ПРИМЕР 4. Образование комплексного соединения

Al(OH)₃(тв) + NaOH = Na[Al(OH)₄](р-р)

ионно – молекулярное уравнение: Al(OH)₃ + OH^- = [Al(OH)₄]^-, т.о. идет растворение осадка гидроксида алюминия. Константа равновесия Кс = К _Al(OH) /К_{[Al(OH) ]} .

Разрушению гидроксо-комплекса в кислой среде соответствует ионно-молекулярное уравнение:

[Al(OH)₄]^- + 4Н⁺ = Al(OH)₃¯ + 4Н₂О.

 

Экспериментальная часть.

ОПЫТ 1. Нейтрализация кислот щелочью.

Проводится нейтрализация соляной, серной и уксусной кислот раствором гидроксида натрия. Направление и степень протекания реакции определяется по изменению окраски индикатора – лакмуса.

№	Окраска лакмуса в кислоте	Окраска после добавления NaOH	Вывод о протекании реакции
1.	HCl
2.	H2SO4
3.	CH3COOH

В 3 пробирки внесите по 3 капли раствора (0,1 моль/л) кислоты: в первую - HCl, во вторую - H₂SO₄, в третью - CH₃COOH. В каждую пробирку добавьте 1 каплю лакмуса, окраску индикатора отметьте в таблице (колонка 2).

В пробирки с кислотами добавляйте по каплям раствор NaOH (0,1 моль/л), отметьте изменение окраски раствора (колонка 3 таблицы). Сделайте выводы о направлении протекания реакций (колонка 4 таблицы).

Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения проведенных реакций (см.ПРИМЕР1).

Какие из трех реакций идентичны? Рассчитайте значения констант равновесия Кс (по ур. 1):

 

ОПЫТ 2. Гидролиз солей.

Исследуется характер среды растворов некоторых солей. Получите у преподавателя задание к опыту, запишите в таблицу формулы солей и значения концентраций растворов.

№	Исследуемая соль	Концентрация раствора	рН раствора

С помощью универсальной индикаторной бумаги (или рН-метра) определите рН растворов данных солей.

Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей. Рассчитайте константу гидролиза каждой соли (см. ПРИМЕР 2), сделайте вывод о состоянии равновесия. Рассчитайте теоретическое значение рН для каждого случая. Рассчитанные и экспериментальные значения рН отметьте в таблице.

 

ОПЫТ 3. Образование и растворение малорастворимых электролитов.

Исследуется возможность образования осадка карбоната магния при взаимодействии соли магния с карбонатом и гидрокарбонатом натрия:

1). MgCl₂ + Na₂CO₃ = MgCO₃ + 2 NaCl

2). MgCl₂ + NaHCO₃ = MgCO₃ + NaCl + HCl

В две пробирки налейте по 2-3 капли раствора хлорида магния, после чего в одну добавьте 2-3 капли раствора карбоната натрия, в другую – столько же раствора гидрокарбоната магния. Отметьте, в каком случае выпадает осадок.

Напишите ионно-молекулярные уравнения реакций. Рассчитайте значения констант равновесия, на основании расчетов объясните результаты опыта.

 

ОПЫТ 4. Образование и разрушение комплексов.

В опыте рассматривается реакция образования тетрагидроксоалюминат-иона [Al(OH)₄] при растворении амфотерного гидроксида алюминия в щелочи и реакция его разрушения при взаимодействии с кислотой.

В пробирке получите осадок Al(OH)₃, для чего к 2-3 каплям раствора Al₂(SO₄)₃ добавьте такой же объем раствора NaOH (1 моль/л). К полученному осадку прилейте избыток раствора NaOH до полного растворения осадка. В полученный раствор добавьте 1-2 капли раствора фенолфталеина, а затем раствора серной кислоты (1 моль/л) до обесцвечивания индикатора. К полученному раствору добавьте несколько капель раствора NaOH.

Результаты всех операций отметьте в таблице.

№	Операция	Наличие осадка Al(OH)3	Окраска раствора	Образование (разрушение) комплекса
	Al2(SO4)3 + NaOH
	Добавление избытка NaOH
	Добавление фенолфталеина
	Добавление H2SO4
	Добавление NaOH

Напишите ионно-молекулярное уравнение реакции образования гидроксида алюминия (п.1):

 

 

Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций образования (п.2) и разрушения (п.3) комплексного иона (см. ПРИМЕР 4), рассчитайте величины Кс, сопоставьте полученный вывод с результатами эксперимента:

 

 

Контрольные вопросы.

I. Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакции нейтрализации, в которой образуется соль:

1). Mn(NO₃)₂ 2). K₂CO₃ 3). CrCl₃ 4). K₂S 5). Pb(NO₃)₂

Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения гидролиза данной соли.

 

II. По данному ионному уравнению реакции составьте соответствующее молекулярное уравнение:

1). Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃ 2). Pb²⁺ + SO₄^2- = PbSO₄ 3). Hg²⁺ + 2I^- = HgJ₂

4). Ag⁺ + Cl^- = AgCl 5). Fe²⁺ + S^2- = FeS

 

III. Определите возможность самопроизвольного протекания реакции:

1). Cr(OH)₃ + 3 HCl = CrCl₃ + 3 H₂O 2). AgCl + NaCl = Na[AgCl₂]

3). FeCl₂ + 2 NH₄OH = Fe(OH)₂ + 2 NH₄Cl 4). HgJ₂ + 2 KJ = K₂[HgJ₄]

5). Pb(OH)₂ + Na₂CO₃ = PbCO₃ + 2 NaOH

 

Вариант предлабораторного теста.

I. Слабыми кислотами являются:

1) CH₃COOH 2) HCN 3) HNO₃ 4) HCl

 

II. Сильными основаниями являются:

1) Fe(OH)₂ 2) KOH 3) NH₄OH 4) Ba(OH)₂

 

III. Частично диссоциируют при растворении соли:

1) KCl 2) CaSO₄ 3) CuS 4) AgNO₃

 

IV. Укажите реакции гидролиза:

1) Na₂S + H₂O = NaHS + NaOH 2) CuCl₂ + H₂O = CuOHCl + HCl

3) NaOH + HCl = NaCl + H₂O 4) KHSO₃ + KOH = K₂SO₃ + H₂O

 

V. В растворе не могут протекать следующие реакции:

1) K₂SO₄ + 2H₂O = 2KOH + H₂SO₄ 2) HCl + KOH = KCl + H₂O

3) 2KNO₃ + BaCl₂ = Ba(NO₃)₂ + 2KCl 4) CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + 2NaCl

 

VI. Ионно-молекулярное уравнение реакции Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S записывается:

1) 2Na⁺ + S^2- + 2HCl = 2NaCl + H₂S 2) S^2- + 2H⁺ = H₂S

3) Na⁺ + Cl^- = NaCl 4) Na₂S +2H⁺ = 2Na⁺ + H₂S

 

VII. Ионно-молекулярное уравнение H⁺ + OH^- = H₂O соответствует следующему молекулярному уравнению:

1) NaHCO₃ + NaOH = Na₂CO₃ + H₂O 2) H₂S + 2KOH = K₂S + 2H₂O

3) Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O 4) Ba(OH)₂ + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + 2H₂O

 

VIII. Константа равновесия Kc реакции NH₄⁺ + H₂O = NH₄OH + H⁺ записывается в виде:

1) [NH₄OH]+[H⁺] 2) [NH₄⁺] 3) [NH₄⁺]+[H₂O] 4) [NH₄OH][H⁺]

[NH₄⁺]+[H₂O] [NH₄OH][H⁺] [NH₄OH]+[H⁺] [NH₄⁺]

 

IX. Константа равновесия Кс реакции Cu²⁺ + H₂O = CuOH⁺ + H⁺ численно равна:

1) K_CuOH/K_{H O} 2) K_{H O}/ K_CuOH 3) K_{H O} 4) 1/ K_{H O}

 

X. Реакция ионного обмена протекает преимущественно в обратном направлении при условии:

1) Кс >> 1 2) Кс << 1 3) Кс @ 1

 

Ответы и комментарии.

 

I. 1.2 см. таблицу сильных и слабых электролитов

II. 2,4 см. таблицу сильных и слабых электролитов

III. 2,3 см. таблицу растворимости

IV. 1,2 по определению, ПРИМЕР 2

V. 1,3 не образуется слабых электролитов

VI. 2 по правилу составления ионно-молекулярных реакций

VII. 4 по правилу составления ионно-молекулярных реакций

VIII. 4 см. ЗДМ

IX. 2 см. уравнение 1, стр. 1

X. 2 см. направление протекания самопроизвольных процессов