х г речовини, х = = 1,48 %.

 

 

Л А Б О Р А Т О Р Н А Р О Б О Т А № 4

ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ

Запитання і задачі:

1. У чому полягає суть теорії електролітичної дисоціації?

2. Механізм процесу електролітичної дисоціації електроліту з точки зору хімічного зв’язку.

3. Кількісні характеристики здатності електролітів дисоціювати (ступінь, константа дисоціації; фактори, які на них впливають).

4. Скласти рівняння дисоціації окремих класів неорганічних сполук: гідроксидів, кислот, солей (середніх, кислих, основних).

5. Пояснити відмінні та спільні риси процесів дисоціації сильних і слабких електролітів.

6. Написати іонно-молекулярні рівняння реакцій взаємодії між водними розчинами таких речовин: K₂CO₃ і K₂SO₄; Pb(NO₃)₂ i Na₂S; CH₃COOH i NaOH.

7. Скласти молекулярні рівняння реакцій, яким відповідають такі іонно-молекулярні рівняння:

ZnOH⁺ + H⁺ = Zn²⁺ + H₂O;

СO₃ ^2- + 2H⁺ = СO₂ + H₂O;

Fe(OH)₃ + 3H⁺ = Fe³⁺ +3H₂O.

Проведення дослідів