ROK |
Nr zespołu |
Lp. |
Nazwisko |
Imię |
Sporządzili |
2013/2014 |
1 |
1 |
Janik |
Przemysław |
Janik |
GRUPA |
|
2 |
Juszkiewicz |
Justyna |
Juszkiewicz |
|
Data: 07.04.2014 |
3 |
Zieliński |
Szymon |
Zieliński |
Laboratorium
z chemii
CHEMIA OGÓLNA
Ćwiczenie nr 4
Temat ćwiczenia: Hydroliza, ogniwa galwaniczne, elektroliza.
Doświadczenie 4.1
Hydroliza soli
Cel ćwiczenia:
Określenie pH roztworów poddanych hydrolizie za pomocą papierków wskaźnikowych.
Opis ćwiczenia:
Do trzech probówek wsypujemy kolejno: NH4Cl, CH3COONa oraz CH3COONH4, a następnie do każdej z nich dodajemy po 2 cm3 wody destylowanej.
roztwory mieszamy za pomocą bagietki . Do każdej probówki wrzucamy papierki wskaźnikowe i na ich podstawie oceniamy pH roztworów.
Obserwacje:
Probówka z NH4Cl- pH=5.5,
Probówka z CH3COONa- pH=8
Probówka z CH3COONH4- pH=7.
Wnioski:
1) Hydroliza chlorku amonu NH4Cl.
cząsteczkowo:
NH₄Cl + H₂O NH₃· H₂O + HCl
jonowo:
NH4Cl NH4+ + Cl-
(sól w wodzie jest całkowicie zdysocjowana)
NH4+ + H2O NH4OH + H+
(kation amonowy reaguje z cząsteczką wody odszczepiając z niej jon wodorowy)
Reakcja całkowita:
NH4Cl + H2O NH4OH + H+ + Cl-
O wartości pH decydują jony H+, które powstają w roztworze w wyniku hydrolizy tej soli, dając jej odczyn kwaśny (pH=5,5).
2) Hydroliza octanu sodu CH3COONa.
cząsteczkowo:
CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH
jonowo:
CH3COO- + Na+ + H2O CH3COOH + Na+ + OH-
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
O zasadowości (pH=8) octanu sodu CH3COONa decydują jony OH- pojawiające się w roztworze w wyniku hydrolizy tej soli, pochodzące od silnej zasady NaOH.
3) Hydroliza octanu amonu CH3COONH4.
cząsteczkowo:
CH3COONH4 + H2O CH3COOH + NH4OH
jonowo:
CH3COONH4 CH3COO- + NH4+
(sól w roztworze wodnym jest całkowicie zdysocjowana)
CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
(anion octanowy ma tendencje do przyłączenia jonu wodorowego)
NH4+ + H2O NH4OH + H+
Reakcja całkowita:
CH3COONH4 + 2H2O CH3COOH + NH4OH + H+ + OH-
Niewielkie ilości jonów H+ i OH- powstających w wyniku hydrolizy równoważą się dlatego też papierek wskazał nam pH=7 (odczyn obojętny).
Doświadczenie 4.2
Wpływ mocy kwasu tworzącego sól na stopień jej hydrolizy
Cel ćwiczenia:
Zbadanie wpływu mocy kwasu tworzącego sól na stopień jej hydrolizy.
Opis ćwiczenia:
Do jednej probówki wsypujemy siarczan (IV) sodu (Na2SO3) , a do drugiej węglan sodu (Na2CO3), a następnie dodajemy po 2 cm3 wody destylowanej i mieszamy. Kolejno do obu roztworów dodajemy po 2 krople fenoloftaleiny.
Obserwacje:
Po dodaniu do obu roztworów fenoloftaleiny zabarwiły się:
Probówka 1- zmiana barwy z bezbarwnej na liliowy;
Probówka 2-zmiany barwy z bezbarwnej na biskupio filetową
W obu przypadkach pH roztworów wskazywało odczyn zasadowy.
Wnioski:
Przyczyną tego w obu przypadkach były jony OH- pochodzące od mocnej zasady NaOH.
Probówka 1:
cząsteczkowo:
Na2SO3 + 2H2O H2SO3 + 2NaOH
jonowo:
2Na+ + SO32- + 2H2O H2SO3 + 2Na+ + 2OH-
SO32 + 2H2O H2SO3 + 2OH-
Probówka 2
cząsteczkowo:
Na2CO3 + 2H2O 2NaOH + H2O + CO2↑
jonowo:
2Na+ + CO32- + 2H2O 2Na+ + 2OH- + H2O + CO2↑
CO32- + 2H2O 2OH- + H2O + CO2↑
W roztworze Na2CO3 fenoloftaleina zabarwiła się intensywniej, świadczy to o tym, że w roztworze tym było więcej jonów OH- , a co za tym idzie roztwór ten był bardziej zasadowy. Jony te pojawiają się pod wpływem reakcji hydrolizy. Oznacza to, że kwas H2SO3 jest kwasem mocniejszym niż H2CO3, a to znaczy, że pierwszy mocniej dysocjuje i jego stopień hydrolizy jest większy.
Im kwas mocniejszy tym stopień hydrolizy jego soli jest większy.
Doświadczenie 4.3
Wpływ temperatury na stopień hydrolizy soli.
Cel ćwiczenia:
Zbadanie wpływu temperatury na stopień hydrolizy soli.
Opis ćwiczenia:
Do probówki wsypujemy CH3COONa, a następnie dodajemy 2 cm3 wody destylowanej i mieszamy. Następnie dodajemy 2 krople fenoloftaleiny. Probówkę ogrzewamy nad palnikiem gazowym
Obserwacje:
Zanim rozpoczęliśmy podgrzewanie naszego roztworu miał on kolor lekko mętny biały. Pod wpływem temperatury nasz roztwór zmienił barwę na jasno różowy. Zabarwienie powstało na skutek działania temperatury.
Wniosek:
Zapis reakcji:
cząsteczkowo:
CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH
jonowo:
CHCOO- + Na+ + H2O CH3COOH + Na+ + OH-
CHCOO- + H2O CH3COOH + OH-
Im większa temperatura w której zachodzi hydroliza , tym szybkość reakcji jest większa, natomiast gdy temperatura spada wówczas hydroliza zachodzi wolniej. Jeśli zwiększymy temperaturę to równowaga przesunie się w prawo. Powstająca mieszanina ma odczyn zasadowy (OH-).
Doświadczenie 4.4
Ogniwo galwaniczne.
Opis doświadczenia:
Na początku przygotowujemy 2 zlewki po 50cm3. Do jednej z nich dodajemy 1n roztwór siarczanu (VI) miedzi(II) CuSO4, do drugiej 1 n siarczan(VI) cynku ZnSO4. W roztworze CuSO4 zanurzamy płytkę miedzianą, natomiast w roztworze ZnSO4- płytkę cynkową. Obie elektrody łączymy z woltomierzem. Następnie roztwory łączymy kluczem elektrolitycznym (rurka szklana napełniona roztworem KCl).
Obserwacje:
Siła elektromotoryczna SEM jaka wyświetliła się na woltomierzu wyniosła 1,087 V .
Reakcje zachodzące w ogniwie A(-):Zn|Zn2+ || Cu2+|Cu:(+)K
Na elektrodzie miedzianej: Cu2+ + 2e Cu0 (redukcja)
Na elektrodzie cynkowej: Zn0 - 2eZn2+ (utlenienie)
Jony SO42- przemieszczają się w roztworze od Zn do Cu
Elektrony w przewodniku będą płynęły w przeciwnym kierunku:
Obliczenie SEM ogniwa Zn|Zn2+ || Cu2+|Cu:
ECu|Cu2+= 0,34 +
= 0,34 V
EZn|Zn2+ = -0,76 +
= -0,76 V
SEM = 0,34V-(-0,76V) = 1,1V
Porównując wynik obliczeniowy SEM z wynikiem doświadczalnym otrzymujemy różnicę:
1,1V - 1,087 V = 0,013 V.
Obliczenie SEM ogniwa: Zn|ZnSO4 || FeSO4 || Fe:
SEM ogniwa Zn|Zn2+ || Fe2+|Fe
SEM = -0,44 - (-0,76) = 0,32V
Reakcje elektrodowe:
K(+): Fe2+ + 2e Fe0
A(-): Zn0 - 2e Zn2+
Obliczenie SEM ogniwa: Cu|CuSO4 || AgNO3 || Ag:
SEM ogniwa Cu|Cu2+ || Ag+|Ag
SEM = 0,8 - 0,34 = 0,46V
Reakcje elektrodowe:
K(+): 2Ag+ + 2e 2Ag0
A(-): Cu0 - 2e Cu2+
Doświadczenie 4.5
Elektroliza roztworów wodnych
Cel doświadczenia:
Zmiany zachodzące na elektrodach podczas elektrolizy roztworów wodnych.
Opis doświadczenia:
Na początku napełniamy U-rurkę roztworem elektrolitu. Do obu ramion U-rurki wkładamy elektrody grafitowe podpięte do zasilacza. Po włączeniu prądu obserwujemy zmiany.
Obserwacje:
ELEKTROLIT |
REAKCJE ELEKTRODOWE |
|
|
KATODA(-) |
ANODA(+) |
SnCl2* |
Sn2++2e- Sn0 |
2Cl- - 2e- Cl20↑ |
KI** |
2H2O+2e- H2↑+ 2OH- |
2I- -2e- I20 |
CuSO4 |
Cu2+ + 2e- Cu |
2H2O -2e- O20↑ + 2H+ |
CuSO4*** |
Cu2+ + 2e- Cu0 |
Cu0 -2e- Cu2+ |
*Po kilku minutach trwania elektrolizy dodaliśmy do przestrzeni anodowej kilka kropli roztworu jodku potasu oraz roztworu skrobi.
**Przed rozpoczęciem elektrolizy do przestrzeni katodowej należy dodać 2 krople fenoloftaleiny, a do anodowej roztworu skrobi.
*** Zamiana elektrod poprzez zmianę biegunów źródła prądu.
Wnioski:
Elektrolit 1:
Po upływie paru minut od rozpoczęcia elektrolizy dodajemy w przestrzeń katodową roztwór soli i jodek potasu. Na katodzie powstaje obwódka cynowa. Na anodzie wydziela się chlor. Przy anodzie roztwór barwi się na kolor mahoniowy za sprawą skrobi która wykrywa jony I..
Elektrolit 2:
Na katodzie powstaję mętna zawiesina powstała w skutek dodania fenoloftaleiny, oraz ulatnia się bezbarwny, bezwonny wodór. Roztwór przy anodzie barwi się na kolor mahoniowy(identyfikacja jonów I- za sprawą skrobi), lecz w dużo mniejszym stopniu niż w elektrolicie 1.
Elektrolit 3:
Na katodzie wytrąca się obwódka miedzi. Na anodzie uwalnia się bezbarwny, bezwonny wodór.
Elektrolit 4:
Po zmianie biegunów elektrod, reakcja biegnie tak samo jak w elektrolicie 3, lecz następuje zamiana stron (tam gdzie się osadzał, tam się roztwarza i na odwrót).
7