Лабораторная работа №7.Сравнительная оценка растворимости мало- и трудно Растворимых электролитов (произведение растворимости). Целью работы является получение, исследование и с помощью справочных значений произведения растворимости, объяснение свойств некоторых малорастворимых и практически нерастворимых веществ. Задание по работе. Опыт1: Опишите наблюдаемые явления. Напишите выражения произведений растворимости хлорида и хромата серебра. Применив следствие из правила и табличные значения произведения растворимости, объясните последовательность образования осадков хлорида и хромата серебра в данном опыте (пробирка №3). На все вопросы ответьте письменно. Опыт 2: Напишите уравнения реакций растворения осадков, соответствующих галогенидов серебра в водном растворе аммиака, протекающих с образованием комплексного иона [Ag(NH3)2]+ (AgCl + 2NH3 ∙ H2O = [Ag(NH3)2]+ + Cl− + 2H2O). Напишите выражения произведений растворимости хлорида, бромида и йодида серебра (Табл. 1). Как влияет величина произведения растворимости на растворимость сильных, но трудно растворимых электролитов?
Методические указания по выполнению работы Опыт 1. Дробное осаждение. В две пробирки внесите по 1 капле 0,5 н раствора нитрата серебра AgNO3. В пробирку №1 добавьте 2 капли 0,5 н раствора хлорида калия (AgNO3 + КС1 → AgCl↓ + KNO3), №2 - 2 капли 0,5 н раствора хромата калия (2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4↓ + 2KNO3).Напишите ионные уравнения реакций, отметьте цвет осадков хлорида и хромата серебра. Какое вещество будет выпадать в осадок первым из раствора, содержащего ионы Cl−, CrO42− и Ag+ в равных концентрациях? ПР(AgCl) = 1,8∙10−10; ПР(Ag2CrO4) = 4∙ 10−12. Проверьте предположение опытом, для чего в пробирку №3 внесите сначала 2 капли 0,5 н раствора хлорида калия КС1, затем 2 капли 0,5 н раствора хромата калия K2CrO4, добавьте 3 капли дистиллированной воды. Раствор тщательно перемешайте. Осторожно прибавьте к нему 1 каплю 0,5 н раствора нитрата серебра AgNO3, перемешайте. Какое вещество при этом образуется? Добавьте ещё несколько капель раствора нитрата серебра, тщательно перемешайте. Наблюдается ли образование хромата серебра? Отметьте его образование при дальнейшем увеличении концентрации катионов серебра. Опыт 2. Условия растворения осадков. В три пробирки внесите по 1 капле 0,5 н раствора нитрата серебра AgNO3. Затем в первую пробирку добавьте 1 каплю 0,5 н раствора хлорида калия (AgNO3 + КС1 → AgCl↓ + KNO3), во вторую – 1 каплю 0,5 н раствора бромида калия (AgNO3 + KBr → AgBr↓ + KNO3), в третью – 1 каплю 0,5 н раствора йодида калия (AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3). Отметьте цвет образовавшихся осадков. К осадкам в каждую пробирку добавляйте по каплям 2 н водный раствор аммиака NH3 ∙ H2O, тщательно перемешивая полученные растворы. В какой пробирке осадок растворился быстрее? Осадок, какого вещества практически не растворим?
Справочный (теоретический) материал, необходимый для понимания задания и Выполнения работы. Гетерогенное равновесие: осадок ↔ насыщенный раствор - подчиняется правилу произведения растворимости – в насыщенном растворе сильного труднорастворимого электролита произведение концентраций (активностей) ионов, возведенных в степени стехиометрических коэффициентов, есть величина постоянная при данной температуре. Если малорастворимый электролит распадается на ионы по уравнению: Ca3(PO4)2 = 3Ca2+ + 2PO43−, то выражение для произведения растворимости будет иметь вид: ПР(Ca3(PO4)2) = a3(Ca2+) · a2 (PO43−) = fa(Ca2+)0 · [Ca2+]3 · fa(PO43−) · [PO43−]2.
В разбавленных растворах, какими являются насыщенные растворы трудно растворимых электролитов, при fа = 1, а = С, тогда: ПР(Ca3(PO4)2) = [Ca2+]3 · [PO43−]2. Отсюда вытекают два следствия: 1. Условие растворения осадка: произведение концентраций ионов возведенных в степень стехиометрических коэффициентов, должно быть меньше величины произведения растворимости ПР(Ca3(PO4)2) > [Ca2+]3 · [PO43−]2. 2. Условие образования осадка: произведение концентраций ионов возведенных в степень стехиометрических коэффициентов, должно быть больше величины произведения растворимости ПР(Ca3(PO4)2) < [Ca2+]3 · [PO43−]2.
Вопросы к защите работы 1. Напишите схему гетерогенного химического равновесия между осадком малорастворимой соли Ag2CrO4 и её ионами в растворе. Напишите выражение константы равновесия этого процесса и произведения растворимости этой соли. 2. Вычислите молярную концентрацию хлорида свинца (II) PbCl2 в насыщенном растворе, если произведение растворимости этой соли по справочным данным равно 2,0·10–5. 3. Вычислите объем воды, в котором может раствориться один грамм сульфата свинца (II), произведение растворимости которого равно 2,0·10–8. 4. Определите направление реакций переосаждения (двойного обмена): 1) PbCrO4 + K2SO4 = PbSO4 + K2CrO4 2) 2AgI + Na2S = Ag2S + 2NaI 5. Определите, выпадет ли осадок AgNO2 (ПР = 6,0·10–4) при смешивании одинаковых объемов сантимолярных 0,01М растворов нитрата серебра AgNO3и нитрита калия КNO2. Приведите соответствующие вычисления. 6. Расположите вещества сульфат бария BaSO4 (ПР = 1·10−10), гидроксид хрома Cr(OH)3 (ПР = 4·10–15) и гидроксид магния Mg(OH)2 (ПР = 8·10–12) в ряд по увеличению их растворимости в воде.
Таблица 1
|
