Опыт 16. Комплексные соединения в окислительно-восстановительных реакциях.

А. Восстановление серебра из его комплексного соединения. Добавить в пробирку к 5−6 каплям раствора нитрата серебра раствор хлорида натрия. Полученный осадок растворить в концентрированном растворе аммиака. Опустить в раствор кусочек гранулированного цинка. Что наблюдается?

Написать уравнения: получения осадка хлорида серебра, его растворения в аммиаке с образованием комплекса серебра и взаимодействия полученного комплексного соединения с цинком. Какой ион является окислителем в последней реакции? Написать уравнение электролитической диссоциации комплексного иона и ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции.

Б. Восстановление гексацианоферрата (III) калия. В пробирку внести 4−5 капель раствора иодида калия, 3−4 капли 2 н. раствора хлороводородной кислоты и 2−3 капли бензола. Отметить, что бензол остается бесцветным. Добавить один микрошпатель кристаллов комплексной соли железа (III) K₃[Fe(CN)₆] и перемешать раствор стеклянной палочкой. По изменению окраски бензола убедиться в выделении свободного иода.

Написать уравнение реакции взаимодействия гексацианоферрата (III) калия с иодидом калия, учитывая, что K₃[Fe(CN)₆] переходит при этом в K₄[Fe(CN)₆]. (Кислоту в уравнение реакции не вводить). Указать окислитель и восстановитель.

В. Окисление гексацианоферрата (II) калия. Поместить в пробирку 4−5 капель раствора перманганата калия, подкислить 2 н. серной кислотой и добавить по каплям раствор гексацианоферрата (II) калия до обесцвечивания раствора.

Написать уравнение реакции, учитывая, что комплекс железа (II) переходит в комплекс железа (III) с тем же координационным числом, а перманганат калия в кислой среде восстанавливается до сульфата марганца (II).

Протокол лабораторной работы

По каждому опыту записать используемые при проведении эксперимента реактивы и результаты проведения реакций: образование осадка, выделение газа, изменение цвета раствора и т.д.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Уравнения реакций в молекулярной и ионной форме, результаты проведения реакций, ответы на вопросы.

Лабораторная работа № 11. Определение энтальпии реакции нейтрализации

Цель работы: ознакомиться с принципами и практическими приемами определения теплового эффекта реакции нейтрализации. Измерение теплового эффекта реакции основано на первом начале термодинамики. Для определения теплового эффекта реакции необходимо знать теплоемкость системы С_cal и вызванное реакцией изменение температуры DТ.

Общие сведения

Реакция нейтрализации представляет взаимодействие оснований с кислотами, например, NaOH + HCl = NaCl + H₂O. В ионной форме должна быть выражена уравнением H⁺ + OH⁻ = H₂O. Образование из ионов Н⁺ и OH⁻ молекул воды сопровождается выделением значительного количества тепла.

Сильные кислоты и сильные основания в достаточно разбавленных растворах диссоциированы полностью, поэтому общий тепловой эффект реакции нейтрализации для них обусловлен образованием молекул воды из ионов и теплота процесса должна быть близка к стандартной теплоте нейтрализации, вычисленной по закону Гесса.

Слабые кислоты и основания в растворе представлены преимущественно молекулами. Значение теплоты нейтрализации может существенно отличаться от стандартного значения. В этом случае процесс можно разделить на стадии: диссоциация слабого электролита, гидратация ионов и собственно нейтрализация . Тепловой эффект реакции является суммой перечисленных процессов и к теплоте нейтрализации сильного электролита следует добавить эндотермический эффект диссоциации слабого электролита и экзотермический эффект гидратации катиона и аниона :

.

Контрольные вопросы

1. На каком законе термодинамики основано измерение теплового эффекта реакции?

2. Какие величины надо знать или экспериментально определить для установления теплового эффекта реакции?

3. Какие составляющие входят в величину теплового эффекта реакции нейтрализации слабого электролита?

4. Что представляет собой реакция нейтрализации?

5. В каком случае величина теплового эффекта реакции взаимодействия кислоты и щелочи близка к справочному значению?

6. Почему тепловой эффект взаимодействия слабой кислоты и щелочи будет отличаться от справочного значения?

7. Какие стадии можно выделить при реакции слабой кислоты со щелочью?

8. Какие стадии реакции слабой кислоты со щелочью являются экзотермическими процессами?

9. Из каких составляющих складывается тепловой эффект реакции слабой кислоты со щелочью?

Оборудование и реактивы

Весы лабораторные. Стеклянный химический стакан объемом 100–150 мл. Стеклянный химический стакан объемом 300–400 мл. Стеклянный химический стакан объемом 50 мл. Корковая пробка. Стеклянная палочка. Термометр с ценой деления 0,1°С. Мерный цилиндр объемом 50 мл. Раствор сильной кислоты (0,5 н.). Раствор щелочи (0,5 н.).

Выполнение работы

1. Собрать упрощенный калориметр из двух вложенных друг в друга стаканов: внутренний стакан (емкостью 100-150 мл) поставить на пористую пробку на дне наружного (емкостью 300-400 мл). Поместить во внутренний стакан стеклянную палочку и термометр с ценой деления 0,1°С.

2. Во внутренний стакан калориметра налить мерным цилиндром 25 мл раствора исследуемой кислоты V_K концентрацией 0,5 М.

3. Поставить внутренний стакан в калориметр.

4. Поместить в раствор кислоты термометр с ценой деления 0,1°С.

5. Измерить температуру кислоты с точностью до 0,1 °С.

6. Мерным цилиндром отмерить 25 мл щелочи.

7. Вылить щелочь в кислоту и осторожно, но быстро перемешать раствор.

8. Измерить температуру полученного раствора с точностью до 0,1 °С.

Содержание протокола лабораторной работы

1. Название кислоты и ее химическая формула

2. Объем раствора кислоты, взятый для опыта V_К = ………….мл

3. Концентрация раствора кислоты С_К = ………………….экв/л

4. Название сильного основания и его химическая формула

5. Объем раствора щелочи, взятый для опыта V_Щ = ………….мл

6. Концентрация раствора щелочи С_Щ = ………………..экв/л

7. Температура раствора начальная Т₁ = ……………°С

8. Температура раствора конечная Т₂ = …………..°С