Ćwiczenia laboratoryjne z Chemii Technicznej, I MiBM, SS

Temat 2: Roztwory i dysocjacja jonowa

Efekty kształcenia: EKP2, SEKP4

CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

1.ROZTWORY

Doświadczenie 1: wpływ temperatury na rozpuszczalność substancji

Przebieg doświadczenia:

Probówkę z nasyconym roztworem NaCl podgrzewać w łaźni wodnej do 313-323K i dodawać małymi porcjami sól (po parę kryształków) aż do uzyskania roztworu o niewielkiej ilości fazy stałej w danej temperaturze. Następnie podgrzewać roztwór do około 363K i znowu dodawać porcjami sól aż do stanu nasycenia. Doświadczenie przeprowadzić analogicznie dla KNO_3. Roztwór Ca (OH)₂ nasycony w temperaturze pokojowej podgrzać do wrzenia. Zaobserwować zachodzące zjawisko.

Opracowanie wyników:

1.wyjaśnić jak wzrost temperatury wpływa na rozpuszczalność poszczególnych soli

2. Przedstawić na wykresie zależność temperatury od rozpuszczalności badanych soli

Wyniki wpisać do tabeli 1 i załączyć do sprawozdania

Doświadczenie 2: wpływ temperatury na rozpuszczalność substancji - entalpia rozpuszczania

Przebieg doświadczenia:

W dwóch probówkach przygotować po 5cm³ nasyconego roztworu (1/3 objętości) NH₄NO₃ oraz MgCl₂. Do pierwszej probówki wsypać 3-4 mikrołopatki tej soli. Porównać efekty cieplne w obu probówkach podczas rozpuszczania soli. Następnie obie probówki lekko podgrzać w łaźni wodnej. Zaobserwować efekt rozpuszczania soli w obu przypadkach.

Opracowanie wyników:

1.wyjaśnić zachodzące zjawisko regułą przekory

2.sporządzić wykres zależności rozpuszczalności badanych soli od temperatury

3.odczytać molowe ciepła rozpuszczania badanych soli, zidentyfikować reakcję egzotermiczną i endotermiczną i wyjaśnić czym się te reakcję charakteryzują

Wyniki wpisać do tabeli 1 i załączyć do sprawozdania

Tabela 1. Zestawienie wyników i wnioski - doświadczenia 1 i 2

nr doświadczenia	wzór i nazwa badanego związku	wyszukane dane/ rozpuszczalność entalpia rozpuszczania	podsumowanie obserwacji	wnioski
1.
2.

2.DYSOCJACJA JONOWA

Doświadczenie 3: wpływ stałej dielektrycznej na proces dysocjacji jonowej

Przebieg doświadczenia:

Do dwóch probówek wprowadzić po 2cm³ (około 1/5 objętości) roztworu chlorku miedzi (II). Do jednej z nich dodawać aceton do zmiany barwy, do drugiej 1cm³ wody destylowanej. Zanotować barwę otrzymanych roztworów. Następnie do probówki z acetonem dodać wody destylowanej-do zmiany barwy. Porównać barwy roztworów w obu probówkach.

Opracowanie wyników :

1. wyjaśnić przyczyny występowania różnych barw roztworu chlorku miedzi (II)

2. wyjaśnić wpływ rozpuszczalnika na proces dysocjacji

Wyniki wpisać do tabeli 2 i załączyć do sprawozdania

Tabela 2. Zestawienie wyników i wnioski dla doświadczenia 3

Nr probówki	wzór i nazwa badanego związku	Dane: wartość stałej dielektrycznej badanych substancji, barwa otrzymanego roztworu	Przyczyny obserwowanego zjawiska
1.
2.

Doświadczenie 4: reakcja dysocjacji kwasu i zasady-przesunięcie równowagi reakcji

Przebieg doświadczenia: do dwóch probówek wlać do 1/5 objętości kwas octowy. Następnie do każdej probówki dodać po dwie krople roztworu oranżu metylowego. Jedną probówkę z kwasem octowym pozostawić jako próbkę kontrolną, do drugiej wsypać 1 mikrołopatkę octanu sodu i zamieszać. Porównać zabarwienie otrzymanego roztworu z zabarwieniem roztworu w próbce kontrolnej. Do dwóch następnych probówek wlać około 1/5 objętości roztworu wodorotlenku amonu. Do każdej z nich dodać po jednej kropli roztworu fenoloftaleiny. Jedną próbkę z wodorotlenkiem amonu pozostawić jako próbkę kontrolną, do drugiej wsypać 1 mikrołopatkę chlorku amonu i zamieszać roztwór. Porównać zabarwienie otrzymanego roztworu z zabarwieniem próbki kontrolnej.

Opracowanie wyników:

1. napisać równania dysocjacji oraz wzory na stałą dysocjacji dla kwasu octowego oraz wodorotlenku amonu

2. wyjaśnić jak przesunie się równowaga dysocjacji w roztworze kwasu octowego po dodaniu octanu sodu. Podać również jak przesunie się równowaga dysocjacji w roztworze wodorotlenku amonu po dodaniu chlorku amonu

3. Dlaczego w obu przypadkach następuje zmiana zabarwienia?

Wyniki wpisać do tabeli 3 i załączyć do sprawozdania

Tabela 3. Zestawienie wyników i wnioski dla doświadczenia 4

Nr probówki	wzór i nazwa badanego związku/ związków	barwa otrzymanego r-ru, barwa próbki kontrolnej	Wnioski: Jaki rodzaj reakcji, jak przesunie się równowaga reakcji, dlaczego zmiana zabarwienia
1.kwas octowy +oranż metylowy *Próbka kontrolna
2.kwas octowy +oranż metylowy
3.wodorotlenek amonu +fenoloftaleina *Próbka kontrolna
4.wodorotlenek amonu +fenoloftaleina

Pytania i zadania do samodzielnego rozwiązania (roztwory)

Zadania obliczeniowe

1. Ile gramów NaMnO₄ zawierającego 10% zanieczyszczeń potrzeba do sporządzenia 200cm3 0,1-molowego roztworu?

2. Rozpuszczalność jodku potasu w temperaturze 293K wynosi 145g. Ile gramów tej soli można rozpuścić w 0,5dm³ wody o temperaturze 293K.

3.Obliczyć stężenie molowe roztworu otrzymanego po rozpuszczeniu 50g chlorku wapnia (CaCl₂) w 150cm³ wody, jeżeli gestość tego roztworu wynosi 1,23g/cm³.

4. Jaką objętość 0,15-molowego NaOH można otrzymać z 0,25dm³ 0,75 molowego NaOH drogą rozcieńczania?

5.Obliczyć masę soli i masę wody , jakie należy przygotować w celu uzyskania 400g roztworu NaCl nasyconego w temp. 373K. Rozpuszczalność NaCl w tej temperaturze wynosi 35g/100g wody.

6. Obliczyć stężenie procentowe nadtlenku wodoru w wodnym roztworze o gęstości 1,02g/cm³, wiedząc że 1dm³ takiego roztworu zawiera 61,2g nadtlenku wodoru.

Zadania złożone:

1. Roztwór o objętości 250 cm³, sporządzono rozpuszczając 12 g mieszaniny KOH i NaOH w stosunku 1 mol na 3 mole. Obliczyć stężenia molowe obu składników roztworu.

2. W 2 kg wody rozpuszczono 200g ZnCl₂ zawierającego 3% zanieczyszczeń. Obliczyć stężenie procentowe roztworu ZnCl₂

3. Ile gramów 45% roztworu kwasu azotowego należy dodać do 120g 20% kwasu azotowego , aby otrzymać roztwór 30%?

4. Do roztworu zawierającego 1 mol azotanu (V) srebra dodano roztwór zawierający 0,45 mola chlorku magnezu. Obliczyć masę wytrąconego osadu. Co pozostało w roztworze?

Chemia stosowana:

1.Chlorek sodu czy chlorek magnezu jest lepszym środkiem do odmrażania dróg i dlaczego - przedstawić krótką analizę porównawczą z wykorzystaniem wiedzy i umiejętności zdobytych w ramach wykonanego ćwiczenia

2.NH₄NO₃ - wyszukać kartę charakterystyki substancji i scharakteryzować bezpieczeństwo postępowania i stosowania substancji

3.Zasada działania ogrzewaczy np. p.ada działania 1,5 g KCl ( 300w w bardzo dużej ilości rozpuszczalnika n-->zanych z procesem rozpuszczania substancji chemicznydłoni z zastosowaniem roztworów przesyconych

4.Rozpuszczalność substancji A wynosi 10g, a rozpuszczalność substancji B 150g. Udowodnić, że stężenie molowe nasyconego roztworu substancji A może być większe od stężenia molowego nasyconego roztworu substancji B. Jaki warunek musi być wtedy spełniony?

Pytania i zadania do samodzielnego rozwiązania (dysocjacja jonowa)

Zadania obliczeniowe:

1.Obliczyć stopień dysocjacji kwasu fluorowodorowego w 0,2-molowym roztworze, jeżeli stężenie jonów H⁺ wynosi 0,006 mol/dm³.

2.Obliczyć stężenie molowe niezdysocjowanych cząsteczek w roztworze jednoprotonowego kwasu o stężeniu 0,05mol/dm³ (α=1,9%).

3.Obliczyc stałą dysocjacji kwasu fluorowodorowego wiedząc, że w 0,01 molowym roztworze stopień dysocjacji wynosi 22%.

4.Obliczyc stopień dysocjacji kwasu jednoprotonowego (K=4*10^-4) w rozworze o stężeniu jonów H⁺ równym 0,1 mol/dm³.

Zadania złożone:

1.Ile wody trzeba dolać do 0,5dm³ 0,2 molowego roztworu kwasu octowego (K=1,8*10^-5), aby stopień dysocjacji kwasu podwoił się

2.Roztwór zawiera wagowo:10% NaCl, 10 NaBr, 10% KCl. Jakich jonów jest w tym roztworze najwięcej

3.Czy w miarę odparowania wody z roztworu elektrolitu stopień dysocjacji a) maleje b) rośnie, c) pozostaje stały

5

---