Teoria

Definicje

Mieszanina to substancja składająca się z dwóch lub więcej składników, w dowolnym stosunku ilościowym, które po zmieszaniu nadal wykazują swoje właściwości. Przykładem mieszaniny jest;, słodzona herbata, woda morska, zaprawa murarska, sól zmieszana z piaskiem.

Mieszaniny mogą być : jednorodne i niejednorodne

Mieszanina jednorodna (homogeniczna) - ma jednakowe właściwości w całej rozciągłości. Mieszaniny jednorodne (homogeniczne) noszą nazwę roztworów.

Mieszaniny niejednorodne (heterogeniczne) - składają się z części o różnych właściwościach, w których można gołym okiem lub za pomocą lupy czy mikroskopu rozróżnić przynajmniej jeden składnik. Przykładem takiej mieszaniny jest zaprawa murarska (piasek zmieszany z wodą, wapnem i cementem).

Mieszaniny można stosunkowo łatwo rozdzielić wykorzystując metody mechaniczne lub fizyczne takie jak: filtracja, ekstrakcja, sedymentacja, destylacja, krystalizacja.

Związek chemiczny to połączenie wiązaniem chemicznym co najmniej dwóch atomów pierwiastków chemicznych. W przeciwieństwie do mieszaniny posiadającej właściwości składników wchodzących w jej skład, związek chemiczny jest substancją jednorodną posiadającą własne, charakterystyczne właściwości fizyczne i chemiczne, różne od właściwości substancji z których powstał. Większość związków chemicznych jest mieszaniną cząsteczek zbudowanych z różnych odmian izotopowych pierwiastków tworzących te związki. Tradycyjnie dzieli się je na związki organiczne i nieorganiczne.

pH roztworu jest to ujemny logarytm dziesiętny stężenia jonów H+ w roztworze:

pH = - log [H+]

Roztwory wodne wszystkich substancji mogą mieć odczyn kwaśny, obojętny lub zasadowy. Jednak takie określanie charakteru roztworu jest mało miarodajne, ponieważ nie ma w nim zawartych informacji dotyczących dokładnego stężenia jonów H+ lub OH- w badanym roztworze.

Obok pH roztworu istnieje jeszcze jedna wielkość, która jest nazywana pOH roztworu. Analogicznie do pojęcia pH, pOH jest ujemnym logarytmem dziesiętnym stężenia molowego jonów OH- w roztworze:

pOH = -log[OH-]

Pomiędzy tymi wielkościami zachodzi ważna zależność:

pH + pOH = 14

Oznacza to, że skala pH mieści się w przedziale od 0 do 14 - skala Soerensena:

Odczyn pH od 0 - 6 to odczyn kwaśny, ponieważ [H+] > [OH-]

Odczyn pH równy 7 to odczyn obojętny, ponieważ [H+] = [OH-]

Odczyn pH od 8-14 to odczyn zasadowy, ponieważ [H+] < [OH-]

Reakcje podwójnej wymiany są to takie procesy chemiczne w których zachodzi wymiana składników pomiędzy cząsteczkami reagujących substratów, w wyniku czego otrzymuje się związki chemiczne inne niż te, z których powstały.

AB+CD=AD+CB

AB i CD – substraty

AD I CB – produkty

Reakcje podwójnej wymiany zachodzą bez zmiany stopnia utlenienia reagentów – reakcje jonowe

Hydroliza soli, to rozkład substancji pod wpływem wody. Hydrolizie ulegają sole słabych kwasów i mocnych zasad, sole mocnych kwasów i słabych zasad oraz sole słabych kwasów i słabych zasad. Hydrolizie nie ulegają sole mocnych kwasów i mocnych zasad.

Po dysocjacji takiego związku jony soli pochodzące od słabego kwasu lub słabej zasady reagują z cząsteczkami wody, dzięki czemu następuje odtworzenie niezdysocjowanego słabego kwasu lub zasady, a w roztworze pojawia się nadmiar jonów OH- lub H3O+ (roztwór soli przybiera odczyn zasadowy lub kwaśny).

Stopień hydrolizy β zdefiniowany jest jako stosunek liczby zhydrolizowanych cząsteczek soli do liczby wszystkich rozpuszczonych cząsteczek soli. Stała hydrolizy soli mocnej zasady i słabego kwasu Kh jest równa: Kh=Kw/Kk, stała hydrolizy soli słabej zasady i mocnego kwasu jest równa: Kh=Kw/Kz, stała hydrolizy soli słabej zasady i słabego kwasu jest równa: Kh=Kw/Kz·Kk, gdzie: Kw - iloczyn jonowy wody, Kk - stała dysocjacji słabego kwasu, Kz - stała dysocjacji słabej zasady (teoria Brönsteda kwasów i zasad).

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest identyfikacja trzech nieznanych związków chemicznych, przy pomocy tabeli porównawczej charakteryzującej produkty reakcji(osad, gaz)powstające w wyniku zmieszania odpowiednich roztworów i zestawem siedmiu następujących związków :

HCl – chlorowodór
HNO₃ – kwas azotowy
NaCl – chlorek sodu
BaCl₂ –chlorek baru
KJ – jodek potasu
AgNO₃ – azotan srebra
NaOH – wodorotlenek sodu

Wykonanie i przebieg ćwiczenia

Identyfikacja związku chemicznego w próbówce nr 1

Przygotowani przyrządów do przeprowadzenia reakcji(ustawienie próbówek w stojaku)
Ustalenie kolejności mieszania substancji zgodnie z kolejnością w tabeli porównawczej
Do pustej próbówki wlanie kilku kropel substancji nr 1, następnie dodanie kilku kropel

HCl - zaobserwowano wytrącenie białego osadu

Do kolejnej pustej próbówki wlanie kilku kropel substancji nr 1, następnie dodanie kilku kropel kolejnego związku, powtarzając tą czynność, otrzymano następujące rezultaty:

HNO₃ - brak reakcji
NaCl - zaobserwowano wytrącenie białego osadu
BaCl₂ - zaobserwowano wytrącenie białego osadu
KJ - zaobserwowano wytrącenie żółtego osadu
AgNO₃ - brak reakcji
NaOH - zaobserwowano wytrącenie czarnego osadu

Identyfikacja związku chemicznego w próbówce nr 2

Przygotowani przyrządów do przeprowadzenia reakcji(mycie próbówek, następnie ustawienie ich w stojaku)
Ustalenie kolejności mieszania substancji zgodnie z kolejnością w tabeli porównawczej
Do pustej próbówki wlanie kilku kropel substancji nr 2, następnie dodanie kilku kropel

HCl - brak reakcji

Do kolejnej pustej próbówki wlanie kilku kropel substancji nr 2, następnie dodanie kilku kropel kolejnego związku, powtarzając tą czynność, otrzymano następujące rezultaty:

HNO₃ - brak reakcji
NaCl - brak reakcji
BaCl₂ - brak reakcji
KJ - brak reakcji
AgNO₃ - zaobserwowano wytrącenie białego osadu
NaOH - brak reakcji

Identyfikacja związku chemicznego w próbówce nr 3

Przygotowani przyrządów do przeprowadzenia reakcji(mycie próbówek, następnie ustawienie ich w stojaku)
Ustalenie kolejności mieszania substancji zgodnie z kolejnością w tabeli porównawczej
Do pustej próbówki wlanie kilku kropel substancji nr 2, następnie dodanie kilku kropel

HCl - brak reakcji

Do kolejnej pustej próbówki wlanie kilku kropel substancji nr 2, następnie dodanie kilku kropel kolejnego związku, powtarzając tą czynność, otrzymano następujące rezultaty:

HNO₃ - brak reakcji
NaCl - brak reakcji
BaCl₂ - brak reakcji
KJ - brak reakcji
AgNO₃ - zaobserwowano wytrącenie żółtego osadu
NaOH - brak reakcji

Wnioski

Zestawienie wyników przeprowadzonego doświadczenia z tabelą porównawczą pozwala zidentyfikować substancje :

próbówka nr 1 jako AgNO₃ - azotan srebra
próbówka nr 2 nie uzyskała jednoznacznej identyfikacji. W celu określenia

substancji należałoby rozszerzyć doświadczenie o większą liczbę związków chemicznych, które pozwolą zidentyfikować daną substancję.

próbówka nr 3 jako KJ – jodek potasu