1KURS_PNP / ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ ТЕХНІЧНА ХІМІЯ / ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3
.docЛабораторна робота №3
“Реакції іонного обміну між розчинами електролітів.”
Мета: закріпити знання та вміння по темі «Іонні рівняння».
Обладнання та реактиви: штатив з пробірками, розчини Na2CO3, BaCL2, CaCO3, ZnSO4, CuSO4, Fe2(SO4)3 , H2SO4 та HCl, NaOH, фенолфталеїн.
Теоретичні відомості
Усі хімічні процеси у водних розчинах електролітів, відбуваються на основі теорії електролітичної дисоціації. Теорія була запропонована шведським вченим Сванте Арреніусом у 1887 році. ТЕД містить три основні положення:
-
Електроліти при розчинені у воді дисоціюють (розпадаються) на іони – позитивно заряджені – катіони і негативно заряджені – аніони..
-
Під дією електричного струму іони набувають направленого руху: позитивно заряджені іони рухаються до катоду, негативно заряджені – до аноду.
-
Сума позитивних зарядів дорівнює сумі негативних зарядів, тому в рівняннях дисоціації індекси стають коефіцієнтами.
-
Дисоціація – зворотній процес: наряду з процесом дисоціації відбувається процес моляризації.
Умови підтвердження реакції обміну.:
-
утворення осаду: 3BaCl2+ Fe2(SO4)3=3BaSO4+2FeCl3
-
виділення газу: Na2CO3 + HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O
-
утворення малодисоціюючої речовини: HCl + NaOH = NaCl + H2O
Згідно з теорією електролітичної дисоціації всі реакції у водних розчинах електролітів є реакціями між іонами. Вони називаються іонними реакціями, а рівняння цих реакцій – іонними рівняннями.
При складанні іонних рівнянь слід керуватися тим, що речовини малодисоціїовані, малорозчинні (ті, що випадають в осад) і газоподібні, записуються у молекулярній формі. Знак ↓, який стоїть біля формули речовини, означає, що ця речовина випадає у вигляді осаду, а знак ↑ означає, що речовина виділяється у вигляді газу. Сильні електроліти, які повністю дисоційовані, записують у вигляді іонів. Сума зарядів у лівій частині рівняння має дорівнювати сумі зарядів у правій частині.
Іонними рівняннями можна зображувати будь які реакції, що відбуваються в розчинах між електролітами. Якщо під час таких реакцій заряди іонів не змінюються, то вони називаються – іоннообмінними.
Висновок: Реакції в розчинах електролітів ідуть у тому випадку коли зменшується концентрація одних з іонів які приймають участь у реакції.
Розчинність основ, кислот та солей у воді (таблиця 3.1).
Катіони |
Аніони |
||||||||||||
OH- |
F- |
Cl- |
Br- |
I- |
S2- |
SO32- |
SO42- |
NO3- |
PO43- |
CO32- |
SiO32- |
CH3COO- |
|
H+ |
— |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
н |
р |
NH4+ |
— |
р |
р |
р |
р |
— |
р |
р |
р |
р |
р |
— |
р |
Na+,K+ |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
р |
Mg2+ |
м |
н |
р |
р |
р |
р |
н |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Ca2+ |
м |
н |
р |
р |
р |
м |
н |
м |
р |
н |
н |
н |
р |
Ba2+ |
р |
м |
р |
р |
р |
р |
н |
н |
р |
н |
н |
н |
р |
Al3+ |
н |
м |
р |
р |
р |
— |
— |
р |
р |
н |
— |
н |
м |
Cr3+ |
Н |
н |
р |
р |
р |
— |
— |
р |
р |
н |
— |
н |
р |
Zn2+ |
Н |
м |
р |
р |
р |
н |
н |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Mn2+ |
Н |
м |
р |
р |
р |
н |
н |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Co2+,Ni2+ |
Н |
р |
р |
р |
р |
н |
н |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Fe2+ |
Н |
н |
р |
р |
р |
н |
н |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Fe3+ |
Н |
н |
р |
р |
р |
— |
— |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Cd2+ |
Н |
р |
р |
р |
р |
н |
н |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Hg2+ |
— |
— |
р |
м |
н |
н |
н |
р |
р |
н |
н |
— |
р |
Cu2+ |
Н |
н |
р |
р |
р |
н |
н |
р |
р |
н |
н |
н |
р |
Ag+ |
— |
р |
н |
н |
н |
н |
н |
м |
р |
н |
н |
н |
р |
Sn2+ |
Н |
р |
р |
р |
р |
н |
— |
р |
— |
н |
— |
— |
р |
Pb2+ |
Н |
н |
м |
м |
н |
н |
н |
н |
р |
н |
н |
н |
р |
р – розчинна речовина — - речовина не розчинна або розкладається водою м – малорозчинна речовина н – нерозчинна речовина |
Хід роботи
Завдання 1.
Користуючись таблицею розчинності солей та лугів у воді, підберіть з розчинів солей, кислот та лугів, які у Вас є, такі розчини, які б при взаємодії між собою привели до утворення осаду. Написати рівняння хімічних реакцій у молекулярній та іонній формах.
Приклад: Напишіть рівняння реакцій між розчинами FeCl3 та NaOH у молекулярній та іонній формах.
-
Записуємо рівняння реакцій в молекулярній формі:
FeCl3 + NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl
-
Запишемо рівняння реакції в іонному вигляді:
Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3↓
Завдання 2.
Користуючись таблицею розчинності солей та лугів у воді, підберіть з розчинів солей, кислот та лугів, які у Вас є, такі розчини, які б при взаємодії між собою привели до виділення газу.
Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах.
Завдання 3.
У пробірку налити 2 – 3 мл розчину гідроксиду натрію і краплю розчину фенолфталеїну. У розчині гідроксиду натрію фенолфталеїн стає малиновим. Потім у пробірку додати розчин хлоридної кислоти до тих пір поки забарвлення не зникне. Написати рівняння реакцій у молекулярній та іонній формах. Пояснити зникнення забарвлення фенолфталеїну.
Контрольні питання.
-
Напишіть рівняння реакцій у молекулярній та іонній формах.
-
Складіть молекулярні рівняння які надані наступними іонними рівняннями.
Варіанти індивідуальних завдань (таблиця 3.2)
№ з/п |
Питання 1 |
Питання 2 |
1 |
Co(NO3)2 + Na2CO3 → |
Pb2+ + SO42- = PbSO4 |
2 |
Na2SiO3 + H2SO4 → |
Ni2+ + PO43– = Ni3(PO4)2 |
3 |
K2SO4 + BaCl2 → |
Mg2+ + CO32– = MgCO3 |
4 |
Ba(OH)2 + HNO3 → |
Cd2+ + S2– = CdS |
5 |
Pb(NO3)2 + CaI2 → |
3Mg2+ + 2PO43- → Mg3(PO4)2 |
6 |
Na2CO3 + Mg(NO3)2 → |
Pb2+ + S2- → PbS |
7 |
BaCl2 + Fe2(SO4)3 → |
Fe(OH)3 + 3H+ → Fe3+ + 3H2O |
8 |
Cu(NO3)2 + Na2CO3 → |
Ba2+ + SO42- → BaSO4 |
9 |
Na2SiO3 +H2SO4 → |
Ca2+ + CO32- → CaCO3 |
10 |
Cu3(PO4)2 + NaOH → |
Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 |
11 |
CrCl3 +AgNO3 → |
Cr3+ + 3OH- → Cr(OH)3 |
12 |
AgNO3 + FeCl3 → |
H+ + OH- → H2O |
13 |
K2S + Zn(NO3)2 → |
Ag+ + Cl– → AgCl |
14 |
H3PO4 + Ca(OH)2 → |
Ni2+ + SiO32– → NiSiO3 |
15 |
Ni(NO3)2 + Na2S → |
3Ca2+ + 2PO43- → Ca3(PO4)2 |