Тема: Качественные реакции катионов II -III аналитических групп.

К занятию следует:

I. Знать теорию:

1. Общая характеристика растворов.

2. Способы выражения состава раствора и концентрации растворенного вещества.

3. Качественные реакции катионов I аналитической группы.

II. Решить задачи: [2, стр. 17 -19 №1,3,7,12,18.]. Литература приводится в конце практикума.

III. Составить ход анализа катионов II и III аналитических групп.

IV. Подготовиться к контрольной работе №1.

Способы выражения концентрации растворов:

1. Вычислите массовую долю (в %) аммиака в растворе, если 2 моль его растворены в 5 моль воды.

2. Определите массовую долю (в %) безводного сульфата меди в растворе, полученном при растворении 0,5 моль кристаллогидрата сульфата меди CuSO₄ ^. 5H₂O в 300 г воды.

3. Из 800 г 30%-ного раствора нитрата калия вы­парили 150 г воды. Определите массовую долю (в %) нитрата калия в полученном растворе.

4. Определите массу азотной кислоты в объеме 2 л с массовой долей ее в 10% (плотность 1,05 г/см³).

5. Сколько 63%-ного раствора серной кислоты (плотность 1,53 г/см³) необходимо для нейтрализации 120 мл 11%-ного раствора гидроксида калия (плот­ность 1,10 г/см³)?

6. Сколько 30%-ного раствора азотной кислоты (плотность 1,18 г/см³) требуется для приготовления 500 мл 15%-ного раствора (плотность 1,08 г/см³).

7. К раствору серной кислоты объемом 200 мл прибавили избыток хлорида бария. Масса образовавше­гося осадка (после промывания и высушивания) равна 1,165 г. Определите молярную концентрацию эквивалента раствора серной кис­лоты.

8. Сколько (мл) 4 н. раствора серной кислоты по­требуется для нейтрализации 25 мл 15%-ного раствора едкого натра (плотность 1,16 г/см³).

9. Определите молярность и молярную концентрацию эквивалента раство­ров следующих веществ: а) 50,5%-ной серной кислоты (плотность 1,4 г/см³); б) 20,25%-ной фосфорной кис­лоты (плотность 1,115 г/см³) в реакциях полной нейт­рализации.

Диссоциация электролитов в растворах:

1. Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 н. растворе равна 1,32%. Вычислите концентрацию ионов в растворе (в моль/л), концентрацию недиссоциированных молекул и константу диссоциации.

2. При какой концентрации уксусной кислоты степень ее диссоциации составит 0,02?

3. Чему равна константа диссоциации гидроксида аммония, если степень диссоциации его в 0,1 н. растворе равна 1,36%.

Ионное произведение воды и водородный показатель:

1. Вычислите рН растворов, если: [H⁺] = 0,0056 моль/л; [H⁺] =2,6 ^. 10^-5 моль/л; [OH^-] = 2,2 ^. 10^-3 моль/л.

2. Вычислите [H⁺] для растворов, рН которых 6,3; 8,5.

Химическое равновесие:

1. Обратимая реакция протекает по уравнению:

2 NO + O₂ « 2 NO₂

В момент равновесия концентрации всех веществ были [NO] = 0,04 моль/л; [O₂] = 0,20 моль/л; [NO₂] = 0,16 моль/л. Вычислите исходные концентрации оксида азота (II) и кислорода.

2. Равновесие реакции H₂ + I₂ « 2HI установилась при следующей концентрации участвующих в ней веществ: [H₂] = 0,004 моль/л; [I₂] = 0,25 моль/л; [HI] = 0,08 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации водорода и иода.

3. Равновесие реакции СO + Cl₂ « COCl₂ установилась при концентрациях: [CO] = [Cl₂] = [COCl₂] = 0,011 моль/л. Определите константу равновесия и исходные концентрации оксида углерода (II) и хлора.

4. Равновесные концентрации веществ в реакции N₂ + 3H₂ = 2NH₃ определены: [N₂] = 2 моль/л; [H₂] = 6 моль/л; [NH₃] = 3 моль/л. Вычислите константу равновесия.

На занятии следует:

1. Решить контрольную работу № 1.

2. Выполнить лабораторную работу №2 "Реакции и ход анализа смеси катионов группы соляной кислоты (II аналитическая группа катионов)".

3. Выполнить лабораторную работу №3 "Реакции и ход анализа смеси катионов группы серной кислоты (III аналитическая группа катионов)".

4. Заполнить таблицу №7 «Реакции катионов II аналитической группы» и таблицу №8 «Реакции катионов III аналитической группы».

Вопросы к занятию №2

1. При действии группового реагента на катионы второй группы получаются осадки – хлориды соответствующих катионов: AgCl, Hg₂Cl₂, PbCl₂. Какова растворимость хлоридов в воде и как это используется в анализе?

2. Какова роль азотной кислоты при открытии катиона се­ребра?

3. Почему при действии иона С1^- на комплексный ион [Ag(NH₃)₂]⁺ осадок не образуется, а при действии иона I^- выпа­дает осадок?

4. Пользуясь таблицей произведения растворимости, определи­те, какими из нижеследующих реактивов: хромат натрия Na₂CrО₄, сульфид натрия Na₂S, иодид натрия NaI, гидроксид натрия NaOH можно полнее осадить ионы серебра из раствора нитрата серебра?

5. Какие происходят явления, если смесь солей AgCl, AgBr и AgI обработать раствором гидроксида аммония?

ЗАДАНИЕ К ЗАНЯТИЮ №3

Тема: Открытая задача на смесь катионов I - III аналитических групп.

К занятию следует:

I. Знать теорию:

1. Ионная сила раствора. Активность. Коэффициент активности.

2. Закон действующих масс. Химическое равновесие. Термодинамические и концентрационные константы равновесия.

3. Константа и степень ионизации слабых электролитов. Взаимосвязь между ними.

4. Ионизация воды. Водородный показатель рН.

5. Вычисления концентрации ионов водорода и рН в водных растворах слабых кислот и оснований.

6. Вычисления концентрации и активности ионов водорода и рН в растворах сильных электролитов.

7. Качественные реакции катионов I, II, III аналитических групп.

II. Решить задачи: [2, стр. 17 -19 № 11,14,16, стр. 35 - 36 № 1,4,8,9,12,14.]

III. Составить ход анализа на 5 катионов из I - III аналитических групп.

IV. Составить таблицу «Реакции катионов I - III аналитических групп».

На занятии следует:

1. Выполнить открытую задачу «Анализ смеси катионов I - III аналитических групп».

Вопросы к занятию №3

1. Как можно растворить осадок сульфата бария?

2. Для чего, переводя сульфаты катионов третьей груп­пы (Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺) в раствор кипячением с раствором поташа или соды, необходимо повторно сливать маточный раствор?

3. Почему ион Ba²⁺отделяют от иона Sr²⁺ и иона Ca²⁺ дей­ствием хромата калия К₂СгO₄ в уксуснокислой среде?

ЗАДАНИЕ К ЗАНЯТИЮ №4