Ионные равновесия в растворах электролитов. Электролитическая диссоциация.

Методические материалы проф. Рыбальченко В.С.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.
Ионные равновесия в растворах электролитов.
Электролитическая диссоциация.
I. Разделы теоретического курса для повторения.
Отличие свойств растворов солей, кислот и оснований от
свойств растворов неэлектролитов. Изотонический коэффициент.
Основные положения теории электролитической диссоциации.
Диссоциация кислот, оснований, средних, кислых и основных солей.
Ступенчатая диссоциация. Факторы, влияющие на процесс
электролитической диссоциации. Степень и константа диссоциации.
Сильные и слабые электролиты. Закон разбавления Оствальда.
Ионные равновесия в растворах слабых электролитов. Уравнения
реакций в растворах электролитов в полной и сокращенной ионномолекулярных формах. Условия практической необратимости
реакций ионного обмена. Свойства кислот, оснований и солей с
точки зрения теории электролитической диссоциации. Амфотерные
гидроксиды. Произведение растворимости. Условия образования и
растворения осадков.
II. Вопросы и упражнения.
1.
Напишите в полной и сокращенной ионно-молекулярных
формах уравнения реакций, представленных следующими
схемами:
AgCH3COO + KCl →; NH4OH + H2SO4→; CaCl2 + Na3PO4 →;
Na2SO4 + Ba(OH)2 →; Na2S + HCl →;
2. Составьте уравнения реакций в молекулярной форме, которые
будут соответствовать следующим уравнениям в сокращенной
ионно-молекулярной форме:
FeO  2H   Fe2  H O
2
2

Ba 2  SO
 BaSO ;
4
4
Cu2  S 2  CuS ;
1
Методические материалы проф. Рыбальченко В.С.
3. Какие из приведенных ниже реакций протекают практически
до конца? Запишите уравнения в полной и сокращенной ионномолекулярной формах. Укажите причину, определяющую
практическую необратимость каждой реакции.
Cu(OH )2  H2SO4 ;
HCN  KOH ; CaCl2 + AgNO3 →;
Ba (OH )  NaCl ; Ca(NO3)2 + HCl →
FeSO  HCl ;
2
4
4. Определите, в какую сторону смещается равновесие в
реакциях:
КCN + CH3COOH  CH3COOК + НCN
NH4OH + H+  NH4+ + H2O ?
K HCN  8,0  10 10
K
CH COOH
3
=2,0*10-5
=2,0*10-5
NH OH
4
K
=1,8*10-16
H O
2
K
5. Произведение растворимости бромида серебра при 250С равно
4,0∙10-13 . Вычислите концентрацию ионов серебра в насыщенном
растворе AgBr.
Ответ: 6,3∙10-7 моль/л.
III. Экспериментальная часть.
§ 1 Сравнение химической активности электролитов.
Поместите в две пробирки по одной грануле цинка и добавьте в
одну из пробирок разбавленный раствор соляной кислоты, а в
другую - раствор уксусной кислоты той же концентрации. Обе
пробирки нагрейте на газовой горелке до кипения и дайте немного
постоять. Сравните интенсивность протекания химических реакций.
Какая кислота более энергично взаимодействует с цинком?
Объясните наблюдаемое явление, используя понятие «сила
электролита».
2
Методические материалы проф. Рыбальченко В.С.
§2. Влияние сильного электролита, содержащего
одноименный ион, на диссоциацию слабого электролита
(смещение равновесия процесса диссоциации)
В пробирку налейте разбавленный раствор аммиака и добавьте
2-3 капли раствора фенолфталеина. Как изменился цвет раствора?
Окрашенный раствор разделите на две части. Одну оставьте для
сравнения, а в другую добавьте немного твердого хлорида аммония и
хорошо размешайте. Объясните изменение цвета раствора. Для этого
напишите:
 уравнение процесса диссоциации гидроксида аммония;
 выражение для константы диссоциации гидроксида
аммония;
 уравнение процесса диссоциации хлорида аммония;
На основании принципа Ле-Шателье и выражения для
константы диссоциации, написанного для равновесия процесса
диссоциации гидроксида аммония, сделайте вывод о влиянии
сильного электролита, содержащего одноименный ион на степень
диссоциации слабого электролита.
§3. Реакции обмена в растворах электролитов.
а) Реакции, протекающие с образованием осадков.
С помощью таблицы растворимости (см. приложение)
выберите, из числа имеющихся на рабочем столе, реактивы, которые
можно использовать для осаждения ионов Ca2+, Zn2+, Fe3+ в виде
каких-либо нерастворимых соединений.
Проделайте эти опыты.
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионномолекулярной формах. Укажите цвета образующихся осадков.
б) Реакции, протекающие с образованием газообразных веществ.
В пробирку налейте раствор карбоната натрия и добавьте
несколько капель соляной кислоты. Что наблюдается? Напишите
уравнение реакции в молекулярной и ионно-молекулярной формах.
3
Методические материалы проф. Рыбальченко В.С.
При этом учтите, что в результате образуется нестойкая угольная
кислота, разлагающаяся с образованием углекислого газа и воды.
Объясните
причину,
определяющую
практическую
необратимости данной реакции ионного обмена.
в) Реакции, протекающие с образованием слабых электролитов.
В пробирку налейте раствор ацетата натрия и добавьте
несколько капель разбавленного раствора соляной кислоты. Один из
образующихся при реакции продуктов обнаруживается по
характерному запаху. Напишите уравнения реакций в молекулярной
и ионно-молекулярной формах.
В пробирку налейте раствор хлорида аммония и добавьте
несколько капель разбавленного раствора щелочи. Образующийся
гидроксид аммония обнаруживается по характерному запаху
аммиака.
Напишите уравнение реакции раствора хлорида аммония с
раствором щелочи в молекулярной и ионно-молекулярной формах.
Налейте в пробирку раствор соли алюминия и добавьте по
каплям разбавленный раствор гидроксида натрия до образования
осадка.
Внимание! Избегайте избытка раствора щелочи, приводящего
к растворению первоначально выпавшего осадка.
Разделите полученный осадок на две части. К одной части
добавьте разбавленный раствор любой сильной кислоты, а к другой –
избыток раствора щелочи до исчезновения осадков. Напишите
уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах,
учитывая, что при действии на соль алюминия избытком щелочи
часто образуется растворимый в воде тетрагидроксоалюминат
натрия Na[Al(OH)4].
Перечислите все условия, при которых реакции ионного обмена
протекают практически до конца.
4