Практическая работа № 3. По теме: «Качественные реакции на ионы»
методическая разработка (химия) на тему

Практическая работа № 3.

По теме: «Качественные реакции на ионы»

Цель работы: проведение качественных реакций на ионы; 

Задачи работы:

1. Научиться распознавать наличие определенных ионов в растворе;
2. На основе теории электролитической диссоциации научиться составлять краткие ионные уравнения для качественных реакций на ионы;
3. Научиться составлять молекулярные уравнения для качественных реакций на основе ионных уравнений  и проводить их;
4. Отработать навыки экспериментальной работы, соблюдая правила техники безопасности при работе в кабинете химии.

Краткие теоретические сведения. 

В данной работе необходимо использовать  приложение 1 "Растворимость кислот, оснований и солей в воде" и приложения 2 "Определение анионов и катионов», а также таблицу "Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от среды раствора (pН) ".

Поскольку основными реакциями на ионы являются реакции ионного обмена, а суть их заключается в связывании ионов, то необходимо подобрать два растворимых вещества, в растворах которых содержатся два необходимых иона.

Например, в приложении 2 на ион Fe2+ (определяемый ион) реактивами служат и ионы OH– и ионы [Fe(CN)6]3–.  По приложению 1 подбираем для иона Fe2+ ион, который вместе с ионом железа давал бы растворимое соединение.  Смотрим букву "P" – это ионы Cl–, SO42–, NO3–.  Возьмем ион SO42–, тогда соединение будет иметь формулу Fe2+SO42–. Далее точно также по приложению 1 подбираем для иона OH- ион, который вместе с ОН-  образовал бы растворимое соединение (смотри букву "P"). Такими соединениями являются только щелочи: например, NaOH, KOH, Ba(OH)2.

Теперь запишем молекулярное уравнение:

 FeSO4 + NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4

Расставим коэффициенты:    FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ + Na2SO4

В приложении 1 соединение Fe(OH)2 нерастворимое в воде (буква "H", осадок), a соединение Na2SO4– растворимое. Учитывая, что кислоты, растворимые соли и щелочи являются электролитами, составим полное и сокращенное ионное уравнения соответственно:

Fe2+ + SO42– + 2Na+ + 2OH– → Fe(OH)2↓ +2Na+ + SO42–

Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2↓

По приложению 2 можно видеть, что результат реакции между иoнaми Fe2+ и OН- – соединение Fe(OH)2↓, который представляет собой белый осадок, на воздухе быстро зеленеет.

Второй реактив нa иoн жeлeза Fe2+ иoн [Fe(CN)6]3– находится в растворе комплексной coли K3+[Fe(CN)6]3–  – красной кровяной coли или гексацианинаферрата (III) кaлия, который диссоциирует на ионы по уравнению:

  I        III

К3[Fe(CN)6] → 3K+ + [Fe(CN)6]3–

Запишем уравнение реакции в молекулярном виде: 

3FeSO4  + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe (CN)6]2↓ + 3K2SO4

Составим полное ионное уравнение: 

3Fe2+ + 3SO42– + 6K+ + 2[Fe (CN)6]3– → Fe3[Fe (CN)6]2↓ + 6K+ + 3SO42–

Сокращенное ионное уравнение: 

3Fe2+ + 2[Fe (CN)6]3– → Fe3[Fe(CN)6]2↓ образуется темно – синий осадок «турнбуллева синь».

Для определения Fe3+ используются три реактива: ион OH– (гидроксид – ион), ион [Fe(CN)6]4–, который находится в растворе желтой кровяной соли или гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6], ион CNS–(роданид – ион), который находится в растворах или роданида натрия, роданида калия или роданида аммония. Составьте самостоятельно молекулярные и ионные уравнения реакций.
           По характерным только для данного иoнa  результатам проведения реакции и признакам продукта реакции можно определять и распознавать ионы – это качественные реакции.

При определении растворов кислот и щелочей можно пользоваться индикаторами. Запомните изменения окрасок индикаторов в зависимости от среды – см. таблицу № 1. "Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от среды раствора (pН) ".

Приборы и реактивы: 

- кювета для капельного анализа, штатив с пробирками, стеклянная палочка;

- гидроксид натрия, карбонат кальция, карбонат лития, карбонат натрия, нитрат железа (II), нитрат натрия, серная кислота, соляная кислота, сульфат алюминия, сульфат лития, сульфат меди (II), сульфат цинка, сульфит калия, универсальный индикатор, фенолфталеин, хлорид алюминия, хлорид аммония, хлорид бария, хлорид кальция, ацетат натрия.

Порядок выполнения работы.

Опыт № 1. Определение катионов и анионов, находящихся в растворе.

Ход работы: Пользуясь, приложение 2 «Определение анионов и катионов» запишите порядок определения ионов и определите опытным путем катионы и анионы в растворах:

1. сульфата алюминия  Al2(SO4) 3 ↔ 2Al 3+ + 3 SO42-

2. гидроксида натрия NaOH ↔ Na+ + OH-

3. серной кислоты H2SO4  ↔2H+ + SO42- 

Записать наблюдения в таблицу «Оформление отчета».

Составить уравнения химических реакций в молекулярном виде. 

Опыт № 2. Осуществите реакции по схемам. (Реакции обмена между растворами электролитов, идущие с образованием осадка, газа и малодиссоциирующего вещества - воды).

Ход работы: Составьте молекулярные уравнения из имеющихся в списке реактивов веществ и проведите эти химические реакции.

а) Сu2+ + 2 ОН- → Cu(OH)2↓

 СuSO4+ NaОН→…..

б) CO32- + 2Н+ → CO2 + Н2О

Na2 CO3 + Н2SO4→……
в) Н+ + ОН- → Н2О
 Н2SO4 + NaОН →……

Записать наблюдения в таблицу «Оформление отчета». 

Составить уравнения химических реакций в молекулярном виде. 

Опыт № З. Определить, какие вещества находятся в растворах.

Ход работы: Даны три пронумерованные пробирки. Установить соответствие между выданными растворами и формулами солей вашего варианта.

Алгоритм проведения опыта по определению веществ:

1. Определить самый простой, доступный и быстрый способ решения данной экспериментальной задачи.

2. Составить план эксперимента по определению соли в растворе по её гидролизу.

3.Провести эксперимент и записать наблюдаемые явления в таблицу «Оформление отчета». 

4. Подтвердить решение экспериментальной задачи при помощи уравнений химических реакций гидролиза каждой соли. 

Оформление отчета

Выводы по работе (ответить на вопросы).

1. Указать, на чем основано использование качественных реакций ионов для определения и распознавания их.

2. Как реакция среды растворов зависит от типов солей?

Список литературы:

Ерохин Ю.М. Химия: учеб. для студ. учреждений сред. проф. образования / Ю.М. Ерохин.- М.: Академия,2011. с. 79 - 84. - ISBN 978-5-7695 -8350-6

Таблица 1. "Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от среды раствора (pН) ".