Лабораторная работа №1 / Пример первой работы (Симонян)
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
<<ЛЭТИ>> ИМ. В.И.УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)
Кафедра физической химии
ОТЧЕТ
По лабораторной работе №1
по дисциплине <<Химия>>
Тема: Химические свойства кислот, оснований, солей.
Студент: гр. 8802, Симонян С.О.
Преподаватель: Васильев Б.В.
Санкт-Петербург
2018
(1) Цели работы: изучение химических свойств кислот, оснований, солей.
(2) Основные теоретические положения:
1) Основания:
Основания - это гидроксиды металлов, при диссоциации которых образуются гидроксид-ионы (ОН-) и основные остатки: Cu(OH)2=(CuOH)++OH-.
Кислотность оснований определяется числом гидроксид-ионов в молекуле основания.
По растворимости в воде различают: основания, растворимые в воде – щелочи (гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов), основания, нерастворимые в воде, например Cu(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3 и др.
Водные растворы щелочей изменяют окраску индикаторов: в их присутствии лакмус синеет, бесцветный фенолфталеин становится малиновым, метиловый оранжевый – желтым. Щелочи получают, растворяя в воде оксиды щелочных и щёлочно-земельных металлов.
Основания реагируют с кислотными оксидами и кислотами с образованием соли и воды и не реагируют с основными оксидами и щелочами:
Fe(OH)2+2HCl2=FeCl2+2H2O;
Fe(OH)2+NaOH≠ .
Нерастворимые основания разлагаются при нагревании. Амфотерные гидроксиды проявляют как основные, так и кислотные свойства. К ним относятся, например, Cr(OH)3 , Zn(OH)2 , Be(OH)2 , Al(OH)3 и др.
2) Кислоты:
Кислоты – это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются ионы водорода и анионы кислотных остатков: H2CO3=2H++CO32-. По наличию кислорода в своем составе кислоты делятся на бескислородные (например, HCl, HBr, H2S) и кислородосодержащие (например, HNO3,H3PO4, H2SO4 ). В растворах кислот индикаторы меняют свою окраску: лакмус становится красным. Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими левее водорода в электрохимическом ряду напряжений (ряд активностей металлов), образуют соли и выделяют водород: 2Al+3H2SO4p=Al2(SO4)3+3H2↑
Водород не выделяется при взаимодействии металлов с азотной и концентрированной серной кислотами. Кислоты реагируют с основными оксидами и основаниями, образуя соль и воду.
3) Соли:
Соли – электролиты, при диссоциации которых образуются катионы основных остатков и анионы кислотных остатков. Соли делятся на средние, кислые и основные.
Средние соли, например Na2CO3, K2SO4, Ca3(PO4) 2, можно рассматривать как продукты полного замещения катионов водорода в кислоте катионами металла или как продукты полного замещения гидроксогрупп основания кислотными остатками.
Кислые соли – продукты неполного замещения катионов водорода многоосновных кислот катионами металла. Их образуют только многоосновные кислоты. Кислыми солями являются, например, NaHCO3, Ca(H2PO4)2, KHSO3.
Основные соли по составу являются продуктами неполного замещения гидроксогрупп основания кислотными остатками. Основные соли, например, (CuOH)2CO3, AlOH(NO3)2, FeOHCl, образуются только многокислотными основаниями.
Соли взаимодействуют с металлами, которые стоят в раду активности до металла, который входит в состав соли:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓, взаимодействуют друг с другом с образованием новых солей, взаимодействуют с основаниями, образуя новую соль и новое основание, взаимодействуют с кислотами с образованием новой соли и новой кислоты: для осуществление этой реакции необходимо, чтобы кислота была более сильная чем соль, на которую воздействует кислота:
2NaCl + H2 SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑.
(3) Экспериментальные результаты:
1) 1.12
1. CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2↓+Na2SO4 (синий осадок)
Cu2++SO42-+Na++2(OH)- →Cu2+(OH)2-↓+2Na++SO42-
Cu2++2(OH)- →Cu2+(OH)2-↓
2. FeCl3+3NaOH→Fe(OH)3↓+3NaCl (коричневый осадок)
Fe3++3Cl-+3Na++3(OH)- → Fe3+(OH)3-↓+3Na++3Cl-
Fe3++3(OH)- →Fe3+(OH)3-↓
3. MgSO4+2NaOH→Mg(OH)2↓+Na2SO4 (белый осадок)
Mg2++ SO42-+2Na++2(OH)- → Mg2+(OH)2-↓+2Na++SO42-
Mg2++2(OH)- → Mg2+(OH)2-↓
2) 2.5
1. Cu(OH)2↓+2HCl→2H2O+CuCl2
Cu2+(OH)2-↓+2H++2Cl-→2H2O2-+Cu2++2Cl-
Cu2+(OH)2-↓+2H+→2H2+O2-+Cu2+
2. Mg(OH)2↓+2HCl→2H2O+MgCl2
Mg2+(OH)2-↓+2H++2Cl-→2H2O+Mg2++2Cl-
Mg2+(OH)2-↓+2H+→2H2O+Mg2+
3) 1.14
1. NaOH+фенолфталеин → малиновый цвет
2. NaOH+HCl→NaCl+H2O
4) 1.16
1. NiSO4+2NaOH→Ni(OH)2↓+Na2SO4 (светлозелёный)
Ni2++SO42-+2Na++OH-→Ni2+(OH)2-↓+2Na++SO42-
Ni2++OH-→Ni2+(OH)2-↓
2. Ni(OH)2↓+2HCl→NiCl2+2H2O
Ni2+(OH)2-↓+2H++2Cl-→Ni2++2Cl-+2H2+O2-
Ni2+(OH)2-↓+2H+→Ni2++2H2+O2-
5) 1.18
1. ZnS04+2NaOH→Zn(OH)2↓+Na2SO4 (белый осадок)
Zn2++S042-+2Na++2(OH)-→Zn2+(OH)2-↓+2Na++SO42-
Zn2++2(OH)-→Zn2+(OH)2-↓
2. Zn(OH)2↓+2HCl→ZnCl2+2H2O
Zn2+(OH)2-↓+2H++2Cl-→Zn2++2Cl-+2H2+O2-
Zn2+(OH)2-↓+2H+→Zn2++2H2+O2-
3. Zn(OH)2↓+2NaOH→Na2[Zn(OH)4]
Zn2+(OH)2-↓+2Na++2(OH)-→2Na++[Zn(OH)4) ]2-
Zn2+(OH)2-↓+2(OH)-→ [Zn(OH)4]2-
6) 1.19
1* 1. Cr2(SO4)3+6NaOH→2Cr(OH)3↓+3Na2SO4
2Cr3++3(SO4)2-+6Na++6(OH)- →2Cr3+(OH)3-↓+6Na++3SO42-
2Cr2++6(OH)- →2Cr3+(OH)3-↓
2. Cr(OH)3↓+3HCl→CrCl3+3H2O
Cr3+(OH)3-↓+3H++3Cl-→Cr3++3Cl-+3H+2O2-
Cr3+(OH)3-↓+3H+→Cr3++3H+2O2-
3. Cr(OH)3↓+3NaOH→Na3[Cr(OH)6] (зелёный цвет)
Cr3+(OH)3-↓+3Na++3(OH)-→3Na++[Cr(OH)6]2-
Cr3+(OH)3-↓+3(OH)-→[Cr(OH)6]2-
2* 1. Al2(SO4)3+6NaOH→2Al(OH)3↓+3Na2SO4
2Al3++3(SO4)2-+6Na++6(OH)-→2Al3+(OH)3-↓+6Na++3(SO4)2-
2Al3++6(OH)-→2Al3+(OH)3-↓
2. Al(OH)3↓+3HCl→AlCl3+3H2O
Al3+(OH)3-↓+3H++Cl-→Al3++3Cl-+3H+2O2-
Al3+(OH)3-↓+3H+→Al3++3H+2O2-
3. Al(OH)3↓+3NaOH→Na3[Al(OH)6]
Al3+(OH)3-↓+3Na++3(OH)-→3Na++[Al(OH)6]3-
Al3+(OH)3-↓+3(OH)-→[Al(OH)6]3-
7) 2.8
1. NaCl+AgNO3→NaNO3+AgCl↓ (серебристый осадок)
Na++Cl-+Ag++NO3-→Na++NO3-+Ag+Cl-↓
Cl-+Ag+→Ag+Cl-↓
2. Na2SO4+BaCl2→BaSO4↓+2NaCl (белый осадок)
2Na++SO4-+Ba2++2Cl-→Ba2+SO4-↓+2Na++2Cl-
SO4-+Ba2+→Ba2+SO4-↓
3. CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl
Ca2++2Cl-+2Na++CO32-→Ca2+CO32-↓+2Na++2Cl-
Ca2++CO32-→Ca2+CO32-↓
8) 2.12
CoCl2+2NaOH→Co(OH)2↓+2NaCL (синий осадок)
Co2++2Cl-+2Na++2(OH)-→Co2+(OH)2-↓+2Na++2CL-
Co2++2(OH)-→Co2+(OH)2-↓
9) 2.13
1. Co(OH)2↓+2NaOH→Na2[Co(OH)4]
Co2+(OH)2-↓+2Na++2(OH)-→2Na++[Co(OH)4]2-
Co2+(OH)2-↓+2(OH)-→[Co(OH)4]2-
2. Co(OH)2↓+2HCl→CoCl2+2H2O
Co2+(OH)2-↓+2H++2Cl-→Co2++2Cl-+2H2O
Co2+(OH)2-↓+2H+→Co2++2H2O
10) 1.13
1. NaOH+метил оранжевый→оранжевый цвет
2. NaOH+лакмус→синий цвет
3. NaOH+фенолфталеин→малиновый цвет
11) 2.3
1. HCl+метил оранжевый→алый цвет
2. HCl+лакмус→красный цвет
3. HCl+фенолфталеин→цвет не меняется (бесцветный)
(4) Обработка экспериментальных результатов:
Опираясь на результаты экспериментов, можно составить следующие обобщенные схемы реакций:
1) соль + основание = нов. основание + нов. соль (одно из полученных веществ может выпасть в осадок);
2) основание +кислота = соль + вода
3) амфотерное основание + щёлочь = комплексный гидроксид щелочного металла и амфотерного металла
4) соль + соль = нов. соль + нов. соль (одна из солей выпадет в осадок)
5) основание + метил оранжевый = оранжевый окрас
основание + лакмус = синий окрас
основание + фенолфталеин = малиновый окрас
6) кислота + метил оранжевый = алый окрас
кислота +лакмус = красный окрас
кислота + фенолфталеин = цвет не меняется
(5) Вывод:
Химические свойства оснований, кислот и солей были изучены, и экспериментальные результаты совпали с теоретическими положениями.