Опыт 1. Реакция среды водного раствора соли
Работа выполняется по вариантам (табл.1).
Таблица1. Данные к опыту 1
| Вариант | Соли | ||
| ZnCl2 | Na2SO3 | NaCI | |
| Cu(NO3)2 | NaHCO3 | Na2SO4 | |
| MgCl2 | Na3BO3 | KCI | |
| Al(NO3)3 | KNO2 | K2SO4 | |
| Pb(NO3)2 | K2CO3 | NaNO3 | |
| ZnSO4 | K2CrO4 | KCl | |
| NH4Cl | Na2SiO3 | KNO3 | |
| MgCl2 | NaH2PO4 | K2SO4 | |
| Ni(NO3)2 | CH3COONa | NaCl | |
| Al2(SO4)3 | Na2SO3 | NaBr |
Для предложенных солей данного варианта определите возможность протекания гидролиза и тип гидролиза: по катиону или по аниону. Для этого воспользуйтесь таблицами констант диссоциации слабых кислот и оснований (смотри приложение).
Методика выполнения опыта
В трех пробирках растворите несколько кристалликов каждой соли, добавьте 1 – 2 капли универсального индикатора для определения рН и сравните цвет раствора со шкалой цветности индикатора. Запишите результаты определения области значения рН и уравнения реакции гидролиза в ионном и молекулярном виде, учитывая специфику гидролиза многозарядных ионов. В выводе отметьте, правильно ли Вы определили тип соли.
Опыт 2. Влияние различных факторов на степень гидролиза
Опыт 2.1. Влияние разбавления на степень гидролиза
В сухую пробирку внесите с помощью пипетки 10-15 капель насыщенного раствора ацетата натрия и 1 каплю раствора фенолфталеина. Отметьте появление окраски индикатора, связанное с гидролизом соли. Содержимое пробирки разделите на две пробирки. Одну оставьте для сравнения, во вторую добавьте 5 капель дистиллированной воды. В выводе отметьте, согласуются ли экспериментальные данные с теоретической зависимостью. Приведите соответствующие уравнения реакций.
Опыт 2.2. Влияние температуры на степень гидролиза соли
В сухую пробирку внесите 10-15 капель насыщенного раствора ацетата натрия и одну каплю индикатора (раствор фенолфталеина). Отметьте появление окраски индикатора, связанное с гидролизом соли. Содержимое пробирки разлейте на две пробирки. Одну оставьте без изменений, другую нагрейте. В выводе отметьте, согласуются ли экспериментальные данные с теоретической зависимостью. Приведите соответствующие уравнения реакций.
Опыт 2.3. Влияние силы кислоты, образующей соль, на степень гидролиза
Определите рН 0,1 М растворов Na2SO3 и Na2CO3. Для этого к 1 мл раствора каждой соли добавьте 1 каплю универсального индикатора. Измерьте рН. Запишите соответствующие уравнения реакций. Рассчитайте степень и константу гидролиза каждой соли; сделайте соответствующий вывод.
Форма отчета к лабораторной работе
Равновесие в растворах электролитов (Гидролиз солей)
Цель работы: изучение процесса гидролиза солей разного типа и влияния различных факторов на степень гидролиза.
Краткие теоретические основы работы
Гидролизом называется
Соль подвергается гидролизу по катиону, если она образована ____________________ основанием, __________________________ кислотой.
Соль подвергается гидролизу по аниону, если она образована ____________________основанием,__________________________кислотой.
Количественные характеристики гидролиза:
Основные факторы, влияющие на степень гидролиза:
1. ________________________________________________________________
2._________________________________________________________________
3._________________________________________________________________
Опыт 1.Реакция среды водного раствора соли
Соль 1. Уравнение диссоциации соли:______________________________________
Кислота, основание, образовавшие соль________________________________
Гидролиз идет по___________________________________________________
Ионное уравнение гидролиза _________________________________________
Молекулярное уравнение____________________________________________
Реакция среды_и область значений рH_____________________________________________________
Соль 2. Уравнение диссоциации соли:______________________________________
Кислота, основание, образовавшие соль________________________________
Гидролиз идет по___________________________________________________
Ионное уравнение гидролиза _________________________________________
Молекулярное уравнение____________________________________________
Реакция среды и область значений рH ______________________________________________________
Соль 3. Привести реакцию гидратации соли, не подвергающейся гидролизу при растворении.
Вывод:
.
Опыт 2. Влияние различных факторов на степень гидролиза
Опыт 2.1. Влияние разбавления на степень гидролиза
Ионное уравнение реакции гидролиза соли:_____________________________
__________________________________________________________________
Зависимость степени гидролиза от концентрации соли
Наблюдения________________________________________________________
Опыт 2.2. Влияние температуры на степень гидролиза
Ионное уравнение гидролиза соли:______________________________________________________________
Наблюдение________________________________________________________
Вывод:
Опыт 2.3. Влияние силы кислоты, образующей соль, на степень гидролиза
Соль 1. Ионное уравнение гидролиза:______________________________
Молекулярное уравнение:____________________________________________
Константа гидролиза:________________________________________________
Степень гидролиза:__________________________________________________
Результат эксперимента:_____________________________________________
Соль 2. Ионное уравнение гидролиза:__________________________________
Молекулярное уравнение:____________________________________________
Константа гидролиза:________________________________________________
Степень гидролиза:__________________________________________________
Результат эксперимента:_____________________________________________
Вывод:
Лабораторная работа № 7. Коллоидные растворы (2 часа)
Цель работы: получить конденсационным методом ряд коллоидных растворов, определить знак коллоидных частиц, провести их коагуляцию.
Теоретические основы работы
Коллоидным раствором называется система, состоящая из частиц дисперсной фазы и дисперсионной среды, где частицы фазы являются тонко (высоко)дисперсными. Системы, имеющие размеры частиц дисперсной фазы 10-7 – 10-9 м, могут быть получены двумя способами: конденсацией частиц вещества в гомогенных системах и дроблением крупных частиц до нужной степени дисперсности в гетерогенных системах.
Конденсационный способ образования дисперсных систем связан с выделением новой фазы из гомогенной системы, находящейся в метастабильном состоянии. Химический потенциал вещества в новой (стабильной) фазе меньше, чем в прежней метастабильной фазе (m2 < m1). Этот процесс проходит через стадию образования зародышей новой фазы, отделенных от прежней фазы поверхностью раздела. Образование зародышей новой фазы в метастабильной системе происходит в областях, где возникают флуктуации плотности вещества достаточной величины. Размеры образующихся частиц зависят от условий проведения процесса конденсации, т.е. от соотношения между скоростями двух одновременно идущих процессов – образования зародышей и увеличения их размеров. Для получения частиц коллоидных размеров необходимо значительное преобладание скорости образования зародышей.
Конденсационный способ получения включает два метода:
1) Физическая конденсация – это конденсация молекул одного вещества (дисперсной фазы) в другом (дисперсионной среде). Например, метод замены растворителя добавлением спиртовых растворов веществ в воду;
2) Химическая конденсация – получение коллоидных систем в результате протекания химической реакции с образованием трудно растворимого соединения, при этом могут быть использованы реакции любого типа. При получении коллоидов данным методом должны соблюдаться некоторые условия:
а) один из продуктов реакции должен быть трудно растворимым;
б) одно из исходных реагирующих веществ – электролит-стабилизатор, должно быть в избыточном количестве, для образования на поверхности кристалла двойного электрического слоя (ДЭС) – основного фактора агрегативной устойчивости;
Размер коллоидных частиц соизмерим с длиной волны света, поэтому для них характерны оптические свойства: 1) светорассеивание (рассеивается более интенсивно коротковолновая часть спектра, поэтому в растворе под действием узконаправленного луча появляется конус Тиндаля и бесцветный раствор золя приобретает различную окраску в отраженном и прямом свете; 2) абсорбция (объемное поглощение) световой волны.
Определить знак заряда коллоидной частицы в окрашенных золях можно простейшим методом капиллярного анализа. Матрица фильтровальной бумаги заряжена отрицательно. При нанесении на фильтровальную бумагу капли золя с положительно заряженными частицами идет адсорбция золя в центре пятна, а золь с отрицательно заряженными частицами дает равномерно окрашенное пятно.
Самопроизвольное разрушение коллоидных систем данной степени дисперсности называется коагуляцией. Любая коллоидная система характеризуется двумя видами устойчивости – агрегативной (способность сохранять данную степень дисперсности) и кинетической (способность сохранять равномерное распределение частиц дисперсной фазы по всему объему системы). Процесс коагуляции состоит из двух стадий: а) в силу изменения каких - либо параметров коллоидной системы (температуры, ионного состава и т.д.) она теряет агрегативную устойчивость, степень дисперсности уменьшается, коллоидные частицы укрупняются - это стадия скрытой коагуляции; б) стадия явной коагуляции является следствием потери системой и кинетической устойчивости. Последнюю стадию можно наблюдать визуально. Скорость коагуляции определяют следующие факторы:
1. Радиус действия сил притяжения. Этот радиус очень мал (порядка размера самих частиц), но всё же различен у частиц различных коллоидов. Увеличение этого радиуса способствует процессу коагуляции.
2. Скорость броуновского движения, которая определяет число столкновений частиц в единицу времени. Отсюда же вытекает и ускоряющее действие повышения температуры на коагуляцию.
3. Концентрация коллоидного раствора. Чем больше частиц находится в единице объёма, тем больше вероятность их столкновения, приводящего к слипанию их, тем выше скорость коагуляции.
4. Концентрация электролита. Наиболее важным фактором является электролитный баланс в системе. Увеличение содержания электролитов в системе приводит к сжатию ДЭС на межфазной границе: частица дисперсной фазы – дисперсионная среда и, следовательно, понижению энергетического барьера, препятствующего слипанию частиц (укрупнению) при их столкновении. Коагуляцию золя вызывает тот ион электролита-коагулятора, у которого знак заряда одноимёнен со знаком заряда противоиона мицеллы. Порог коагуляции зависит и от валентности коагулирующего иона. Эта зависимость выражается правилом значности (правилом Шульце-Гарди).
Воздействуя на (ДЭС), можно вызвать разрушение золя т.е. коагуляцию и затем отделение фазы от среды, т.е. седиментацию. Так коагуляцию можно вызвать введением электролитов или золей противоположного знака заряда. Разрушение золя можно вызвать и путем изменения температуры, которая влияет на адсорбцию ионов и молекул растворителя коллоидными частицами. Как правило, повышение температуры ведет к разрушению золей, однако известны случаи коагуляции золей и при понижении температуры.
Экспериментальная часть