Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №35/2003

Ю.П.ПАХОМОВ

Cборник
практических работ
по химии

9 КЛАСС

Продолжение. Начало см. в № 34/2003

Практическая работа 1.
Электролитическая диссоциация веществ
в водной среде

Цели. Закрепить понятия об электролитах и неэлектролитах, основные положения теории электролитической диссоциации.
Оборудование и реактивы. Приборы для наблюдения электропроводности веществ и движения ионов в электрическом поле,
воронки стеклянные (2 шт.),
водяная баня,
источник постоянного электрического тока,
промывалка с дистиллированной водой,
фарфоровые чашки для выпаривания (2 шт.),
химические стаканы на 50–100 мл (5 шт.),
железный лабораторный штатив с кольцом,
спиртовая лампа, спички,
санитарная склянка;
лакмус, метиловый оранжевый,
дистиллированная вода,
10%-е растворы гидроксида натрия и соляной кислоты, раствор хлорида натрия (10%) и желатина (4%),
безводная уксусная кислота СН3СООН.

Электролитическая диссоциация – процесс распада электролита на ионы при растворении его в воде или расплавлении.

Основные положения теории электролитической диссоциации сформулированы в 1887 г. шведским ученым С.А.Аррениусом. Теория Аррениуса не учитывала роли молекул полярного растворителя в процессах диссоциации.
В гидратной теории, разработанной Д.И.Менделеевым и получившей дальнейшее развитие в трудах русских ученых И.А.Каблукова и В.А.Кистяковского, рассмотрен физико-химический процесс диссоциации электролитов в среде полярного растворителя.

Основные положения теории
электролитической диссоциации

1. Электролитам в водной среде (и в расплавленном состоянии) свойственно распадаться на положительно заряженные ионы (катионы) и отрицательно заряженные ионы (анионы). Свойства ионов резко отличаются от свойств нейтральных атомов составляющих их элементов. Ионы в водных растворах гидратированны (аквакомплексы). Так, нейтральный атом натрия

+11Na 1s22s22p63s1

при обычных условиях легко отдает наружный (3s1) электрон (окисляется). Натрий бурно реагирует с водой, кислотами, химически активен.
Ион (катион) натрия

+11Na+ 1s22s22p6

не может отдавать электроны (окисляться), не реагирует с водой.

2. Беспорядочное (хаотичное) движение ионов в растворе под действием электрического поля становится направленным: положительно заряженные ионы (катионы) движутся к электроду с отрицательным зарядом (катоду), а анионы – к аноду. Этим объясняется ионная проводимость водных растворов и расплавов электролитов.

NaOH Na+ + OH. Гидpaтированныe анионы гидроксильных групп, двигаясь
к аноду, окрашивают нейтральный (фиолетового цвета) лакмус
в синий цвет.
HCl H+ + Cl. Катионы гидроксония H3O+, двигаясь к катоду,
окрашивают лакмус в красный цвет.

3. Процесс диссоциации электролитов в водной среде (расплавах) является обратимым:



*Здесь и далее в графе «Наблюдения и выводы» записать результаты работы: что делали, что наблюдали и выводы.

Практическая работа 2.
Свойства ионов.
Степень диссоциации

Цели. Обобщить сведения о свойствах ионов, закрепить понятие о степени диссоциации.
Оборудование и реактивы. Чашка для выпаривания, шпатель, пробирки № 1–6, штатив с кольцом, спиртовка, спички, санитарная склянка; на демонстрационном столе растворы: NaCl, KCl, Na2SO4, CuCl2, FeSO4, Fe2(SO4)3, Cr2(SO4)3, CuSO4, Ni(NO3)2, MnCl2, KMnO4, K2Cr2O7, NH4NO3, (NH4)2Cr2O7, Ca(NO3)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2, NaOH, CoCl2, CuCl2 (безводн.), Н2О (дист.), Mg (порошок, 6 навесок по 1 г), раствор HCl ( = 1,19 г/см3), раствор СH3СООН ( = 80%).

где – степень диссоциации;
n – число диссоциированных молекул;
N – общее число молекул вещества в растворе.

Для 0,1н. растворов электролитов при 18 °С значения степени диссоциации приведены в табл. 1.

Таблица 1

Степени диссоциации 0,1н. растворов электролитов при 18 °С

Для диссоциации электролита AB:

AB A+ + B.

константа диссоциации Kдис более точно характеризует силу электролита, чем степень диссоциации .

Если диссоциация электролита ступенчатая, то для каждой ступени выводится своя Kдис (табл. 2).

Таблица 2

Константы диссоциации слабых электролитов
в водных растворах при 25 °С

Задание 1. Рассмотреть представленные на демонстрационном столе водные растворы веществ. Заполнить таблицу.

Задание 2. Привести примеры окрашенных растворов веществ и указать, какими гидратированными ионами обусловливается их окраска.

БЕСЦВЕТНАЯ NaNO3 (Na+ – б/цв., – б/цв.),
...................................................................................................
СИНЯЯ
...................................................................................................
РОЗОВАЯ
...................................................................................................
ЗЕЛЕНАЯ
...................................................................................................
ЖЕЛТАЯ
...................................................................................................
САЛАТОВАЯ
...................................................................................................
ФИОЛЕТОВАЯ
...................................................................................................
ОРАНЖЕВАЯ
...................................................................................................
ЖЕЛТО-БУРАЯ
...................................................................................................

Задание 3. Рассмотреть безводную хлорную медь(II). Растворить небольшое ее количество в 1–2 мл воды, затем постепенно (no каплям) разбавить раствор. Выпарить раствор, следить за изменениями окраски.

Задание 4. В первые три пронумерованные пробирки влить по 2 мл соляной кислоты ( = 1,19 г/см3), в три другие – по 2 мл уксусной кислоты ( = 80%). В пробирки № 2 и 5 с соляной и уксусной кислотами соответственно прилить по 1 мл воды, в пробирки № 3 и 6 – по 2 мл воды. Затем во все пробирки присыпать по 1 г заранее приготовленных навесок магниевого порошка. Внимательно следить за признаками реакции и скоростью выделения водорода в каждой из пробирок.

Практическая работа 3.
Реакции обмена между электролитами

Цели. Закрепить знание условий необратимости реакций ионного обмена между растворами электролитов, рассмотреть влияние концентрации реагентов и температуры на направление реакции.
Оборудование и реактивы. Шпатель, Г-образная газоотводная трубка с пробкой, санитарная склянка, штатив с пробирками; мел измельченный (CaCO3), растворы солей Fe2(SO4)3, СaCl2, Al2(SO4)3, AgNO3, Na2SO3, NaCl, Na2CO3, Na3PO4, Ba(NO3)2, BaCl2, кристаллические соли Na2SO3, Na2CO3, NaCl, HNO3 (конц.), H2SO4 (конц.), HCl (разб.), H2SO4 (разб.), фенолфталеин (спирт. р-р),
NaOH (разб. р-р), NaOH (конц. р-р), лакмусовая бумажка.



Практическая работа 4.
Амфотерные оксиды и гидроксиды

Цели. Обобщить, закрепить и углубить знания о составах амфотерных оксидов и гидроксидов.
Оборудование и реактивы. Спиртовка, спички, держалка для пробирок, набор индикаторов, штатив с пробирками, санитарная склянка; ZnO, HCl, NaOH (крист.), NaOH (водн. р-р).

Реакции амфотерного оксида BeO

Реакции амфотерного гидроксида Be(OH)2 (H2BeO2)

В водной щелочной среде одновременно существуют комплексные ионы, в которых во внутренней сфере комплекса находятся по четыре лиганда, т. к. координационное число катиона Be2+ равно четырем:

Строение внутренней сферы комплексных соединений.