Изучение свойств растворов гидролизующихся солей

Цель работы: изучить свойства растворов гидролизующихся солей, факторы, влияющие на равновесие в растворе гидролизующейся соли, определить характер среды в указанных растворах, используя традиционные индикаторы – фенолфталеин и метилоранж, провести измерение рН с использованием рН-метра.

В результате выполнения данной работы студент должен:

– уметь определять тип гидролиза соли;

– уметь записать уравнение гидролиза в ионном виде;

–уметь выполнять расчеты на основании равновесия гидролиза;

–уметь доказать как можно усилить, ослабить гидролиз.

Оборудование и реактивы: рН-метр, набор пробирок в штативе, капельницы с растворами, пипетки глазные, водные растворы хлорида железа (III), хлорида аммония, хлорида натрия, сульфата натрия, ацетата натрия, карбоната натрия, гидрокарбоната натрия, аммиака, соляной кислоты, уксусной кислоты, гидроксида натрия, растворы метилового оранжевого и фенолфталеина, ацетат натрия кристаллический, универсальная индикаторная бумага.

Порядок выполнения работы

1. В пронумерованные пробирки, отобрать по 1 – 2 см³ указанных растворов и внести в них несколько капель фенолфталеина – наблюдения внести в таблицу 1 с учетом сведений из таблицы 2.

2. Провести аналогичные испытания с использованием индикатора метилоранжа и наблюдения внести в таблицу 6.

3. Смочить универсальные индикаторные полоски исследуемыми растворами и, сравнивая их окраску с эталонной цветовой шкалой, оценить величину рН с точностью ± 0,5.

4. Потенциометрическое измерение рН является самым точным: ±0,05. Перед началом измерений рН-метр калибруют с использованием стандартных растворов, состав которых и значение рН являются государственным стандартом. Эти растворы готовят на основе промышленно изготовленных фиксаналов. В лабораторной практике обычно используют стандартные растворы со значениями рН равными 1,68; 4,01; 6,86 и 9,18, что позволяет после калибровки проводить измерения во всем рабочем интервале рН от 0 до 14.

5. В стеклянный стаканчик вместимостью 50 см³ наливают около 25 см³ раствора. Перед измерением электроды ополаскивают дистиллированной водой, осушают (аккуратно промокают) фильтровальной бумагой, опускают в раствор и фиксируют показания прибора, которые заносят в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты исследования характера среды растворов кислот, оснований и солей.

№	Растворы	Окраска раствора в присутствии фенолфталеина и область рН	Окраска раствора в присутствии метилоранжа и область рН	Окраска универсальной индикаторной бумаги и значение рН	Значение рН, измеренное с помощью рН-метра
	HCl
	CH3COOH
	FeCl3
	NH4Cl
	H2O(дист.)
	NaCl
	Na2SO4
	CH3COONa
	NH4OH
	NaНCO3
	Na2CO3
	NaOH

Справочные материалы.

Константы диссоциации: К(CH₃COOH) = 1,754·10^–5; К₃(Fe(OH)₃) = 1,35·10^–12; К(NH₄OH) = 1,77·10^–5; К₁(Н₂CO₃) = 4,45·10^–7; К₂(Н₂CO₃) = 4,69·10^–11.

Таблица 2 – Важнейшие кислотно-основные индикаторы.

Индикатор	Интервал рН перехода окраски индикатора	Окраска
молекулярная форма HInd	ионная форма Ind–
Метилоранж	3,1 – 4,0 Оранжевый	Красный рН< 3,1	Желтый рН > 4,0
Фенолфталеин	8,2 – 10,0 Слабо-розовый	Бесцветный рН< 8,2	Пурпурный рН > 10,0

При оформлении результатов лабораторной работы необходимо:

1. Записать уравнения равновесных процессов в растворах кислот, оснований и гидролизующихся солей; обосновать наблюдаемые явления, полученные результаты. Для раствора NaНCO₃ обосновать характер среды, сравнивая константы диссоциации и гидролиза гидрокарбонат-иона.

2. По результатам измерения рН на pH-метре рассчитать молярные концентрации растворенных веществ в растворах, которые обуславливают полученные значения рН, используя для расчетов приведенные значения констант диссоциации.

Решить следующие задачи :

3) Определить рН 0,1 М раствора Na₃PO₄, если степень гидролиза равна 34 %. Ответ: 12,53.

4) Определить рН раствора, полученного при нейтрализации 0,05 М NaHCO₃ на 100 % 0,1 М раствором NaOH. Ответ: 11,5.

5) Рассчитать молярную концентрацию ацетата калия, используемого в качестве осмо­тического диуретика, если рН его раствора равен 8,25. Ответ: 5,6 · 10^{-3 М.}

6) Степень гидролиза соли щелочного металла и одноосновной кислоты в растворе кон­центрации 0,1моль/л равна 0,0014%. Найдите К_г этой соли и К_д образовавшей ее кислоты. Ответ: 1,96·10^-11; 5·10^-4.

7) Всегда ли в реакциях нейтрализации среда в момент эквивалентности кислоты и основания (точка эквивалентности) будет нейтральной? Приведите примеры.