Imię i nazwisko
Grupa
Ćwiczenie 5
Temat: Dysocjacja elektrolityczna
I. Część teoretyczna
W drugiej połowie XIX wieku szwedzki uczony Svante August Arrhenius wykazał, że substancje można podzielić na dwie grupy:
1. roztwory wodne przewodzące prąd elektryczny – elektrolity
2. roztwory wodne nie przewodzące prądu – nie elektrolity
Elektrolity zaś dzielimy na mocne(ulegają całkowitej dysocjacji) i słabe (nie ulegają całkowitej dysocjacji).
Teorię tę można ująć ogólnie w czterech punktach:
1. Elektrolity podczas rozpuszczania się w wodzie rozpadają się na fragmenty naładowane elektrycznie – ulegają dysocjacji elektrolitycznej (jonowej). Jony dodatnie to kationy, a ujemnie to aniony.
2. Suma ładunków elektrycznych kationów i anionów jest zawsze równa zero.
3. Nie elektrolity nie ulegają dysocjacji elektrolitycznej
4. Właściwości chemiczne i fizyczne jonów różnią się zupełnie od właściwości obojętnych atomów lub cząstek. Z tego względu obecność jonów w roztworach nadaje im charakterystyczne cechy chemiczne i fizyczne.
Przykłady dysocjacji elektrolitycznej kwasów, zasad i soli:
NaCl = Na+ + Cl-
Ca(HCO3)2 = Ca2+ + 2HCO3-
HNO3 = H+ + NO3-
H2SO4 = H+ + HSO4-
HSO4 = H+ + SO42-
Kwasy dwu i wielo protonowe dysocjują stopniowo.
NaOH = H+ + OH-
Mg(OH)2 = Mg2+ + 2OH-
Zasady wielohydroksylowe analogicznie do kwasów wieloprotonowych dysocjują stopniowo.
Elektrolity które reagują z kwasami i zasadami to elektrolity amfoteryczne.
Za pomocą teorii Arrheniusa nie dało się wyjaśnić np. zasadowych właściwości amoniaku w wodzie, dlatego duński chemik Brőnsted sformułował protonową teorie kwasów i zasad, która mówi iż kwasem nazywamy zw. chemiczne lub jony zdolne do oddawania protonów – donory protonów, a zasadami zw. chemiczne lub jony zdolne do przyłączenia protonów – akceptory protonów.
KWAS1 + ZASADA1 = KWAS2 + ZASADA2
H2O + H2O = H3O+ + OH-
HCl + H2O = H3O+ + Cl-
H2O + NH3 = NH4+ + OH-
Woda jako rozpuszczalnik jest nie tylko ośrodkiem, w którym odbywa się dysocjacja kwasów, ale odgrywa ona rolę kwasu wobec rozpuszczanej zasady lub zasady wobec rozpuszczanego kwasu.
II. Część doświadczalna
Doświadczenie 1
Przebieg doświadczenia:
Do dwóch próbówek wlewamy 2 cm3 CuCl2 – barwa niebieska
Następnie do 1 wlewamy aceton – barwa zielona, po dodaniu H2O – błękit
Do próbówki 2 wlewamy 1 cm3 H2O – barwa błękitna
Opracowanie wyników:
Zmiany barw chlorku miedzi (II) w próbówkach świadczą o różnym stopniu utlenienia tego związku.
Do próbówki wlewamy 2 cm3 CoCl2 – barwa czerwona, następnie dodajemy stężony HCl (do zmiany barwy) – fiolet, po dodaniu destylowanej wody powrót do tej samej barwy
CoCl2 = Co2+ + 2Cl-
Dodatek wspólnego jonu chlorowego cofa dysocjacje, gdyż jest to proces odwracalny. Wynika to z zależności:
AB = A+ + B-
Po zlewki wlewamy taką samą ilość roztworu siarczanu żelaza i triocjaninu potasowego – kolor bordowy/krwistoczerwony. Po dodaniu 5 cm3 wody destylowanej barwa zmienia się na pomarańczową. Po rozcieńczeniu H20 barwa żółta. Dalej rozlewamy mieszaninę do dwóch próbówek i do 1 dodajemy Fe2(SO4)3 – barwa ciemny pomarańcz, a do 2 dodajemy KSCN – kolor czerwony
Zmiany barwy wynika z tego, że powyższe związki ulegają dysocjacji. Dla przykładu:
Fe2(SO4)3 = 2Fe3+ + 3SO42-
Obserwowana barwa zależy od kationu 2Fe3+ Po ponownym dodaniu siarczanu żelaza powrót do barwy pomarańczowej jest spowodowany tym, iż proces dysocjacji jest procesem odwracalnym
Do 3 próbówek wlewamy po 2 cm3
1 – azotan(V) ołowiu(II)
2 – octan ołowiu(II)
3 – chlorek ołowiu(II)
Następnie dodajemy po 2 krople kwasu siarkowego(VI) do każdej próbówki. We wszystkich trzech próbówkach nastąpiło zmętnienie i wytrącił się biały osad.
Do kolejnych 3 próbówek dodajemy po 3 cm3
1 – siarczan(VI) sodowy
2- siarczan(VI) potasowy
3 – siarczan(VI) amonowy
Następnie dodajemy po 2 krople azotanu(V) ołowiu(II). W próbówkach 1 i 3 nastąpiło zmętnienie, a w próbówce 2 wytrącił się biały osad.
Pb(NO3)2 + H2SO4 = PbSO4 + 2HNO3
Pb2+ + 2NO3- + 2H+ + SO4- = Pb2+ + SO42- + 2H+ + 2HNO3-
(CH3COO)2Pb + H2SO4 = 2CH3COOH + PbSO4
2CH3COO- + Pb2+ + 2H+ +SO42- = 2CH3COO- + 2H+ + Pb2+ + SO4-
PbCl2 + H2SO4 = PbSO4 + 2 HCL
Pb2+ + 2Cl- + 2H+ + SO42- = Pb2+ + SO42- + 2Cl- + 2H+
Na2SO4 + Pb(NO3)2 = 2NaNO3 + PbSO4
2Na+ + SO42- + Pb2+ + 2NO3- = 2Na+ + 2NO3- + Pb2+ + SO42-
K2SO4 + Pb(NO3)2 = 2KNO3 + PbSO4
2K+ + SO42- + Pb2+ + 2NO3- = 2K+ + 2NO3...
Puchaczo_o