Лабораторная работа 3. Реакции в водных растворах электролитов — КиберПедия


Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Лабораторная работа 3. Реакции в водных растворах электролитов



Цель работы

 

Ознакомление с условиями лабораторного практикума и формирование умений самостоятельно проводить экспериментальную работу на примере изучения основных закономерностей протекания реакций ионного обмена.

 

Пояснения к работе

Реакции ионного обмена – это реакции в растворах электролитов, при которых ионы одного вещества обмениваются с ионами другого вещества.

Электролитами называют вещества, которые в расплавах или в растворах при взаимодействии с растворителем распадаются на ионы (диссоциируют).

Ионы – это заряженные частицы, образованные из одного или нескольких атомов. Положительно заряженные ионы называют катионами, отрицательно заряженные – анионами.

Растворы сильных электролитов в результате полной диссоциации содержат в основном ионы, а растворы слабых электролитов содержат в основном нераспавшиеся (недиссоциированные) молекулы и небольшую часть ионов. Сила электролита характеризуется степенью диссоциации, которая показывает соотношение между числом распавшихся(диссоциированных) молекул и общим числом молекул: α = Nдис/Nобщ

 

К сильным электролитам (α > 30%) относят:

а) практически все растворимые соли;

б) кислоты: H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO4, HMnO4 и некоторые другие;

в) растворимые основания (щелочи) – гидроксиды металлов IA и IB групп периодической системы

К слабым электролитам относят остальные кислоты и основания, воду и другие вещества.

В реакциях ионного обмена наряду с растворимыми сильными электролитами участвуют (образуются или расходуются) нерастворимые вещества, газы, малодиссоциированные соединения (слабые электролиты). Уравнения ионообменных реакций записывают в трех формах: 1) молекулярной, 2) полной ионной и 3) сокращенной ионной. В качестве примера составим уравнение для реакции между растворами нитрата бария и сульфата натрия.

Молекулярное уравнение

Ba(NO3)2 + Na2SO4 = BaSO4$ + 2NaNO3

Полное ионное уравнение

Ba2+ + 2NO3-+ 2Na+ + SO42- = BaSO4$ + 2Na+ + 2NO3-

Сокращенное ионное уравнение

Ba2+ + SO42- = BaSO4$

При составлении ионных уравнений сильные растворимые электролиты записывают в виде ионов: катионов (положительно заряженных ионов) и анионов (отрицательно заряженных ионов). Нерастворимые вещества, газы и слабые электролиты записывают в виде молекул. Внимательно изучите таблицу растворимости – она не только подскажет, какие вещества нерастворимы, но и поможет вам правильно определить заряды катионов и анионов для сильных электролитов.



Сокращенное ионное уравнение наиболее ясно выражает сущность реакции. В нашем примере видно, что реакция свелась к образованию нерастворимого вещества (осадка) сульфата бария.

Реакции в растворах электролитов практически необратимы и идут до конца в случаях, когда образуется: а) осадок, б) газ, в) слабый электролит.

 

Примеры уравнений реакций с образованием осадка

 

Взаимодействие растворов кислоты и соли

H2SO4 + Pb(NO3)2 = PbSO4$ + 2HNO3

2H+ + SO42- + Pb2++2NO3- = PbSO4$ + 2H++ 2NO3-

Pb2+ + SO42- = PbSO4$

 

 

Взаимодействие растворов сильного основания (щелочи) и соли

2NaOH +MgSO4 = Mg(OH)2$ + Na2SO4

2Na+ + 2OH- + Mg2+ + SO42- = Mg(OH)2$ + 2Na+ + SO42-

Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2$

 

 

Взаимодействие растворов двух солей

AgNO3 + NaCl = AgCl$ + NaNO3

Ag+ NO3- + Na+ + Cl- = AgCl$ + Na+ + NO3-

Ag+ + Cl- = AgCl$

 

 

Взаимодействие газа (кислотного оксида) с сильным основанием

SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3$ + H2O

SO2 + Ca2+ + 2OH- = CaSO3$ + H2O

 

 

Примеры уравнений реакций с образованием газа

Взаимодействие кислоты и соли

H2SO4 + K2SO3 = K2SO4 + H2O + SO2#

2H+ + SO42- + 2K+ + SO32- = 2K+ + SO42-+ H2O + SO2#

2H+ + SO32- = H2O + SO2#

Взаимодействие сильного основания и соли

NaOH + NH4NO3 = NaNO3 + NH3# + H2O

Na+ + OH- + NH4+ + NO3- = Na+ + NO3- + NH3# +H2O

NH4+ + OH- = NH3# +H2O

Примеры уравнений реакций с образованием слабого электролита

 

Реакция нейтрализации

2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O

2Na+ + 2OH- + 2H++ SO42- = 2Na++ SO42-+ 2H2O

OH- + H+ = H2O

 

Взаимодействие нерастворимого основания и кислоты

Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O

Cu(OH)2 + 2H+ + SO42- = Cu2+ + SO42- + H2O

Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + H2O

 

Образование слабой кислоты

2NaCH3COO + H2SO4 = Na2SO4 + CH3COOH

2Na+ + CH3COO- + 2H+ + SO42-= 2Na+ + SO42- +CH3COOH

CH3COO- + H+ = CH3COOH

 

 

Задание для самопроверки и получения допуска к работе в лаборатории

 

При домашней подготовке необходимо:

 

1. Самостоятельно изучить методические рекомендации к данной лабораторной работе, конспект и литературу по теме.

2. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

3. Решить экспериментальную задачу.

 

Контрольные вопросы

1. Какие реакции называют реакциями ионного обмена?

2. Что такое ионы? В результате какого процесса они образуются?

3. Какие вещества называют сильными электролитами?

4. Какие вещества называют сильными электролитами? Назовите некоторые из них.

5. Какие вещества называют слабыми электролитами?

6. В каких случаях реакции ионного обмена необратимы?

7. Как записываются уравнения реакций ионного обмена?



Экспериментальная задача.

Даны растворы:

серной кислоты,

гидроксида натрия,

хлорида бария,

cульфата меди(II).

Пользуясь таблицей растворимости, определите, при сливании каких растворов будут образовываться нерастворимые вещества (осадки). Составьте уравнения соответствующих реакций в молекулярной, ионной и сокращенной ионной формах.

 

 

Работа в лаборатории

 

Реактивы: Оборудование:

раствор карбоната натрия (Na2CO3) штатив

раствор серной кислоты (H2SO4) шесть пробирок

раствор гидроксида натрия (NaOH)

раствор хлорида бария (BaCl2)

раствор сульфата меди (CuSO4)

измельченный мел (CaCO3 с примес.)

индикатор фенолфталеин

 

 

Порядок работы:

 

1. Реакции обмена, сопровождающиеся выделением газа.

Подготовить две пробирки.

Опыт 1.1. В первую пробирку налить раствор карбоната натрия и добавить по каплям раствор кислоты.

Опыт 1.2. Во вторую пробирку положить кусочек мела и добавить по каплям раствор кислоты.

 

2. Реакции обмена с образованием слабого электролита.

Подготовить одну пробирку.

Опыт 2.1. В пробирку налить раствор гидроксида натрия и добавить две-три капли индикатора. К полученному раствору добавить по каплям раствор кислоты до исчезновения окраски индикатора.

 

3. Реакции обмена, сопровождающиеся образованием осадка.

Пользуясь таблицей растворимости солей и оснований в воде, подберите из имеющихся реактивов такие растворы, которые при взаимодействии между собой привели бы к образованию нерастворимого соединения (осадка).

Подготовьте необходимое число пробирок.

Осуществите на практике эти реакции.

 

В ходе работы все наблюдения необходимо заносить в отчет.

По окончании эксперимента необходимо записать в отчете уравнения всех проведенных реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

На основании сокращенных ионных уравнений объяснить свои наблюдения и сущность происходящих превращений.

 

 

Лабораторная работа 3






Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...





© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.013 с.