Хід роботи.

У пробірку внесіть 0,5 – 1,0 мл розчину хлориду заліза (III) і по краплях додайте розчин роданиду калію (KCNS). Отриманий розчин розбавте водою до ясно-червоного кольору і розділіть в 4 пробірки. У першу пробірку улийте трохи крапель хлориду заліза (III), у другу – роданиду калію, у третю всипте кристалічного хлориду калію. Уміст пробірок перемішайте і порівняєте забарвлення розчинів у 1 – 3 пробірках із забарвленням розчину в 4 пробірці.

На підставі принципу Лє-Шателлє поясніть явища, що спостерігаються.

Напишіть рівняння реакції взаємодії хлориду заліза (III) і роданиду калію (KCNS). Складіть вираження константи рівноваги для даної реакції.

Лабораторна робота № 4 Властивості розчинів електролітів.

У розчинах електролітів напрямок реакції визначається наступним правилом: іонні реакції протікають убік утворення важкорозчинних речовин (осадів), легколетучих речовин (газів), слабких електролітів і комплексних іонів. Рівняння реакцій у таких випадках рекомендується записувати в іонно-молекулярній формі, що дозволяє краще зрозуміти сутність процесів, що протікають. У молекулярно-іонних рівняннях розчинні сильні електроліти пишуться у вигляді іонів, а слабкі електроліти і важкорозчинні речовини – у вигляді молекул.

Взаємодія сильних електролітів з утворенням осаду.

При зливанні розчинів BaCl₂ і H₂SO₄ утвориться осад BaSO₄

BaCl₂+H₂SO₄=BaSO₄+2HCl

Тому що BaCl₂, H₂SO₄ і HCl є сильними електролітами, то рівняння реакції можна записати так:

Ba²⁺+2Cl^-+2H⁺+SO₄^2- = BaSO₄+2H⁺+Cl^-

З цього запису видно, що іони Cl^- і H⁺ не приймали участі в реакції. Рівняння реакції після приведення подібних членів приймає вид:

Ba²⁺+SO₄^2- = BaSO₄

Остання форма запису вказує на те, що сутність процесу складається в сполученні іонів Ba²⁺ з іонами SO₄^2- з утворенням важкорозчинного сульфату барію.

Взаємодія двох сильних електролітів з утворенням слабкого електроліту:

KCN + HCl = KCl +HCN

Сутність реакції складається в сполученні іонів CN^- і Н⁺:

CN^-+H⁺=HCN

Взаємодія слабкого електроліту із сильним.

Н₂S + Pb(NO₃)₂=PbS+2HNO₃

Необоротність реакції через утворення важкорозчинного сульфату свинцю вказує на те, що першопричиною процесу є зв'язування іонів свинцю і сірки:

Pb²⁺+S^2- = PbS

Тому що іони Н⁺ і S^2- входять до складу слабкого електроліту, то в молекулярно-іонному рівнянні потрібно записувати Н₂S у вигляді молекул:

Н₂S+Pb²⁺+2NO₃^- = PbS+2H⁺+2NO₃^-

Скорочене іонне рівняння:

Н₂S+Pb²⁺=PbS+2H⁺

Взаємодія осаду з кислотою

CaCO₃+2HCl = CaCl₂+H₂O+CO₂

Реакція необоротна через зв'язування іонів Н⁺ з іонами СО₃^2- з утворенням слабкої кислоти, що розкладається на газ і воду. При протіканні процесу рівновага зміщається вправо:

СаСО₃ Са²⁺+СО₃^2-

Через це рівняння реакції записується так:

СаСО₃+2Н⁺=Са²⁺+Н₂О+СО₂

Нейтралізація сильної кислоти лугом

HCl+NaOH=NaCl+H₂O

У подібних випадках процес зводиться до взаємодії іонів водню і гідроксил-іонів:

Н⁺+ОН^- =Н₂О

Усі реакції, проведені в експериментальній частині, рекомендується виражати молекулярно-іонними рівняннями.

Дослід 1. Зсув іонної рівноваги.

а) Налийте в дві пробірки по 5 – 6 крапель 0,1 н розчину гідроксиду амонію і по 1–2 краплі розчину фенолфталеїну. Потім в одну пробірку киньте декілька кристалів хлориду амонію. Пробірку струсніть кілька разів. Спостерігайте ослаблення інтенсивності забарвлення розчину.

Гідроксид амонію – слабкий електроліт. У його розчині має місце рівновага:

NH₄OH=NH₄⁺+OH^-

Іони ОН^- і обумовлюють забарвлення фенолфталеїну.

Додавання NH₄Cl, що дисоціює на іони NH₄⁺ і Cl^-, значно збільшує концентрацію іонів NH₄⁺ у розчині. А це порушує рівновагу між молекулами NH₄ОН і іонами NH₄⁺ і ОН^-, зміщаючи його вліво; тобто іони NH₄⁺ і ОН^- з'єднуються і утворять недисоційовані молекули NH₄ОН. У результаті концентрація іонів ОН^- у розчині дуже сильно знижується і забарвлення розчину бліднішає.

б) Налийте в дві пробірки по 5 – 6 крапель 0,1 н розчину оцтової кислоти і по 1 – 2 краплі розчину метилового оранжевого. Потім в одну з пробірок уведіть декілька кристалів ацетату натрію. Пробірку струсніть кілька разів. Порівняйте інтенсивність забарвлення в пробірках. Поясніть причину зміни забарвлення розчину.

Дослід 2. Іонні реакції з утворенням слабкого електроліту.

а) Покладіть в пробірку кілька кристалів хлориду амонію і долийте розчин гідроокису натрію. Визначите газ, що виділяється, по запаху, злегка нагрівши пробірку. Складіть рівняння реакцій.

б) Опустіть в пробірку кілька кристалів ацетату натрію і долийте розведену сірчану кислоту. Напишіть рівняння реакції.

Дослід 3. Іонні реакції з утворенням осадів.

Налийте в три пробірки по 2 – 3 краплі розчину хлориду барію і додайте в одну з них трохи крапель розчину сульфату натрію, в другу – розчину сірчаної кислоти, у третю – розчину сульфату алюмінію. Спостерігайте появу однакового осаду. Складіть рівняння реакцій. Що можна сказати про сутність реакцій у проробленому досліді?

Дослід 4. Амфотерні електроліти.

Налийте в пробірку 2 – 3 краплі розчину сульфату цинку і по краплях додавайте до нього розчин гідроксиду натрію. Осад, що утворився, розподіліть в дві пробірки і подійте на нього в одному випадку розчином соляної кислоти, а в іншому – надлишком розчину гідроксиду натрію. Складіть рівняння реакцій. Чому гідроксид цинку поводиться в кислому розчині як основа, а в лужному – як кислота?