khimie.ru

Опыты, которые демонстрируют смещение ионного равновесия, можно рекомендовать при изучении вопроса о степени диссоциации, а также как экспериментальные задачи.

В растворах слабых электролитов между недиссоциированных молекул и их ионами устанавливается равновесие при определенных условиях (концентрация, температура). Например, сколько молекул уксусной кислоты распалось на ионы, столько же молекул кислоты снова образовалось из ионов; скорость прямой и обратной процессов будет одинаковой. Изменение условий приводит смещение равновесия. Так, введение в раствор одноименных ионов смещает ионное равновесие. Если к раствору уксусной кислоты СН₃СООН, молекулы которой диссоциируют по уравнению: СН₃СООН ↔ СН3СОО^— + Н⁺ долить раствор ее соли с большой концентрацией ионов СН₃СОО^—, то ионная равновесие сместится влево (в сторону образования не диссоциированных молекул кислоты СН₃СООН). Эти изменения можно наблюдать в присутствии индикатора метилоранжа за изменением окраски.

1. В две пробирки наливают по 2-3 мл 0,1 н. раствора уксусной кислоты. В каждую пробирку добавляют по 2 капли раствора метилоранжа, оранжевый цвет которого под воздействием ионов водорода Н⁺ меняется на розовый.

Одну пробирку оставляют для контроля, во вторую добавляют 1-1,5 г ацетата натрия, растворяют его, перемешивая раствор. Сравнивают окраску раствора в этой пробирке с контрольной. Переход розовой окраски в оранжевую свидетельствует об уменьшении в растворе концентрации ионов водорода Н⁺, которые связываются введенными ионами СН₃СОО^— в малодиссоциированных молекулы уксусной кислоты.

Реактивы и оборудование: уксусная кислота СН₃СООН, метилоранж, ацетат натрия СН₃СООNa; штатив с пробирками.

2. В две пробирки наливают по 2-3 мл 0,1 н. раствора аммиака. Молекулы гидрата окиси аммония хоть и мало, но диссоциирует в растворе на ионы.

В каждую пробирку добавляют по одной капле 1-процентного спиртового раствора фенолфталеина, который в присутствии гидроксильных ионов ОН^— окрашивается в малиновый цвет. Одну пробирку оставляют для контроля, во вторую добавляют 1-2 г хлорида аммония, который растворяют, перемешивая раствор. Окраска заметно слабеет. Сравнивают цвет этого раствора с цветом раствора в контрольной пробирке.

Ослабление окраски с введением в раствор ионов аммония NН₄⁺ свидетельствует о связывания ионов ОН^— в малодиссоциированных молекул NН₄ОН:

NH₄⁺ + OH^— = NH₄OH

Реактивы и оборудование: раствор аммиака NН₄ОН, хлорид аммония NH₄Cl, фенолфталеин, штатив с пробирками.

3. Бихроматы в водном растворе показывают кислую реакцию. Объясняется это тем, что частично происходит гидролиз с образованием хроматов и хромовой кислоты:

К₂Сr₂O₇ + Н₂О ↔ К₂СrO₄ + Н₂СrO₄.

Это можно записать в виде ионного уравнения:

Cr₂O₇^2- + H₂O ↔ 2CrO₄^2- + 2H⁺

Ионное уравнение дает возможность предвидеть те изменения, которые произойдут при введении в раствор бихромата кислоты или щелочи.

Введение раствора кислоты (ионов Н⁺) предопределяет смещение ионного равновесия влево, введение раствора щелочи — вправо. Эти явления наблюдают за изменением окраски. Ион Cr₂O₇^2- в водном растворе имеет оранжевый цвет, ион СrО₄^2- желтый.

В две пробирки наливают по 3 мл оранжевого раствора дихромата калия К₂Сr₂О₇. Одну пробирку оставляют для контроля, во вторую добавляют 1-2 мл 5-процентного раствора щелочи. Окраска меняется с оранжевого на желтый. Если в эту пробирку долить 1-2 мл 5-процентного раствора соляной кислоты, снова появляется оранжевую окраску. Эти наблюдения убеждают в том, что ионная равновесие смещается в зависимости от изменения концентрации ионов в растворе.

Реактивы и оборудование: дихромат калия К₂Сr₂О₇ или хромат калия К₂СrO₄, соляная кислота НС1, едкий натр NaОН; штатив с пробирками.