05_Sprawozdanie z rownowag w ukladach heterogenicznych

Sprawozdanie nr 5
1
data sporządzenia:
30.11.2015
wykonujący:
tytuł ćwiczenia RÓWNOWAGI W UKŁADACH HETEROFAZOWYCH
opiekun grupy
data przyjęcia
sprawozdania:
data oddania sprawozdania
do poprawy:
data przyjęcia sprawozdania
poprawionego:
data ostatecznego zaliczenia sprawozdania: ocena
CZĘŚĆ TEORETYCZNA
• OSIĄGNIĘTE EFEKTY KSZTAŁCENIA:
CH1_W05.1:
3. jakościowy i ilościowy opis równowag fazowych oraz równowag chemicznych w układach
heterogenicznych oraz w roztworach wodnych elektrolitów
CH1_U01:
Student posiada umiejętność matematycznego opisu równowag chemicznych w roztworach
elektrolitów
CH1_U09:
Student potrafi rozwiązywać proste problemy o charakterze jakościowym i ilościowym, z
zakresu sporządzania roztworów (w tym roztworów buforowych), syntezy prostych związków
nieorganicznych, wybranych reakcji redoks, reakcji układach heterogenicznych, analizy
jakościowej kationów i anionów, w tym potrafi planować i wykonywać badania
eksperymentalne oraz odpowiednio analizować ich wyniki.
CH1_U02:
Student:
1. potrafi posługiwać się prostymi urządzeniami laboratoryjnymi, takimi jak: pH-metr, wirówka
laboratoryjna, łaźnia wodna, aparat do destylacji, aparat do ekstrakcji, kolumna do
chromatografii
bibułowej
• CEL ĆWICZENIA: Zbadanie wpływu czynników środowiska na wytrącanie i roztwarzanie
osadów oraz wpływu wspólnego jonu na rozpuszczalność NaCl. Wyznaczenie iloczynu
rozpuszczalności trudno rozpuszczalnego wodorotlenku wapnia.
• WSTĘP TEORETYCZNY
Równowaga dynamiczna w układzie heterogenicznym to równowaga między słabo
rozpuszczalnym związkiem jonowym, a jego roztworem nasyconym.
Iloczyn rozpuszczalności to stała równowagi dla reakcji równowagi w układzie
heterogenicznym
Dla reakcji :
AmBn (stały) ⇄ m An+
+ n Bm¯
ma postać Ks = [An+
]m
· [Am-
] n
i zwana jest iloczynem rozpuszczalności.
Rozpuszczalność to maksymalna ilość danej substancji (wyrażona w gramach lub molach) jaką
można rozpuścić w określonej ilości (najczęściej 100g) rozpuszczalnika w danej temperaturze,
uzyskując roztwór nasycony.
Sprawozdanie nr 5
2
OPRACOWANIE WYNIKÓW
1. Wpływ wspólnego jonu na rozpuszczalność chlorku sodu
1) NaCl Na+
+Cl-
2) HCl H+
+ Cl-
Dodanie roztworu kwasu solnego do roztworu nasyconego NaCl spowodowało zwiększenie
stężenia jonów Cl-
w mieszaninie, oraz przesunięcie równowagi reakcji 1) w stronę substratu.
Z przesyconego roztworu wydziela się drobnokrystaliczny osad chlorku sodu.
2. Dobór odczynników rozpuszczających osady
jonowy zapis reakcji przyczyna roztworzenia
reakcja strącenia NaH2PO4  Na+
+ H2PO4
-
H2PO4
-
+ H2O  HPO4
2-
+ H3O+
HPO4
2-
+ H2O  PO4
3-
+ H3O+
3Cu2+
+ 2PO4
3-
 Cu3(PO4)2
-
reakcja
roztworzenia
Cu3(PO4)2 3Cu2+
+ 2PO4
3-
Cu2+
+4( NH3·H2O)  [Cu(NH3)4]2+
+4 H2O
Miedź posiada zdolność
do tworzenia
kompleksów z
amoniakiem
reakcja
roztworzenia
Cu3(PO4)2 3Cu2+
+ 2PO4
3-
Cu2+
+ SO4
2-
CuSO4
Kwas siarkowy (VI)
wypiera resztę PO4
3-
pochodzącą od słabszego
kwasu ortofosforowego
reakcja strącenia
H2S  2H+
+ S2-
Ni2+
+ S2-
 NiS
-
reakcja
roztworzenia
NiS Ni2+
+ S2-
3S2-
+ 2NO3
-
+8H+
 S + 2NO + 4H2O
Kwas azotowy (V)
utlenia anion siarczkowy
do metalicznej siarki
reakcja strącenia K2CrO4 2K+
+CrO4
2-
Sr2+
+ CrO4
2-
 SrCrO4
-
reakcja
roztworzenia
SrCrO4 Sr2+
+ CrO4
2-
2CrO4
2-
+ 2H+
 Cr2O7
2-
+ H2O
Dodanie kwasu H2SO4
powoduje zmianę pH
środowiska na bardziej
kwasowe i utlenienie
chromianów (III) do
jonów chromianowych
(VI)
reakcja
roztworzenia
SrCrO4 Sr2+
+ CrO4
2-
2CrO4
2-
+ 2H+
 Cr2O7
2-
+ H2O
Dodanie kwasu
CH3COOH powoduje
zmianę pH środowiska na
bardziej kwasowe i
utlenienie chromianów
(III) do jonów
chromianowych (VI)
reakcja strącenia H2C4H4O6  HC4H4O6
-
+ H+
HC4H4O6
-
+ K+
KHC4H4O6
-
Sprawozdanie nr 5
3
reakcja
roztworzenia
KHC4H4O6 HC4H4O6
-
+ K+
HC4H4O6
-
+ H+
 H2C4H4O6
Dodanie jonów H+
pochodzących od
mocnego kwasu
azotowego (V)powoduje
przesunięcie równowagi
reakcji w stronę
H2C4H4O6
reakcja
roztworzenia
KHC4H4O6 HC4H4O6
-
+ K+
HC4H4O6
-
+ OH-
 C4H4O6
2-
+ H2O
Dodanie jonów OH-
powoduje utworzenie
wody.
3. Wpływ warunków na wytrącanie i rozpuszczalność wodorotlenków, węglanów i fosforanów
wybranych metali
odczynnik zapis reakcji zapis reakcji zapis reakcji zapis reakcji
+ NH3aq
Na+
+ NH3·H2O 
r. nie zachodzi
Mg2+
+ 2(NH3·H2O) 
Mg(OH)2 +2NH4
+
Ca+
+ NH3·H2O 
r. nie zachodzi
Al3+
+ NH3·H2O
 Al(OH)3+ NH4
+
+ NH4Cl
r. nie zachodzi Mg(OH)2+ 2NH4Cl
MgCl2+2(NH3·H2O)
r. nie zachodzi r. nie zachodzi
+ (NH4)2CO3
r. nie zachodzi r. nie zachodzi Ca2+
+ CO3
2-

CaCO3
r. nie zachodzi
+ (NH4)3PO4 r. nie zachodzi Mg2+
+PO4
3-
Mg3(PO4)2 r. nie zachodzi r. nie zachodzi
Spośród wytrąconych wodorotlenków bardziej trwały, a więc trudniejszy do roztworzenia, jest osad
wodorotlenku glinu, ponieważ ma niższy iloczyn rozpuszczalności (5·10-33
) niż osad wodorotlenku
magnezu o iloczynie rozpuszczalności 5,5·10-12
.
Odczynnik grupowy – substancja chemiczna reagująca z grupą jonów w określonych warunkach
z utworzeniem trudno rozpuszczalnych w wodzie związków.
4. Wpływ warunków na wytrącanie i rozpuszczalność siarczkó...