Лабораторная работа №7. Произведение растворимости
Цель работы:изучение гетерогенных химических равновесий, условия образования осадков и их растворения.
Опыт 1. Сравнительная полнота осаждения солей свинца
Последовательность проведения:
1) в пробирку добавьте 4 – 6 капли 0,5М раствора нитрата свинца Pb(NO3)2 и столько же 0,5М раствора хлорида натрия NaCl;
2) содержимое пробирки профильтруйте через бумажный фильтр и фильтрат разлейте по 3 пробиркам;
3) в первую пробирку с фильтратом внесите 2 – 3 капли 2М HCl;
4) во вторую пробирку с фильтратом внесите 4 – 5 капли сульфида натрия Na2S (1М раствора);
5) в третью пробирку с фильтратом внесите 4 – 5 капли сульфата натрия Na2SO4 (1М раствора).
Обработка результатов:
1) запишите результаты наблюдений: образование осадка и его цвет;
2) допишите соответствующие уравнения реакций:
Pb(NO3)2 + NaCl = PbCl2 + …
белый осадок
Pb(NO3)2 + HCl = …
Pb(NO3)2 + Na2S = PbS + …
черный осадок
Pb(NO3)2 + Na2SO4 = PbSO4 + …
белый осадок
3) по таблице № приложения найдите величины ПР малорастворимых электролитов PbCl2, PbS и PbSO4;
4) на основании собственных наблюдений и табличных значений величин ПР сделайте вывод о полноте осаждения ионов Pb+2 различными осадителями: чем меньше ПР малорастворимого электролита, тем полнее идет осаждение ионов из раствора.
Опыт 2. Зависимость последовательности выпадения осадков от величины их ПР
Последовательность проведения эксперимента:
1) в две пробирки внесите 2-3 капли 0,5М раствора нитрата свинца Pb(NO3)2;
2) добавьте в первую пробирку такое же количество 1,0М раствора сульфата натрия Na2SO4, а в другую – 1,0М раствор хромата натрия Na2CrO4;
3) в третью пробирку внесите по 2 – 3 капли 1,0М растворов сульфата натрия Na2SO4 и хромата калия К2CrO4;
4) перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой и добавьте 2 капли 0,3М раствора нитрата свинца Pb(NO3)2;
Обработка результатов:
1) запишите результаты наблюдений: последовательность выпадения осадков и их цвет;
2) допишите соответствующие уравнения реакций:
Pb(NO3)2 + Na2SO4 = PbSO4 + …
белый осадок
Pb(NO3)2 + Na2CrO4 = PbCrO4 + …
желтый осадок
3) по таблице № приложения найдите значения величин ПР PbCrO4 и ПР PbSO4;
4) на основании наблюдений и табличных значений ПР объясните последовательность выпадения осадков: чем меньше ПР, тем раньше выпадает осадок.
Опыт 4. Условие растворения осадков
Условием образования осадка является превышение произведения текущих концентрации ионов малорастворимого электролита над его произведением растворимости. Растворение осадка малорастворимого электролита происходит при условии, что произведение концентраций его ионов меньше значения ПР.
Последовательность проведения
1) В пробирке смешайте 5 – 6 капель 0,5н раствора хлорида кальция CaCl2 и 5 – 6 капель 0,5н раствора оксалата аммония (NH4)2C2O4;
2) Хорошо перемешайте раствор с осадком и быстро разлейте по двум пробиркам;
3) В первую пробирку добавьте 2н раствор хлороводородной (соляной) кислоты HCl до полного растворения;
4) Во вторую пробирку влейте 2 – 3 капли 2н раствора уксусной кислоты CH3COOH.
Обработка результатов
1) Составьте соответствующие уравнения реакций, отметьте образование осадка, цвет осадка:
CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + …
белый осадок
CaC2O4 + 2HCl = CaCl2 + H2C2O4
осадок растворяется
CaC2O4 + 2H+ = Ca2+ + H2C2O4
2) По таблице № приложения найдите и выпишите значения констант степени диссоциации кислот;
3) На основании различия в силе применяемых кислот (HCl – сильная, CH3COOH - слабая) сделайте вывод о её влиянии на растворимость осадка:
Осадок CaC2O4 растворяется в HCl и практически не растворяется в CH3COOH, т. к. последняя является слабым электролитом (Кд = 1,8*10-5) и содержит в растворе мало ионов H+.
Вывод: растворение осадков зависит от концентрации ионов растворителя.
Контрольные вопросы и задания по теме
1) Найдите в таблице № приложения «Произведение растворимости» значения ПР следующих малорастворимых соединений: Fe(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)3, Zn(OH)2. Какой из гидроксидов прежде всего выпадет в осадок при действии щелочью NaOH на Fe2+, Cu2+, Fe3+, Zn2+?
2) По величине ПР сульфидов FeS, MgS, MnS, CuS (по таблице ПР) определить сульфид какого металла прежде всего выпадет в осадок.
3) В растворе одновременно находятся катионы Ba2+, Ca2+, Pb2+, Sr2+. К раствору прилили некоторое количество раствора Na2SO4, какая соль прежде всего образует осадок?
4) По ПР осадков AgCl, AgBr, AgY определите последовательность их растворения.
5) ПР Ag3PO4 составляет 1,3*10-20. Вычислите мольную растворимость (S, моль/л) и концентрацию ионов в растворе фосфата серебра.
6) Растворимость гидроксида магния Mg(OH)2 при 18˚С равна 1,7*10-4 моль/л. Найти ПР Mg(OH)2 при этой температуре.
7) Вычислить ПР Mg(OH)2, если в 1 л воды растворимость Mg(OH)2 равна 0,012 г.
8) ПР фосфорнокислого кальция Ca3(PO4)2 равно 1,2*10-14. Вычислить растворимость этой соли.
9) Вычислите растворимость (в г/л) иодата бария Ba(YO3)2. ПР соли равна 2,8*10-11.
10) ПР Ag3SO4 (1,6*10-5) и СaSO4 (2,4*10-5) – величины одного и того же порядка. Одинаковы ли их мольные растворимости (S, моль/л)?
11) В каких случаях растворимость малорастворимых электролитов особенно зависит от концентрации водородных ионов? Одинаково ли влияет увеличение кислотности среды на растворимость AgCl и AgCN. В каком случае растворимость меняется более резко и почему?
12) Вычислите растворимость CaC2O4 в 0,001М растворе HCl (ПР CaC2O4 = 203*10-9); для щавелевой кислоты (Н2C2O4) К1 = 5,6*10-2; К2 = 5,4*10-5.
13) ПР PbY2 при 20˚С равно 8*10-9. Вычислите растворимость соли (в моль/л и г/л) при указанной температуре.
14) Напишите выражение ПР следующих труднорастворимых солей: PbCO4, Ca3(PO4)2, Cr2S3 и оснований: Ca(OH)2, Pb(OH)2, Cr(OH)3.
Типовой билет по теме «Растворы (рН, гидролиз, ПР)
Билет №1
1. Рассчитайте рН и концентрацию ионов Н+ в растворе, если концентрация ОН- (в моль/л)равна 10-2
1. 6,10-5 2.12,10-12 3. 8,10-8 4. 3,10-3 5. 2,10-2
2. Какая из солей уменьшит растворимость Ag2Cr2O7?Составьте выражение произведения растворимости этой соли.
1. K2F 2. K2Cr2O7 3. K2S 4. Ca(OH)2
3. Напишите молекулярное и ионное уравнения реакции гидролиза сульфата цинка по первой ступени и составьте выражение константы гидролиза.
4. Введением какого вещества можно сместить равновесие в растворе H2S в сторону моляризации? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями реакции и напишите выражение константы равновесия.
1. KCl 2. Na2S 3. NaHS 4. K2SiO3 5.NaOH
5. Запишите реакции в молекулярном и ионном виде:
FeCl3+KOH=
KH2PO4+H2O=
Рекомендуемая литература по теме
“Растворы (рН, гидролиз, ПР)”
1. Глинка Н.Л. «Задачи и упражнения по общей химии: уч. Пособие для вузов/ под ред. Рабиновича В.А. и Рубинной Х.М. – И.: Интеграл – Пресс: 2007. – с.125.
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ