Изучение равновесий осадок малорастворимого электролита – его насыщенный раствор
Цель работы: изучение условий образования осадка малорастворимого электролита в реакциях ионного обмена и его растворения.
В результате выполнения данной работы студент должен:
– уметь выполнять расчеты, связанные с условиями образования осадка малорастворимого электролита в реакциях ионного обмена
– уметь рассчитывать молярную растворимость осадка в чистой воде; в присутствии одноименного иона
– уметь рассчитывать массу малорастворимого электролита, каждого из ионов малорастворимого электролита в насыщенном над осадком растворе
– уметь рассчитать объем воды, в котором полностью растворится заданное количество малорастворимого электролита.
Оборудование и реактивы: бюретки вместимостью 25 см3, измерительные пробирки, пипетки на 10 см3, штатив с пробирками, стеклянные палочки; водные растворы сульфата натрия, карбоната натрия, хромата калия, хлорида бария с молярной концентрацией вещества в растворе соответственно 0,05 моль/дм3, водный раствор нитрата свинца с молярной концентрацией эквивалента вещества 0,002 моль/дм3, водные растворы хлорида калия, иодида калия, хлорида алюминия и сульфата меди с молярной концентрацией вещества 0,05 моль/дм3, водный раствор щелочи с молярной концентрацией вещества 0,05 моль/дм3, соляная и уксусная кислоты с молярной концентрацией вещества 2 моль/дм3, раствор аммиака с массовой долей аммиака 10% и плотностью 0,956 г/см3, водные растворы перманганата калия, сульфита натрия, нитрита натрия, дихромата калия с молярной концентрацией вещества в растворе соответственно 0,1 моль/дм3, раствор пероксида водорода с массовой долей вещества 3%, раствор серной кислоты, разбавленный дистиллированной водой в соотношении 1:4.
Опыт 1.Изучение условий образования осадков малорастворимых соединений.
а) в три конические пробирки поместите соответственно по 1 см3 растворов сульфата натрия, карбоната натрия, хромата калия и добавьте в каждую из них по 1 см3 раствора хлорида бария. Наблюдаемые явления подтвердите уравнениями реакций в ионном и молекулярном виде. Пользуясь правилом произведения растворимости, объясните причину образования осадков. Используйте при этом указанные концентрации реагирующих веществ для проверки выполнения условия образования осадков;
б) в две конические пробирки налейте по 1 см3 раствора нитрата свинца с молярной концентрацией эквивалента 0,002 моль/дм3. Затем в первую прибавьте 1 см3 раствора хлорида калия, а во вторую – 1 см3 раствора иодида калия с молярной концентрацией каждого раствора 0,05 моль/дм3. Что наблюдается? Объясните полученный результат, сопоставляя величины ионного произведения ПИ и ПР для малорастворимых солей свинца;
в) в первые две пробирки налейте по 1 см3 раствора хлорида алюминия, а во вторые две пробирки – по 1 см3 раствора сульфата меди. Затем в каждую из пробирок добавьте по каплям раствор гидроксида натрия вплоть до образования осадка. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде. Объясните причину образования осадков с позиций условия образования осадка (осадки сохранить для опыта 2б).
Опыт 2. Изучение условий растворения осадков
а) в двух пробирках получите осадок хромата бария (см. опыт 1а), с помощью пипетки отделите раствор от осадка. К осадку в первой пробирке добавьте 2 см3 соляной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм3, к осадку во второй пробирке добавьте 2 см3 раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/дм3. Объясните, как влияют добавки каждой из кислот на растворимость осадка?
б) к осадкам гидроксида алюминия (из опыта 1в) добавьте: в первую пробирку см3 10 капель раствора гидроксида натрия, а во вторую – 5 – 10 капель соляной кислоты.
К осадкам гидроксида меди (из опыта 1в) добавьте: в первую пробирку – 10 капель раствора гидроксида натрия, а во вторую – 5–10 капель раствора аммиака.
Отметьте наблюдаемые явления, дайте им обоснование и подтвердите уравнениями реакций в ионном и молекулярном виде.
Вопросы и задачи для самостоятельного решения.
1. Напишите выражения для ПР следующих соединений: AgJ, CaCr2O4, Ag2CrO4, Cr(OH)3, (Ba3PO4)2
2. Как классифицируются растворы, в которых ПР электролита
а) не достигнуто; б) достигнуто; в) превышено?
3. ПР солей NiCO3 и Cu(JO3)2 одинаковы и равны 1,4∙10-7. Какая из солей более растворима?
4. Выпадет ли осадок CaSO4 при сливании равных объемов 0,02 М раствора СаС12 и 0,002 М раствора Na2SO4? Коэффициенты активности принять равными единице. ПPСaSO4 = 6·10-5.
5. Концентрация ионов в растворе с (Сu2+) = с (СО32-) = 10-6 моль/дм3. Является ли такой раствор насыщенным, если ПР(СuСОз) = 2∙10-10?
6. Вычислить ПРAg3PO4, если растворимость этой соли в воде равна 4,68∙10-6 моль/дм3.
7. ПРCaSO4 = 2,5∙10-5. Выпадет ли осадок CaSO4, если:
а) смешали равные объемы 0,2 М растворов CaCl2 и Na2SO4;
б) к 200 см3 0,2 М раствора Ca(NO3)2 прибавить 300 см3 0,2М раствора K2SO4;
в) к 100 см3 0,01М раствора CaCl2 прибавить 400 см3 0,001М раствора K2SO4.
8. Достаточно ли для очистки 10 дм3 сточных вод от ионов ртути (II) (концентрация 10-4 моль/дм3) 100 см3 0,1 М раствора сульфата натрия?
9. В каком объеме воды полностью растворится 1 мг малорастворимого хлорида серебра?