Водородный показатель. Гидролиз солей. Буферные растворы

Опыт № 1. Окраска индикаторов.

Взять 9 пробирок. В три из них налить дистиллированной воды, в три – раствор соляной кислоты HCl, в три пробирки – раствор щёлочи (примерно ¼ объёма пробирки). В три пробирки (с водой, кислотой и щёлочью) добавить по одной капле метилоранжа. Наблюдать окраску метилоранжа в различных средах – нейтральной, кислой, щелочной.

В следующие три пробирки (с водой, кислотой, щёлочью) прибавить по одной капле фенолфталеина. Наблюдать окраску фенолфталеина в различных средах. В оставшиеся три пробирки прибавить по 1мл раствора лакмуса и наблюдать его окраску. Результаты опыта записать в таблицу:

Опыт № 2. Приближённое определение рН раствора при помощи

индикаторной бумаги

Получить у лаборанта растворы, рН которых требуется определить. Стеклянной палочкой нанести 2 капли каждого раствора на кусочек индикаторной бумаги. Сравнить окраску ещё сырого пятна, полученного на бумаге, с цветной шкалой значений рН универсального индикатора. Сделать вывод о значении рН исследуемых растворов и указать реакцию среды.

Опыт № 3. Приближённое определение рН растворов при помощи

растворов индикаторов

Данные для исследования растворы в опыте № 2 исследовать при помощи растворов индикаторов: фенолфталеина, метилоранжа и лакмуса. Взять число пробирок по числу данных для исследования растворов. В каждую пробирку налить по 5 капель исследуемого раствора и по 1 капле раствора фенолфталеина. Отметить цвет раствора. Используя значение интервала перехода индикатора, сделать вывод о приближённых значениях рН исследуемых растворов.

Аналогичные исследования рН данных растворов провести с метилоранжем и лакмусом. Результаты 2 и 3 опытов записать в сводную таблицу:

Опыт № 4. Определение рН контрольного раствора с помощью

прибора рН-метра

Получить у преподавателя контрольную задачу – раствор с неизвестным рН. Ознакомиться с правилами работы на рН-метре. Провести определение рН контрольного раствора на приборе по прилагаемому к нему описанию. Результаты контрольной задачи проверить у преподавателя.

Опыт №5 Определение характера гидролиза солей с помощью

индикаторов

а) В отдельные пробирки налить по 3 – 5 капель раствора хлорида аммония, нитрата свинца, силиката натрия, сульфата алюминия, хлорида цинка, ацетата натрия.

Определить характер среды этих солей при помощи универсальной индикаторной бумаги. По цветной шкале значений рН определить рН растворов. Результаты опыта внести в таблицу:

В каждую пробирку прибавить 1 – 2 капли нейтрального лакмуса. Отметить цвет индикатора, результаты внести в ту же таблицу.

Составить уравнения реакций гидролиза солей в молекулярной и молекулярно-ионной форме.

б) В отдельные пробирки налить по 3 – 5 капель растворов карбоната калия и гидрокарбоната натрия. В каждую пробирку добавить по 1 капле фенолфталеина. Почему окраска фенолфталеина в этих растворах различна? Подтвердить молекулярными и молекулярно-ионными уравнениями реакций гидролиза.

Сделать общие выводы о реакции среды в растворах солей, образованных:

а) сильным основанием и слабой кислотой;

б) слабым основанием и сильной кислотой;

в) сильным основанием и сильной кислотой.

Опыт № 6. Влияние температуры на гидролиз

а) В пробирке с 1 мл дистиллированной воды растворить несколько кристаллов уксуснокислого натрия (ацетата натрия), добавить к раствору 1 – 2 капли фенолфталеина. Изменилась ли окраска фенолфталеина? Дать немного остыть пробирке с раствором на воздухе и охладить её под струёй холодной воды. Сохранится ли цвет индикатора? Какой вывод об изменении концентрации ионов OH^– в растворе можно сделать на основании окраски фенолфталеина (см. выше в опыте № 1 интервал перехода окраски фенолфталеина)? Написать молекулярно-ионное уравнение реакции гидролиза ацетата натрия.

б) В две пробирки налить по 1 мл дистиллированной воды, одну из пробирок нагреть на водяной бане. Внести в пробирку с холодной и горячей водой по 3 – 5 капель концентрированного раствора хлорного железа FeCl3. Объяснить наблюдаемое различие окраски полученных растворов.

Составить уравнение гидролиза в молекулярной и ионной форме. Сделать общий вывод о влиянии температуры на гидролиз солей. Указать причину этого влияния.

Опыт № 7. Влияние разбавления растворов на гидролиз соли

Налить в пробирку 3 – 5 капель раствора нитрата висмута (или хлорида сурьмы III) и постепенно по каплям добавить воду до выпадения осадка основной соли Bi(OH)2NO3 (или оксохлорида сурьмы SbOCl, образующегося при обезвоживании основной соли Sb(OH)2Cl.

Составьте молекулярное и молекулярно-ионное уравнение реакции гидролиза соли. Сделать вывод о влиянии разбавления раствора на процесс гидролиза соли.

Раствор с полученным осадком сохранить до следующего опыта.

Опыт № 8. Обратимость гидролиза

К раствору Bi(NO3)3 с осадком основной соли прилить раствор азотной кислоты (к раствору хлорида сурьмы – раствор соляной кислоты) по каплям до растворения осадка. Снова добавить воду. Объясните наблюдаемые явления. Написать уравнения реакций в молекулярном и молекулярно-ионном виде.

Опыт № 9. Необратимый (полный) гидролиз

К 3 – 4 каплям раствора сульфата алюминия прилить 4 – 5 капель карбоната калия (натрия). Наблюдать выпадение осадка белого цвета и выделение пузырькового газа. Что выпадает в осадок? Какой газ выделяется?

Добавить в пробирку 2 – 3 мл дистиллированной воды, нагреть на водяной бане и раствор над осадком слить. Повторить эту операцию для удаления избытка карбоната калия.

Убедиться, что полученный осадок является гидроксидом алюминия. Для этого с помощью стеклянной палочки часть осадка перенести во вторую пробирку. К одной части осадка добавить соляной кислоты, к другой – едкого натра до растворения осадка в обоих случаях. Обратить внимание на то, что при растворении осадка в соляной кислоте не происходит выделение газа. Почему? Почему не образуется карбонат алюминия? Написать уравнения происходящих химических реакций.

Опыт № 10. Приготовление буферного раствора, его буферное

действие

а) Приготовить 20 мл ацетатного буферного раствора, состоящего из СН3СООН + СН3СООNa с концентрацией компонентов 0,1 моль/л. Для этой цели отметить мерным цилиндром по 10 мл СН3СООН и СН3СООNa и смешать их в конической колбе. Вычислить рН приготовленного раствора.

Определить с помощью универсальной индикаторной бумаги рН полученного раствора и сравнить с расчётными данными (см. табл. 3 приложения).

б) В две пробирки налить по 1 мл приготовленного ацетатного буферного раствора. В одну пробирку прибавить 1 каплю 0,1 н раствора соляной кислоты, в другую – 1 каплю 0,1 н раствора гидроксида натрия. Каждый раствор хорошо перемешать (можно стеклянной палочкой). Определить рН растворов. Какой вывод следует из опыта?

ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Что называется ионным произведением воды? Чему равно его значение при 22°С?

2. С помощью каких показателей можно охарактеризовать кислотность (щёлочность) раствора?

3. Какие вещества называются индикаторами? Что называется интервалом перехода индикатора?

4. Определить концентрацию ионов водорода и гидроксила в растворе: а) рН которого равен 6,2; б) рОН которого равен 5. Укажите среду раствора.

5. Вычислить концентрацию ионов водорода и рН для 0,5 молярного раствора соляной кислоты, если кажущаяся степень диссоциации соляной кислоты в этом растворе 85%. Ответ: 0,425 моль/л; 0,37.

6. Что называется гидролизом солей? В каких случаях при гидролизе образуются: а) кислые соли; б) основные соли? Поясните на примерах.

7. Написать молекулярные и молекулярно-ионные уравнения реакций гидролиза следующих солей: Na2SO4; NaCN; KCl; NH4NO3; Fe2(SO4)3; K3PO4; CH3COONa. Какова реакция среды раствора в каждом случае?

8. Что называется буферным раствором? Поясните механизм буферного действия на примерах аммиачного и ацетатного буферов.

Задания для самостоятельной работы по теме: "Водородный

показатель. Гидролиз солей. Буферные растворы"

1.Вычислить рН раствора электролита А с концентрацией Сх. Вычислить рН раствора, степень гидролиза соли Вс концентрацией Су(См. табл. 3, 4, 6 Приложения).

2.Вычислить рН буферной системы, если в V л раствора содержится mx(r) слабой кислоты (основания) и my(r) соли