3.Охладите раствор до комнатной температуры и измерьте рН охлажденного раствора. Происходит ли снова смещение равновесия гидролиза?

4.Сделайте вывод о влиянии температуры на степень гидролиза. Исследуемый в опыте раствор из пробирки вылейте в раковину.

5.3. Влияние состава солей на степень их гидролиза

Порядок выполнения опыта

1.Приготовьте для исследования раствор Na2СO3 (опыт 1) и однонормальные растворы карбоната аммония и сульфита натрия.

2.Проведите измерение рН раствора Na2SO3 с помощью рН-метра (см. 4.2) и запишите результат опыта. Сравните значения рН растворов

Na2CO3 (опыт 4.2) и Na2SO3.

3.Напишите ионные и молекулярные уравнения реакций гидролиза этих солей по первой ступени. В каком растворе концентрация ОН-- ионов более высокая? Степень гидролиза какой соли больше? Какой анион обладает большей поляризуемостью?

4.Вычислите значение рН раствора Na2SO3, используя значения констант диссоциации H2SO3 при 25 0С: К1 = 1,7·10–2, К2 = 6,3·10–8.

5.Проведите измерение водородного показателя раствора

(NH4)2CO3 с помощью рН-метра и запишите результат опыта. Сравните значения рН растворов Na2CO3 (опыт 4.2) и (NH4)2CO3.

6.Напишите ионные и молекулярные уравнения реакций гидролиза солей. Рассчитайте рН обоих растворов. Сделайте вывод о влиянии силы

кислоты и основания, образующих соль, на степень гидролиза этой соли (константа диссоциации гидроксида аммония при 25 0С равна 1,79·10–5).

Опыт 6. Ионообменные реакции в растворе карбоната натрия

6.1.Получение углекислого газа

Впробирку поместите микрошпатель сухой соли Na2CO3 и две-три капли 1 н. соляной кислоты. Что наблюдается в растворе? Напишите уравнение реакции в ионном и молекулярном виде.

6.2.Получение и растворение малорастворимых веществ

Порядок выполнения опыта

1. В одну пробирку налейте 5–6 капель соли магния, во вторую – столько же соли цинка, в третью – соли свинца (II). Во все пробирки добавьте раствор Na2CO3, приготовленный в опыте 1. Что наблюдается в растворе?

121

2.Напишите уравнения реакций в ионном и молекулярном виде.

3.Запишите условия выпадения осадков, используя значения произведений растворимости карбонатов магния (2,1·10-5), свинца (7,5·10-14)

ицинка (1,5·10-11).

4.Полученные осадки разделите пополам. К одной части добавьте концентрированный раствор соляной кислоты, размешайте содержимое пробирок стеклянной палочкой. В каком случае осадок быстро растворяется? Осадки каких веществ практически не растворяются?

5.Напишите уравнения реакций растворения осадков в соляной кислоте. Объясните причину растворения осадков, сравнив значения про-

изведений растворимости карбонатов металлов и констант диссоциации угольной кислоты (К1 = 4,5·10-7; К2 = 1,8·10-11). Значение какой константы диссоциации определяет равновесие ионов в растворе?

6.К другой части осадков прибавьте концентрированный раствор гидроксида натрия. Напишите уравнения реакций растворения осадков в гидроксиде натрия. Имейте в виду, что при взаимодействии карбоната

цинка с гидроксидом натрия в растворе образуется комплексное соединение тетрагидроксоцинкат натрия (Кн = 3,6 10-16).

7.Сравните значения произведений растворимости карбонатов с произведениями растворимости гидроксидов магния и свинца и константой нестойкости комплекса и объясните протекание реакций.

Лабораторная работа 2

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ХЛОРИДА АММОНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО СВОЙСТВ

Цель работы: 1) приобретение навыков приготовления раствора из сухой соли и из более концентрированного раствора;

2)освоение методик титрования раствора NH4Cl и определения водородного показателя среды;

3)изучение свойств раствора NH4Cl, связанных с его гидролизом и протеканием ионообменных реакций.

Опыт 1. Приготовление раствора из сухой соли

Раствор можно приготовить растворением навески сухой соли в воде.

Порядок выполнения опыта

1. Получите у преподавателя задание и рассчитайте, сколько сухой соли и воды потребуется для приготовления 250 мл раствора NH4Cl заданной концентрации. Расчет предъявите преподавателю для проверки.

122

2.Взвесьте необходимое количество соли на имеющихся в лаборатории весах с точностью до 0,01 г и через воронку перенесите соль в коническую колбу на 300 мл.

3.Отмерьте мерным цилиндром необходимый объём воды и через воронку постепенно приливайте её в колбу с навеской соли. Промыв воронку водой, выньте её из колбы, а оставшуюся воду из цилиндра перелейте в колбу, перемешивая раствор плавным круговым движением колбы.

4.Приготовленный раствор из конической колбы перелейте в стеклянный цилиндр и измерьте ареометром его плотность (см. раздел «Измерительные приборы и некоторые операции химической лабораторной практики»). Запишите результат измерения.

5.Используя справочные данные (табл. 12) и метод интерполяции, по измеренному значению плотности раствора определите массовую до-

лю NH4Cl в приготовленном растворе. Имейте в виду, что полученное значение ориентировочно. Более точно концентрация приготовленного раствора определяется методом кислотно-основного титрования (опыт 3).

Та б л и ц а 12

Соотношение плотности (ρ, г/мл) и концентрации (ω,%) раствора NH4Cl при 200С

6. Установите расхождение экспериментально определенной массовой доли приготовленного раствора по сравнению с заданной. Рассчитайте погрешность, допущенную при приготовлении раствора:

Ввыводе укажите причины погрешности.

7.Вычислите молярную концентрацию (СМ), титр (Т) и моляльность (Сm) приготовленного раствора NH4Cl. Исходя из реакции

NH4Cl + NaOH= NaCl + H2O + NH3,

рассчитайте также молярную концентрацию эквивалента (Сэк). Результаты опыта занесите в таблицу:

8. Приготовленный раствор сохраните для следующих опытов.

123

Опыт 2. Приготовление раствора методом разбавления

Раствор соли заданной концентрации можно приготовить разбавлением более концентрированного раствора.

Порядок выполнения опыта

1.Для разбавления используйте в качестве исходного раствор

NH4Cl, приготовленный в опыте 1. Рассчитайте объем воды и исходного раствора NH4Cl для приготовления 100 мл в 10 раз менее концентрированного раствора. Расчет предъявите преподавателю для проверки.

2.Отмерьте цилиндром рассчитанный объем исходного раствора NH4Cl и перенесите его через воронку в мерную колбу.

3.Содержимое колбы разбавьте дистиллированной водой. Внимание! Когда уровень жидкости будет ниже метки колбы на 0,5 см, воду следует добавлять по каплям из капельницы до тех пор, пока нижний уровень линии мениска не коснется метки на колбе.

4.Приготовленный раствор закройте пробкой и тщательно перемешайте.

5.Аналогично приготовьте такой же объем в 10 раз менее концен-

трированного раствора. Для разбавления используйте раствор NH4Cl, приготовленный по п.п. 1–4.

6.Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента приготовлен-

ных разбавлением растворов NH4Cl. Приготовленные растворы сохраните для следующих опытов.

Опыт 3. Определение концентрации раствора титрованием

Для точного определения концентрации приготовленных в опыте 2 растворов NH4Cl можно использовать кислотно-основное титрование раствором щелочи. При этом в растворе протекает реакция:

NH4Cl + NaOH = NH3 + H2O + NaCl.

Поскольку реакция в растворе между веществами протекает без изменения окраски, следить за её ходом целесообразно с помощью фенолфталеина. В процессе титрования при прибавлении щелочи к раствору хлорида аммония этот индикатор приобретет малиновую окраску в тот момент, когда NH4Cl окажется превращенным в NH4OH. Изменение цвета индикатора в растворе свидетельствует о том, что затраченное в реакции количество щелочи эквивалентно количеству определяемого NH4Cl (точка эквивалентности). Значение рН насыщенного раствора NH4OH (≈8) совпадает с областью перехода рН фенолфталеина (табл. 5).

124