 |
Гетерогенные равновесия в растворах электролитов
|
|
|
|
Цель работы: Получить системные знания по теории гетерогенных процессов в приложении к биологическим системам; определить термодинамические условия образования и растворения осадков; изучить влияние различных факторов на растворимость малорастворимых электролитов.
Оборудование и реактивы: растворы хлорида кальция (0,01 моль/л и 0,1 моль/л), оксалата натрия, сульфата натрия (концентрация растворов 0,01 моль/л); цитрата натрия, гидрофосфата натрия, дигидрофосфата натрия (концентрация растворов 0,1 моль/л), соляная кислота (0,1 моль/л), гидроксид натрия (0,1 моль/л), хлорида натрия (0,2 моль/л), сульфат натрия, хромат натрия (1 моль/л). Набор пробирок в штативе; бюретки вместимостью 25 мл, воронки диаметром 30 мм, капельницы с растворами.
Ход работы:
Опыт 1. В две пробирки наливают из бюретки по 2 мл раствора хлорида кальция с концентрацией 0,01 моль/л. Из бюретки добавляют в одну из пробирок 2 мл раствора оксалата натрия, в другую – сульфата натрия. Концентрация обоих растворов равны также 0,01 моль/л.
Уравнения реакций:
Наблюдения записывают в таблицу 1.
Экспериментальные данные
Таблица 1
| Исходная концентрация Са2+, моль/л | Исходная концентрация аниона, моль/л | Пс | Ks | Наблюдения |
| С2О42- - | ||||
| SO42— |
Расчет ПС:
Опыт 2.
1. В три пробирки отмеривают по 1мл (точно, с помощью градуированной пипетки или из бюретки) раствора хлорида кальция. В пробирки №1 и №2 добавляют по 1 мл дистиллированной воды, в пробирку №3 добавляют 1 мл раствора цитрата натрия. После этого в пробирки №1 и №3 отмеривают по 1 мл раствора гидрофосфата натрия, а в пробирку №2 – 1 мл раствора дигидрофосфата натрия. Содержимое пробирок перемешивают с помощью стеклянной палочки. Наблюдения записывают в таблицу 1.
|
|
|
2. В пробирку №1 прибавляют по каплям соляную кислоту (с = 0,1 моль/л), а в пробирку №2 – по каплям раствор гидроксида натрия (с = 0,1 моль/л). Содержимое пробирок при необходимости перемешивают с помощью стеклянной палочки.
Уравнения реакций:
Наблюдения записываю в таблицу 2.
Экспериментальные данные
Таблица 2
| № | Содержимое пробирки | Пс | Ks | Наблюдения | Наблюдения | |
| 1 | НCl | |||||
| 2 | NaOH | |||||
| 3 | _____ |
Расчет ПС:
Опыт 3. В пробирку вносят 3-4 капли раствора нитрата свинца (с =0,2 моль/л), добавляют несколько капель раствора хлорида натрия (с=0,2 моль/л) до образования осадка. К содержимому пробирки приливают 1-2 мл дистиллированной воды до растворения осадка, после чего прибавляют несколько капель насыщенного раствора хлорида натрия. Отмечают и объясняют изменения, происшедшие в пробирке.
Уравнения реакций:
Наблюдения:
Опыт 4. В пробирку вносят 10 капель растворов сульфата натрия и хромата натрия; после перемешивания к содержимому пробирки добавляют по каплям раствор нитрата свинца. Отмечают изменения, происходящие в пробирке. Последовательность выпадения осадков объясняют с помощью термодинамических данных.
Уравнения реакций:
Справочные данные: КS(PbSO4) = _______________ КS(PbCrO4) = ____________________
Наблюдения:
Выводы:
Занятие 14. Защита модуля 2 Свойства растворов
Дата _________
Ф.И.О. _______________________ группа _______ Билет № ________
Занятие 15
Адсорбционные равновесия и процессы на неподвижных границах раздела фаз.
Дата _________ Лабораторная работа № _________
Построение изотермы адсорбции уксусной кислоты на угле.
|
|
|
Цель работы: Научиться экспериментально определять величину адсорбции из растворов твердыми адсорбентами.
Приборы, оборудование и реактивы: Бюретка вместимостью 25 мл; конические колбы вместимостью 500 мл; цилиндры мерные; колбы для титрования; фильтровальная бумага, воронки, пипетки Мора на 5 мл и 10 мл. Уголь активированный; растворы уксусной кислоты четырех разных концентраций (от 50 до 400 ммоль/л); раствор гидроксида натрия (стандартизированный, концентрация 0,1моль/л); раствор фенолфталеина в этаноле.
Сущность работы: определение концентрации уксусной кислоты в растворе после установления адсорбционного равновесия и расчет величин адсорбции по разнице исходной и равновесной концентраций кислоты в растворе.
Ход работы:
1. С помощью мерных цилиндров в четыре сухие пронумерованные колбы наливают по 50 мл раствора уксусной кислоты следующих концентраций: 50 ммоль/л; 100 ммоль/л; 200 ммоль/л; 400 ммоль/л.
2. В каждую колбу вносят одновременно по 1,0 г активированного угля.
3. Содержимое колб перемешивают в течении 20 мин, после чего фильтруют через сухие складчатые фильтры. Первую порцию фильтрата объемом 5 мл в каждом случае отбрасывают.
4. Из каждого фильтрата пипеткой отбирают пробу для титрования; для растворов с исходными концентрациями 50 и 100 ммоль/л объем пробы должен быть равен 10,0 мл, для двух других растворов- 5,0 мл.
5. Во все четыре пробы добавляют по 3 капли фенолфталеина.
6. Титруют раствором гидроксида натрия до появления устойчивого слабо-розового окрашивания. Результаты титрования записывают в таблицу.
Экспериментальные данные.
| №
| со(CH3COOH) ммоль/л
| Результаты титрования объем, мл |
с(CH3COOH) ммоль/л |
Адсорбция а, моль/г | |
| CH3COOH | NaOH | ||||
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 | |||||
| 4 | |||||
c(NaOH) = ____________________
Обработка результатов эксперимента. По данным титрования рассчитывают равновесную концентрацию уксусной кислоты c(СH3COOH) в каждом фильтрате:
c(CH3COOH)= c(NaOH)V(NaOH)/V(CH3COOH),
где V(CH3COOH) – объем взятой для титрования пробы фильтрата (5 или 10 мл); c(NaOH) – молярная концентрация титранта; V(NaOH) – объем титранта, пошедший на титрование.
|
|
|
Адсорбцию рассчитывают по формуле:
a = V (co– c) / m,
где c0 – исходная концентрация уксусной кислоты; ммоль/л; с – равновесная концентрация уксусной кислоты, ммоль/л; V – объем уксусной кислоты, взятой для адсорбции, л; m – масса адсорбента, г.
Полученные данные записывают в таблицу. Строят график зависимости адсорбции от равновесной концентрации уксусной кислоты (изотерму адсорбции): а =f(c).
Для нахождения констант в уравнении изотермы Фрейндлиха его преобразуют в линейное уравнение логарифмированием:
lg a =lgK+nlgc.
Для определения констант в уравнении Лэнгмюра его преобразуют в уравнение прямой линии:
1/a=1/ a max+a/ a max
Рассчитывают lg a, lg c, 1/ a и 1/ а. По рассчитанным данным строят график зависимости lg a = f (lg c).Значения констант уравнения Фрейндлиха К и n находят графически: lg K – как отрезок, отсекаемый на оси lg a; n – как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс.
Строят также график зависимости 1/ а = f (1/ a).Величине 1/ а max соответствует отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат. Тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс равен величине a/ a max.
Расчеты:
Графики:
Выводы:
Занятие 16
|
|
|
