Protokół z ćwiczenia 1.

Hydroliza soli i pH roztworów.

Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Budownictwo-Magisterskie	Piotr Antecki	Data wykonania ćwiczenia: 25-11-2002
Grupa I	Prowadzący: dr J.Grotecka	godz. 9:45

Przebieg Doświadczenia :

Pierwsza częśc doświadczenia polegała na rożcięczaniu HCl w zakresie stężeń od 0.1 do 0.000001 mola. Zrobiono to w nastepujący sposób :

• do kolbki miarowej o pojemności 100 ml przenosimy pipetą 10 ml 0,1M HCl i

uzupełniamy wodą destylowaną do kreski, po zakorkowaniu dokładnie mieszamy otrzymujemy w ten sposób roztwór 0,01M HCl

• z w ten sposób przygotowanego roztworu pipetą z odpowiednim oznaczeniem

odmierzamy 10 ml, przenosimy do odpowiedniej kolbki i uzupełniamy wodą

destylowaną, po dokładnym wymieszaniu otrzymujemy kwas 0,001M,

• postępując analogicznie otrzymujemu pozostałe stężenia od 0.0001 do 0.000001 M.

Następnie po ok. 45 ml każdego z otrzymanych roztworów przenosimy do naczyniek polietylenowych aby zmierzyć pH za pomocą pH-metru .

• Przygotowane w naczyńkach polietylenowych roztwory soli Na₃PO₄, CH₃COONa, NH₄Cl, NiCl₂, NaCl, NaHCO₃ badamy za pomocą pH-metru ich pH .

WYNIKI POMIARÓW

Badając pH kwasu solnego o różnych stężeniach otrzymaliśmy następujące wyniki:

KWASY

Nazwa związku	Wzór	Stężenie	Otrzymane pH	Wzorcowe pH
Chlorowodór	HCl	0.1 M	0.72	1
Chlorowodór	HCl	0.01 M	1.72	2
Chlorowodór	HCl	0.001 M	2.91	3
Chlorowodór	HCl	0.0001 M	4.02	4
Chlorowodór	HCl	0.00001 M	5.15	5
Chlorowodór	HCl	0.000001 M	5.48	6

Wzorcowe pH rotworów o danych stężeniach obliczamy według wzoru

Badając pH kwasów:solnego,octowego i szczawiowego o stężeniu 0,1M otrzymaliśmy następujące wyniki:

Nazwa zwiazku	Wzór	Stężenie	Wartość pH
chlorowodór	HCl	0.1 M	0.72
kwas szczawiowy	C2H2O4	0.1 M	1.26
kwas octowy	CH3COOH	0.1 M	2.75

Badając pH rozpuszczonych soli otrzymaliśmy następujące wyniki:

Nazwa zwiazku	Wzór	Stężenie	Wartość pH
Chlorek sodu	NaCl	0.1 M	5.45
Chlorek amonu	NH4Cl	0.1 M	5.37
Octan sodu	CH3COONa	0.1 M	7.34
Fosforan sodu	Na3PO4	0.1 M	12.08
Chlorek niklu	NiCl2	0.1 M	6.14
Wodorowęglan sodu	NaHCO3	0.1 M	8.78

REAKCJE ZACHODZĄCE W DOŚWIADCZENIU:

Podczas hydrolizy różnych soli zaszły reakcje tłumaczące ich zasadowy, kwaśny, lub też obojętny charakter :

• hydroliza NaCl

Chlorek sodu nie ulega hydrolizie,bo pochodzi od mocnej zasady (Na⁺) i mocnego kwas (Cl^-). Jego odczyn powinien więc być obojętny,a pH =7.Nam wyszło 5,451

• hydrolizy NH₄Cl:

NH₄Cl → NH₄⁺ +Cl^-

H₂O <=> OH^- + H⁺

↓↑

NH₃ +H₂O

Z reakcji hydrolizy wynika,że chlorek amonu ma odczyn kwaśny, więc mniejszy od 7.Nasz wynik (5,37) to potwierdza.

• hydroliza CH₃COONa:

CH₃COONa → Na⁺ +CH₃COO^-

H₂O <=> OH^- + H⁺

↓↑

CH₃COOH

Z reakcji hydrolizy wynika,że octan sodu ma odczyn zasadowy.Nasz wynik (7,34) to potwierdza..

• hydroliza Na₃PO₄ :

Na₃PO₄ → 3Na⁺ +PO₄^3-

H₂O <=> OH^- + H⁺ pierwszy stopień hydrolizy

↓↑

HPO₄^2-

+

H₂O <=> OH^- + H⁺

↓↑ drugi stopień hydrolizy

H₂PO₄^-

+

H₂O <=> OH^- + H⁺

↓↑ trzeci stopień hydrolizy

H₃PO₄

Z reakcji hydrolizy wynika,że fosforan sodu ma odczyn zasadowy,więc większy od 7.Nasz wynik (12,08) potwierdza ten fakt.Fosforan sodu ma odczyn silnie zasadowy.

• hydrolizy NiCl₂:

NiCl₂ → Ni²⁺ +2Cl^-

2 H₂O <=> 2 OH^- + 2 H⁺

↓↑

Ni(OH) ₂

Z reakcji hydrolizy wynika,że chlorek niklu ma odczyn kwaśny. Nasz wynik (6,14) to potwierdza.

• hydrolizy NaHCO₃:

NaHCO₃→ Na⁺ + HCO₃^-

HCO₃^- → Na⁺ + CO₃^2-

+ pierwszy stopień hydrolizy

H₂O <=> OH^- + H⁺

↓↑

HCO₃^-

+

H₂O <=> OH^- + H⁺ drugi stopień hydrolizy drugi stopień hydrolizy

↓↑

H₂CO₃

Lub

HCO₃^- + H₂O


H₂CO₃ + OH^-

Z reakcji hydrolizy wynika,że wodorowęglan sodu ma odczyn zasadowy.Nasz wynik (8.78) to potwierdza.

WNIOSKI:

Wykonane ćwiczenie polegało na badaniu pH róznych roztworów . Z wykonanych doświadczen wynika że pH kwasów jest zawsze mniejsze od 7 . Prawdziwa jest także zależność, że im silniejszy kwas tym pH badanego roztworu jest niższe. Z otrzymanych wyników badań pH HCl wynika że im większe stężenie molowe kwasu tym pH jego jest mniejsze a więc odczyn jest bardziej kwaśny .

W doświadczeniu badalismy również pH różnych soli . Z otrzymanych wyników wnioskujemy, że sole mogą mieć odczyn zasadowy(pH większe od 7) lub odczyn kwaśny (pH mniejsze od 7 ). Jeżeli sól pochodzi od mocnej zasady i słabego kwasu jak np. badane przez nas sole Na₃PO₄ NaHCO_{3 ,}CH₃COONa gdzie pH roztworu jest większe od 7. Sól taka ma odczyn zasadowy. Jeżeli sól pochodzi od słabej zasady i mocnego kwasu jak np.badane przez nas sole NH₄Cl NiCl_2, to ma ona odczyn kwaśny ; pH takiego roztworu jest mniejsze od 7.Wynika to z reakcji hydrolizy. Jeżeli bowiem aniony zdysjocjowanej soli reagują z kationami H⁺ pochodzącymi z wody to powstaje nadmiar kationów w soli, a odczyn roztworu jest kwaśny, jeżeli natomiast kationy soli reagują z OH^-, to jest nadmiar anionów soli i roztwór jest zasadowy

Może też się zdarzyć, że sól pochodzi od mocnej zasady i mocnego kwasu. Przykładem takim może być NaCl. W naszym doświadczeniu pH wyszło 5.45. Wynik ten jest jednak błędny. Wynik powinien być równy 7, gdyż sól ta nie hydrolizuje i jest to roztwór obojętny. Błąd ten jest zapewne wynikiem niedokładności w dokonaniu doświadczenia. Roztwór mógł być zbyt słabo zamieszany, lub pH-metr był niedostatecznie opłukany po mierzeniu pH jakiegoś kwasu , dotyczy to również pomiarów pH HCl . Jeżeli natomiast sól pochodzi od słabej zasady i słabego kwasu,to odczyn jest słabo zasadowy lub słabo kwasny(w zależności od mocy powstających elektrolitów) albo obojętny..