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電解質(zhì)溶液


化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-10-23

 一、電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.了解弱電解質(zhì)的電離平衡及其移動(dòng)
2.了解緩沖溶液的配制及其性質(zhì)
3.了解鹽類的水解反應(yīng)及其水解平衡的移動(dòng)
4.了解難溶電解質(zhì)的多相離子平衡及溶度積規(guī)則
5.學(xué)習(xí)離心分離和pH試紙的使用等基本操作。
二、電解質(zhì)溶液提要
1.弱電解質(zhì)在溶液中的電離平衡及其移動(dòng)
若AB為弱酸或弱堿,則在水溶液中存在下列電離平衡:
AB↔A++B-
達(dá)到平衡時(shí),未電離的分子濃度和已電離成離子的濃度的關(guān)系為
[A+][TB=]
-------------=K4(電離常數(shù))
  [AB]
 在此平衡體系中,若加入含有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì),即增加A+或B離子的度,則平衡向生成AB分子的方向移動(dòng),使弱電解質(zhì)AB的電離度降低,這種效應(yīng)叫做同離子效應(yīng).
2.緩沖溶液
 弱酸及其鹽(例如HAC和NaAc)或弱堿及其鹽(例如氨水和NH4Cl)的混和溶液,能在一定程度上對(duì)外來的酸或堿起緩沖作用,即當(dāng)另外加入少量酸、堿或稀釋時(shí),提溶液的pH值變化不大,這種溶液叫做緩沖溶液。
3.鹽類的水解反應(yīng)
 鹽類的水解反應(yīng)是由組成鹽的離子和水電離出來的H或OH離子作用,生成弱酸或弱堿的反應(yīng)過程。水解反應(yīng)往往使溶液顯酸性或堿性。例如,弱酸強(qiáng)堿所生或的(如NaAC)水解使溶液呈堿性;強(qiáng)酸弱堿所生成的鹽(如NHC)水解使溶液呈酸性;對(duì)于弱酸弱堿所生成的鹽的水解,則視生成的弱酸與弱堿的相對(duì)強(qiáng)度而定,例如NH4Ac溶液幾乎為中性,而(NH4)2S溶液則星鹼性。通常水解后生成的酸或堿越弱,則鹽的水解度大。水是吸熱反應(yīng),加熱能促進(jìn)水解作用。
4.難溶電解質(zhì)的多相離子平衡、溶度積規(guī)則
 在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,未溶解的固體和溶解后形成的離子間存在多相離子平衡。例如,在含有過量PbI2的飽和溶液中,存在有下列平衡:
PbI2  ↔  Pb2++2I-
(固相)    (液相)
LPbI2=[Pb2+]「I-]2<>
L表示在難溶電解質(zhì)的飽和溶中難溶電解質(zhì)離子濃度(以其系數(shù)為指數(shù))的乘積,叫做溶度積。LPbI2表示二碘化鉛的溶度積.
 根據(jù)溶度積規(guī)則可以判斷沉淀的生成和溶解,例如
[Pb2+l][I-]2>LPbI2  有沉淀析出或溶液過飽和
[Pb2+][I-]2=LPbI2    溶液正好飽和
[Pb2+][I-]2<LPbI2   溶液未飽和,無沉淀析出
 如果設(shè)法降低含有難溶電解質(zhì)沉淀的飽和溶液中某一離子的濃度,使離子濃度的乘積小于其溶度積,則沉淀就溶解。
 如果溶液中含有兩種或兩種以上的離子都能與加入的某種試劑(沉淀劑)反應(yīng)生成難溶電解質(zhì)時(shí),沉淀的先后次序決定于所需沉淀劑離子濃度的大小。需要沉淀劑離子濃度較小的先沉淀,需要沉淀劑離子濃度較大的后沉淀。這種先后沉淀的現(xiàn)象叫做分步沉淀。例如,往含有Cu2+和Cd2+離子的混和溶液中(若Cu2+、Cd2+離子度相差不太大)加入少量沉淀劑Na2S,由于LCus<<LCds Cu2+與S2-離子的濃度乘積將先達(dá)到CS的溶度積,黑色CuS先沉淀析出,繼續(xù)加入NaS,等到[Cd2+][S2-]>LCds時(shí),黃色cdS才沉淀析出。
  使一若溶電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種難溶電解質(zhì),即把一沉淀轉(zhuǎn)化為另一種沉淀的過程,叫\(zhòng)做沉淀的轉(zhuǎn)化。一數(shù)來說,溶度積較大的難溶電解質(zhì)容易轉(zhuǎn)化為溶度積較小的難溶電解質(zhì)。
三、儀器和藥品
1.儀器
試管、試管架、試管夾、離心試管(2支)、玻璃棒、燒杯(100ml及500mL)量筒(10mL)酒精燈\點(diǎn)滴板\洗瓶\鐵架\鐵圈、石棉鐵絲網(wǎng)、離心機(jī)(公用)
2.藥品
酸:醋酸HAc(0.1N,1N)         鹽酸HCl(O.1N)
    氫硫酸H2S(飽和溶液)
堿:氨水NH3(0.1N,2N)         氫氧化鈉NaOH(O,1N)
鹽: 硝酸銀AgNO3(0.1M)      硫酸鋁AL2(S04)3(0.1M)
    氯化鎘CdCI2(0.1M)           硫酸銅SuSO4(0.1M)
    鉻酸鉀K2CrO4(0.1M)      碘化鉀KI(0.1M)
    氯化鎂MgCI2(0.1M)           醋酸銨NH4Ac(0.1M,固)
    氯化銨NH4CI(0.1M,固)      醋酸鈉NaAc(1M,固)
    氯化鈉NaCl(0.1M,1M)       碳酸鈉Na2CO3(0.1M)
    硫化鈉Na2S(0.1M)            硝酸鉛Pb(NO3)(0.1M)
其他:  鋅粒                            甲基橙(0.1%)
          酚酞(1%)                    PH試紙
四、電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.弱電解質(zhì)溶液的比較
用PH試紙測(cè)定0.1N(或0.5N)HCI和0.1N(或0.5N)HAC溶液的pH值,并與計(jì)算值比較。然后往2支試管中分別加入2m1 0.1N(或0.5N)HCI或2ml 0.1N(或0.5N)HCa溶液,再各加入一小顆鋅粒并加熱試管,觀察哪支試管中產(chǎn)生氫氣的反應(yīng)比較劇烈。
2.電解質(zhì)溶液中的電離平衡及其移動(dòng)
(1)往試管中加入約2m氨水溶液,再滴入1滴酚散溶液,觀察溶液顯什么額色。然后將此溶液分盛于2支試管中,往1支試管中加入一小勺醋酸銨(NHAC)固體,搖蕩使之溶解,觀察溶液的顏色,并與另1支試管中的溶液相比較。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)指出同離子效應(yīng)對(duì)電離度的影響。
(2)取2支離心試管,各加入1~2mlH2S飽和溶液及1滴甲基橙溶液,觀察溶液顯何色(為什么?)往1支試管中,滴入數(shù)滴0.1 M AGNO3。溶液,觀察黑色沉淀的生成和溶液顯顏色的變化。若現(xiàn)象不明顯,可將此離心試管置于離心機(jī)的套管中,在套管重量均的情況下,起動(dòng)離心氧使轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)分鐘(離心分離的方法參看7頁),待離心沉降后,再觀親。若溶液色仍不明顯,可再加入1滴甲基橙溶液。寫出有關(guān)反應(yīng)式并說明原因。
3.緩沖溶液的配制和性質(zhì)
(1)往2支試管中各加入3m1去離子水,用pH試紙測(cè)定其pH值;再分別加入5滴0.1N HC1或0.1 N NAOHI溶液,測(cè)定它們的pH值。
(2)往1只小燒杯中,加入1N HAc和1M NaAC溶液各5ml(用量筒盡可能準(zhǔn)確量取)用玻璃棒攪勻,配制成HAc-NaAc緩沖溶液。用PH試紙測(cè)定該溶液的pH值,并與計(jì)算值比較。PH值有否變化?比較(1)(2)的實(shí)驗(yàn)情況,瓶總結(jié)緩沖溶液的特性。
電解質(zhì)溶液
4.鹽類的水解和影響鹽類水解的因素
(1)往1支試管中加入少量醋酸鈉(NaAc)固體及約4ml水,搖蕩試管使NaAc溶解,再滴入1滴酚汰溶液。然后將溶液分盛于2支試管中,將1支試管中溶液加熱至沸,比較此兩支試管中溶液顏色,并簡(jiǎn)單解釋之。
(2)取2支試管,分別加入3ml 0.1M Na2CO3[注]或2ml 0.1M Al2(SO24)3溶液,先用PH試紙分別測(cè)定其pH值,然后混和。觀察有何現(xiàn)象?寫出反應(yīng)的離子方程式。
[注]也可用0.1M Na2S代替0.1M Na2co3溶液。
5.沉淀的生成和分步沉淀
(1)試管中加入10滴0.1 M AGNO3溶液,再逐滴加入10滴0.1M K2CrO4溶液,觀察沉淀生成和顏色。同上操作,用0.1 M NACI溶液代替0.1M K2CrO4溶液,觀察沉淀的生成和顏色。
根據(jù)溶度積規(guī)則說明沉淀產(chǎn)生的原因。
(2)往離心試管中加入6滴0.1M NaCI溶液和2滴0.1M K2CrO4溶液,稀釋至2mL,搖勻后逐滴加入6~8滴0.1M AGNO3溶液(邊滴邊搖)離
心沉降后,觀察生成的沉淀的顏色(注意江淀和液色的差別!)。再住清液中滴加數(shù)滴0.1M AGNO3溶液,會(huì)出現(xiàn)什么顏色的沉淀?試根據(jù)沉淀顏色的變化(并通過有關(guān)溶度積的計(jì)算),判斷哪一種難溶物先沉淀?
(3)取1支離心試管,加入3滴0.1 M Cuso4溶液和6滴0.1M CdCI2溶液,稀釋至2mL,搖勻后逐滴加入數(shù)滿0.1M Na2S溶液、觀察先生成的沉淀是黃色還是黑色?離心沉降后,再往清液中演加數(shù)滴0.1M Na2S溶液,觀察出現(xiàn)什么顏色的沉淀?試根據(jù)有關(guān)溶度積數(shù)據(jù)予以理解(九料http://f670.cn/)。
6.沉淀的溶解和轉(zhuǎn)化
(1)往試管中加入2ml0.1 M Mgcl2溶液,并滴入數(shù)滴2N氨水溶液,觀察沉淀的生成.再向此溶液加入少量NH4CI固體,搖蕩,觀察原有沉淀是否溶解?用離子平衡移動(dòng)的觀點(diǎn)解釋上述現(xiàn)象。
(2)取1支離心試管,加入0.1M Pb(NO3)2和1M NaCI溶液各10滴。離心分離,棄去清液,往沉淀中滴加0.1M KⅠ溶液并劇烈攪拌,觀察沉淀顏色的變化。說明原因并寫出有關(guān)反應(yīng)方程式。
五、電解質(zhì)溶液實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備的思考題
(1)同離子效應(yīng)對(duì)弱電解質(zhì)的電離度及難溶電解質(zhì)的溶解度各有什么影響?
(2)如何配制緩沖溶液,并試驗(yàn)其緩沖性質(zhì)?
(3)水解和電離的區(qū)別何在? Na2CO3(或Na2S)和Al2(SO4)3溶液能反應(yīng)的原因何在?如何證明產(chǎn)生的白色沉淀是Al(OH)而不是Al2(CO3)3(或A12S3)?
(4)什么叫做分步沉淀?試根據(jù)溶度積規(guī)則,計(jì)算本實(shí)驗(yàn)5(2)、(3)中沉淀先后的次序.
(5)如何進(jìn)行沉淀和溶液的分離?在離心分離操作中有哪些應(yīng)注意之處?

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