Равновесия в растворах электролитов

Приборы, посуда и реактивы: прибор для измерения электропровод­ности растворов; 10 пробирок, держатель для пробирок; спиртовка; пипетка на 5 мл; колба мерная на 100 мл; стаканы на 100 мл - 5 шт.; рН-метр; универсальный индикатор; дистиллированная вода; растворы: спирта, сахара, соляной кислоты, нитрата натрия, гидроксида натрия, нитрата висмута, ацетата натрия, карбоната калия, фосфата натрия, гидрофосфата натрия, дигидрофосфата натрия, хлорида натрия, хлорида алюминия, ацетата аммония, нитрата железа (III), тетрабората натрия, хлорида цинка, нитрата аммония, сульфита натрия, сульфата натрия, хлорида бериллия, хлорида магния, нитрата кальция, нитрата стронция, хлорида бария, нитрата цинка, нитрата кадмия (все растворы с концентрацией 0,1 моль/л), азотной кислоты (конц.), аммиака (конц.); растворы лакмуса и фенолфталеина; кристал-лические соли: карбонат натрия, хлорид аммония, ацетат натрия, нитрат аммония, нитрат свинца.

Ход работы

1. Электропроводность растворов электролитов

Для проведения опыта используют прибор для определения электропроводности растворов, состоящий из: стакана, угольных электродов, лампочки, электрической вилки. До начала опыта на концах электродов сделать насечку напильником, по кoторую погрузить электроды в иссле-дуемый раствор с целью сохранения постоянной величины их рабочей поверхности.

Прибор для определения электропроводности растворов

В стакан залить по метку на электродах дистиллированную воду, присоединить прибор к электрической сети и фиксировать наличие тока в замкнутой цепи. Опыт повторить с растворами спирта, сахара, соляной кис-лоты, нитрата натрия и гидроксида натрия. Перед каждым опытом электроды и стакан тщательно промыть дистиллированной водой. Записать уравнения электролитической диссоциации электролитов.

2. Степень диссоциации кислоты, основания и соли

В стакан прибора по метку на электродах залить концентрированную уксус­ную кислоту, включить прибор в сеть и фиксировать яркость накала лампы. За­тем подлить в стакан дистиллированную воду, а электроды поднять так, чтобы уровень раствора был на уровне метки. В процессе разбавления фиксировать изменение яркости накала лампы. Аналогичным образом про-вести опыт с концентрированным раствором аммиака. По яркости свечения лампы сделать вывод об изменении степени диссоциации в процессе разбав-ления. Для проверки вывода рассчитать степень диссоциации 0,1 н. и 0,001 н. растворов уксусной кислоты и сравнить их.

В стакан прибора налить немного концентрированного раствора амми-ака, включить ток и регистрировать степень накала лампы. После выключе-ния прибора из сети порциями добавлять ледяную уксусную кислоту из рас-чёта 1 объём кислоты на 2 объёма аммиака. После охлаждения раствора соли включить ток и вновь зафиксировать степень накала лампы. На основании проделанного эксперимента отнести исследованные соединения к сильным или слабым электролитам.

3. Окраска индикаторов

В девять чистых пробирок налить по 3 мл дистиллированной воды и прибавить в три из них по одной капле фенолфталеина, в следующие три - метилового оранжевого, а в остальные три - лакмуса. В три пробирки (с фе-нолфталеином, метиловым оранжевым и лакмусом) добавить 2-3 капли соляной кислоты; в три другие - по 2-3 капли раствора едкого натра; последние три оставить без изменения. Отметить в таблице окраску индикаторов в различных средах, записать уравнения реакций диссоциации кислоты и щёлочи.

4. Гидролиз

а) в десять пронумерованных пробирок налить по 3 мл 0,1 н. растворов солей:

карбоната калия, фосфата натрия, хлорида натрия, хлорида алюминия, ацетата аммония, нитрата железа (III), тетрабората натрия, хлорида цинка, нитрата аммония. Добавить по 1-2 капли лакмуса и сравнить окраску в пробирках с окраской лакмуса в десятой пробирке и результаты занести в таблицу.

Какие соли подвергаются гидролизу? Объяснить, чем обусловлена реакция среды в каждом случае. Составить уравнения реакций гидролиза;

5. Сдвиг равновесия гидролиза, обратимый и необратимый гидролиз:

а) в пробирку налить несколько капель раствора нитрата висмута и постепенно разбавлять водой до образования осадка. В пробирку с осадком прибавить несколько капель концентрированной азотной кислоты и зафик-сировать происходящие изменения. Записать уравнения реакций и на осно-вании константы равновесия объяснить наблюдения;

б) растворить нитрат свинца в воде; обратить внимание на помутнение раствора; добавить несколько капель азотной кислоты; объяснить наблю-даемое;

в) налить в пробирку 10 мл раствора хлорида железа (III) и столько же раствора карбоната натрия; содержимое нагреть. Какой газ выделяется и какой осадок образуется? Почему?

6. Влияние температуры на гидролиз

Налить в пробирку 4-5 мл раствора ацетата натрия и 1-2 капли фенол-фталеина. Довести раствор до кипения и наблюдать изменения в окраске индикатора. Записать уравнения гидролиза и объяснить наблюдения.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте понятия слабый и сильный электролит. Что такое степень диссоциации?

2. Под влиянием каких факторов происходит распад электролита на ионы в водном растворе?

3. Ионная сила раствора, активность ионов. В чем отличие между сильными и слабыми кислотами?

4. Какой величиной характеризуется состояние равновесия в водном растворе? Приведите примеры. Применим ли к равновесиям в водном раст-воре принцип Ле Шателье?

5. Что называется влиянием одноимённых и разноимённых ионов и как оно сказывается на состоянии равновесия?

6. Что называется гидролизом? Опишите гидролиз с помощью констант гидролиза.

7. Ионное произведение воды. Что такое рН и рОН раствора?