Методические указания к лабораторной работе

Водородный показатель

 

Методические указания к лабораторной работе

 

Великий Новгород

2007

Водородный показатель: Метод указ. / Сост. Е.Н.Бойко; Г.Н.Олисова; Н.И.Ульянова/ НовГУ им. Ярослава Мудрого, - Великий Новгород, 2007. – 17с.

 

Рассмотрены теоретические методы расчета и эксперименталь­ные способы определения концентрации водородных ионов в растворах электролитов (рН растворов).

 

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей, изучающих курс химии.

 

 

                        

 

     

 

ВВЕДЕНИЕ

Протекание различных химических  процессов сильно зависит от реакции среды в растворе. Поэтому величина рН раствора является важнейшим показателем, который необходимо контролировать как при проведении реакций в научно-исследовательских лабораториях, так и в ходе разнообразных технологических процессов.

Настоящая лабораторная работа даёт возможность освоить спо­собы измерения и методы расчёта рН в водных растворах электроли­тов. Перед её выполнением необходимо усвоить понятия: ионное про­изведение воды, характер среды, индикатор, гидролиз солей, водо­родный показатель.

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить методы расчета рН растворов электролитов.

Освоить методы определения рН растворов.

 

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Реакция в растворах солей. Гидролиз

Реакция водного раствора зависит не только от наличия в нем кислот или оснований, но также и от присутствия некоторых солей. Многие соли, растворяясь в воде, способны смещать реакцию среды в ту или иную сторону. При этом происходит

химическое взаимодействие между ионами соли и молекулами воды, сопровождающееся образо­ванием слабых кислот или слабых оснований или малодиссоциируемых ионов. Эта реакция получила название гидролиза солей.

 Гидролиз соли - это обратимый, обменный процесс взаимодействия  ионов соли с водой, приво­дящий к образованию слабых электролитов. В результате гидролиза изменяется кислотность среды.

Рассмотрим наиболее типичные случаи гидролиза солей.

 

Соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой (гидролиз по катиону).

 

В растворе накапливаются ионы , в результате чего реакция сме­щается в кислую сторону, рН в растворах солей подобного типа меньше 7.

 

Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (гидролиз по аниону).

В данном случае гидролиз ведет к увеличению концентраций ионов  в растворе, среда щелочная, рН> 7.

 

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Опыты выполняются строго в соответствии с методическим ру­ководством. При выполнении работ следует выполнять общие правила тех­ники безопасности для химических лабораторий. При попадании реак­тивов на кожу или одежду пораженный участок необходимо быстро обильно промыть водой.

 

 

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА О РАБОТЕ

 

Отчет о работе должен быть оформлен грамотно, аккуратно, в срок. При оформлении результатов каждого опыта необходимо указать его название, написать уравнения реакций, отметить наблюдения, ответить на поставленные вопросы. Образец отчета прилагается.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Что такое ионное произведение воды?

2. Что означают понятия: нейтральная, кислая, щелочная среда? Каково
значение рН в этих средах?

3. Каково значение рН воды при температурах 273, 323, 353 и 373К?

4.Какая зависимость существует между зарядом и размерами катиона и его способностью к гидролизу?

5.Какая существует взаимосвязь между склонностью катиона к
гидролизу и способностью его гидроксида к основной ионизации
(сила основания)?

6.Какая зависимость существует между зарядом и размером ани­она и его склонностью к гидролизу?

7.Какая существует взаимосвязь между склонностью аниона к гидролизу и способностью образованной им кислота к кислотной ионизации (сила кислоты)?

8. Вычислить рН 0, 05М НСl и 0, 05М СН₃С00Н.

9. В 200мл раствора едкого натра содержится 0, 2г NaOH. Вычислите
рН этого раствора.

10. Определите концентрации Н⁺ и ОH^- в некотором растворе, если его
рН 4, 7.

11. Рассчитайте рН 0, 01H Н₂СО₃ (Диссоциацией по второй ступени
можно пренебречь).

12. Какие из солей Na₂CО₃, FeCl₃, Na₂SО₄, CuSО₄ при растворении в
воде создают кислую реакцию среды?

13. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы солей:

NiSО₄, Al₂(SO₄)₃ и K₂CО₃ ?

14. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют растворы солей:

Na₃PO₄, K₂CO₃, FeCI₃?

15. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей CH₃COOK, ZnCI₂, KCN. 

 

Приложение

Таблица 1

Зависимость между pH и окраской различных индикаторов.

pH	3.1				4.4
Метиловый оранжевый	Красный		Оранжевый		Желтый
pH		8, 2				10, 0
Фенолфталеин		Бесцветный		Розовый		Малиновый

Таблица 2

Константы диссоциации слабых электролитов(25 С)

Название электролита	Формула	Константа диссоциации
Азотистая кислота
Сернистая кислота
Сероводородная кислота
Угольная кислота
Уксусная кислота
Фосфорная кислота
Гидроксид аммония
Гидроксид цинка
Гидроксидмагния	Mg(OH)2
Щавелевая кислота

Литература

1. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия: Учеб.для вузов / Н. С. Ахметов. - 7-е изд., стер. - М.: Высшая школа, 2008. – 742 с.

2. Гельфман, М.И. Неорганическая химия: Учеб.для вузов / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов. - 2-е изд., стер. - СПб.: Лань, 2009. – 527 с.

3. Суворов, А.В. Вопросы и задачи по общей химии: Учеб.пособие для вузов / А. В. Суворов, А. Б. Никольский. - СПб.: Химиздат, 2002. – 304 с.

4. Ахметов, Н.С. Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии: Учеб.пособие для студентов ун-тов, хим.-технол.и пед.вузов / Н. С. Ахметов, М. К. Азизова, Л. И. Бадыгин. - 5-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2003(2002). – 366 с.

 

Образец оформления отчета

Новгородский Государственный Университет им. Ярослава Мудрого

Кафедра химии и экологии

Лабораторная работа

Водородный показатель

Выполнил: студент…………………………..группа…………дата……………………..

Проверил: преподаватель………………………………………дата……………………..

    

Цель работы:

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Оборудование и реактивы: ………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Ход работы

Опыт № 1, 2. Приближенное определение рН растворов при помощи индикаторов.

1.1. Описание опыта: ………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Таблица результатов

Фор-мула элект-ролита	Концентрация электролита		Фенолфталеин		Метиловый оранжевый		Универсаль-ный индикатор		рН по показа-нию рН-метра	Кдис слабого электро-лита	Расчет-ное значение рН
	Дан- ная	См, моль/л	окраска	рН	окраска	рН	окраск	рН
1
2
3
4
5

 

1.2.Уравнения диссоциации электролитов:

 

 

1.3.Уравнения гидролиза солей (в молекулярном и ионно-молекулярном виде):

 

 

Вывод:

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

 

Водородный показатель

 

Методические указания к лабораторной работе

 

Великий Новгород

2007

Водородный показатель: Метод указ. / Сост. Е.Н.Бойко; Г.Н.Олисова; Н.И.Ульянова/ НовГУ им. Ярослава Мудрого, - Великий Новгород, 2007. – 17с.

 

Рассмотрены теоретические методы расчета и эксперименталь­ные способы определения концентрации водородных ионов в растворах электролитов (рН растворов).

 

Методические указания предназначены для студентов всех специальностей, изучающих курс химии.

 

 

                        

 

     

 

ВВЕДЕНИЕ

Протекание различных химических  процессов сильно зависит от реакции среды в растворе. Поэтому величина рН раствора является важнейшим показателем, который необходимо контролировать как при проведении реакций в научно-исследовательских лабораториях, так и в ходе разнообразных технологических процессов.

Настоящая лабораторная работа даёт возможность освоить спо­собы измерения и методы расчёта рН в водных растворах электроли­тов. Перед её выполнением необходимо усвоить понятия: ионное про­изведение воды, характер среды, индикатор, гидролиз солей, водо­родный показатель.

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить методы расчета рН растворов электролитов.

Освоить методы определения рН растворов.

 

1234Следующая ⇒

Поделиться: