Ćwiczenia laboratoryjne z Chemii , I Nawigcja, SS

Temat 3: pH roztworów kwasów i zasad oraz roztworów soli i roztworów buforowych

Efekty kształcenia: EKP2, SEKP4

Doświadczenie 1 : Badanie barwy wskaźnika w roztworach słabego kwasu i słabej zasady

Przebieg doświadczenia:

Do pięciu probówek 1-5 wlać po 1/5 objętości kwasu octowego CH₃COOH, do następnych pięciu taką samą ilość roztworu wodorotlenku amonu NH₄OH. Ustawić probówki w statywie w taki sposób, aby za probówką z kwasem octowym umieszczona została probówka zawierająca roztwór wodorotlenku amonu. Następnie do każdej pary probówek (z kwasem i zasadą) dodawać kolejno po 3 krople wskaźników wymienionych w tabeli 1

Tabela 1. Zestawienie wyników doświadczenia 1

Nr	Wskaźnik	Obserwowane barwy wskaźników w probówkach z
probówki		CH3COOH	NH4OH
1. 2. 3. 4. 5.	Oranż metylowy Czerwień metylowa Lakmus Fenoloftaleina Uniwersalny

Opracowanie wyników

1. zaobserwować zmiany barwy wskaźników i zapisać wyniki obserwacji w tabeli 1 (formatka sprawozdania)

2. Obliczyć pH roztworu wodnego kwasu octowego o stężeniu 0,001 mol/dm³; jeśli wiadomo, że stała dysocjacji tego kwasu wynosi, K_a = 1,8 x 10^-5

3. Obliczyć pH roztworu wodnego wodorotlenku amonu o stężeniu 0,001 mol/dm³; jeśli wiadomo, że stała dysocjacji tego wodorotlenku wynosi K_b = 1,8 x 10-5

Opracowanie wyników umieścić w doświadczeniu 1 w sprawozdaniu z ćwiczenia

Doświadczenie 2 : Badanie pH roztworów wodnych soli

Przebieg doświadczenia:

Osiem probówek napełnić do 1/5 objętości wodą destylowaną i dodać po 5 kropli wskaźnika uniwersalnego. Jedną probówkę zostawić jako próbę kontrolną. Do następnych dodawać kolejno po 1/3 mikrołopatki soli podanych w tabeli 2. Powtórzyć doświadczenie używając jako wskaźnika fenoloftaleiny.

Tabela 2. Zestawienie wyników doświadczenia 2

Nr probówki	Nazwa soli	Wzór soli	Barwa wskaźnika		Odczyn roztworu wodnego soli
							uniwersalny	fenoloftaleina
1 2 3 4 5 6 7 8 9.	Próbka kontrolna Siarczan (VI) miedzi (II) Węglan baru Azotan (V) potasu Siarczek sodu * Chlorek cynku * Siarczan (VI) sodu Octan sodu Chlorek amonu

Opracowanie wyników

1. Na podstawie zmian barwy wskaźników określić odczyny otrzymanych roztworów soli ( kwaśny, obojętny, zasadowy)

2. Dla każdej soli zidentyfikować kwas i zasadę, z której powstała sól; zapisać i uzupełnić reakcje zobojętniania prowadzące do powstania soli; określić typ soli

3. Uzasadnić odczyn roztworu za pomocą równania przebiegających reakcji soli z wodą (cząsteczkowo i jonowo)

4. Otrzymane wyniki zestawić w tabeli 2 (formatka sprawozdania) Uogólnić wyniki zestawione w tabeli 2 odpowiadając na pytania : czy wszystkie typy soli ulegają hydrolizie? jakie sole ulegają hydrolizie i jaki jest charakterystyczny odczyn roztworu wodnego soli ulegających hydrolizie?

Doświadczenie 3 : Badanie wpływu temperatury na reakcję hydrolizy soli

Przebieg doświadczenia:

Do probówki wlać 1/5 objętości octanu sodowego, dodać 2÷3 krople fenoloftaleiny, roztwór ogrzać do wrzenia, a następnie ochłodzić. Zanotować zachodzące zmiany barw.

Opracowanie wyników

1. Napisać równanie reakcji badanej soli z wodą cząsteczkowo i jonowo.

2. Jaki wpływ na przebieg procesu ma temperatura; uzasadnić dlaczego

Opracowanie wyników umieścić w doświadczeniu 3 w sprawozdaniu z ćwiczenia

Doświadczenie 4 : Badanie pH roztworów buforowych

Przebieg doświadczenia:

Do zlewki 1 o pojemności 100cm³ wlać 4 cm³ chlorku amonu o stężeniu podanym przez prowadzącego i 8 cm³ wodorotlenku amonu. Do zlewki 2 wlać 4 cm³ octanu sodu i 8 cm³ kwasu octowego.

Następnie w obu zlewkach określić pH otrzymanych roztworów za pomocą wskaźników podanych w tabeli 3 oraz zmierzyć za pomocą pH-metru.

Tabela 3. Zestawienie wyników doświadczenia 4

Lp.	Metoda	Zlewka 1	Zlewka 2
				Roztwór buforowy ………………..	Roztwór buforowy ………………….
1. 2. 3. 4. 5. 6.	Papierek lakmusowy obojętny Papierek uniwersalny o zakresie pH 1-10 Papierki wskaźnikowe o wybranym zakresie Wskaźnik uniwersalny (roztwór alkoholowy) Pomiar - pH-metr obliczenie wartości pH

Opracowanie wyników

1. Wpisać uzyskane wartości pH do tabeli 3

2. Określić rodzaj roztworu buforowego w zlewce 1 i 2

3. Obliczyć stężenia molowe ( mol/dm³) kwasu i sprzężonej zasady w zlewkach 1 i 2 i zastosować do obliczenia pH badanych roztworów buforowych za pomocą wzoru Hendersona-Hasselbalcha

4. Porównać zastosowane metody wyznaczania pH roztworów buforowych

Opracowanie wyników umieścić w doświadczeniu 4 w sprawozdaniu

ZADANIA I PYTANIA

Zadania

1. Jakie jest stężenie jonów H₃O⁺ i OH^- w t=25 ᵒC w:

1. 0,005 molowym roztworze Ba(OH)₂

2. 0,055 molowym roztworze KOH

2. Jakie jest pH:

1. krwi ludzkiej, w której stężenie jonów oksoniowych wynosi 4 x 10^-4 mol/l

2. 0,03 molowego roztworu HCl

3. 0,05 molowego roztworu KOH

3.Obliczyć stężenie molowe roztworu wodorotlenku potasu, którego pH=12.

4.Wodny roztwór kwasu siarkowego (VI) ma pH=2. Jakie jest stężenie

molowe tego roztworu?

5. Obliczyć pH roztworu otrzymanego po rozpuszczeniu 0,05 g NaOH w 0,5dm³ wody.

6.Obliczyć pH i stopień dysocjacji kwasu octowego, CH₃COOH w jego roztworze o stężeniu 0,2 mol/l; stała dysocjacji Kc, CH₃COOH = 1,8 x 10 ^-5

7.Obliczyć pH roztworu nikotyny, C₁₀H₁₄N₂ o stężeniu 0,015 mol/l; K_b = 1 x 10 ^-6

8.Obliczyć wartość pH roztworu kwasu jednoprotonowego o stężeniu 0,01 mol/dm³, wiedząc że stała dysocjacji tego kwasu wynosi 5,0 x 10^-3

9. Określ odczyn i zakres pH następujących soli. Napisz równania reakcji hydrolizy dowolnie wybranej soli.

a) AgNO₃

b) K₂S

c) (NH₄)₂CO₃

d) CuS

10. Napisz reakcję hydrolizy (cząsteczkową, jonową i jonową skróconą); określ rodzaj hydrolizy; podaja odczyn roztworu; następujacych soli:

1. Azotan baru

2. Azotan V ołowiu (II)

11. Wodny roztwór NaHCO₃ wykazuje słabszy odczyn zasadowy niż roztwór Na₂CO₃ o tym samym stężeniu. Wyjaśnij to zjawisko układając odpowiednie równania.

LITERATURA

1.Jones L., Atkins P., Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, WN PWN Warszawa, 2004

2. Stundis H., Trześniowski W., Żmijewska S., Ćwiczenia laboratoryjne z chemii nieorganicznej, Wyd. WSM w Szczecinie, Szczecin 1995

3. Szaniawska D., Gabriel-Półrolniczak U., Ćwirko K., Mat.dydakt. CD (niepubl.)

4

---