WYDZIAŁ NAUKI O ŻYWNOŚCI. Technologia Żywności i Żywienie Człowieka. Program ćwiczeń z chemii ogólnej w roku akademickim 2014/2015 semestr zimowy

Transkrypt

1 WYDZIAŁ NAUKI O ŻYWNOŚCI Technologia Żywności i Żywienie Człowieka Program ćwiczeń z chemii ogólnej w roku akademickim 2014/2015 semestr zimowy Opracowanie ćwiczeń: dr Jolanta Paprocka Nazwisko i imię studenta Grupa nr stanowiska 1

2 REGULAMIN DLA KORZYSTAJĄCYCH Z PRACOWNI CHEMICZNEJ Przepisy BHP dotyczące wykonywania ćwiczeń 1. Wszystkie roztwory i substancje będące na pracowni należy traktować jako trujące. Nie należy próbować smaku żadnych substancji chemicznych. 2. Podczas identyfikacji substancji po zapachu nie należy nachylać się nad naczyniem z roztworem, a opary skierować do siebie wachlującym ruchem ręki.. Probówkę, w której ogrzewa się ciecz należy utrzymywać w ciągłym ruchu, a wylot probówki powinien być skierowany w kierunku neutralnym na nikogo. 4. Nie należy nachylać się nad naczyniem z wrzącą cieczą, a w razie przelewania gorących roztworów zachować szczególną ostrożność. 5. Prace z odczynnikami stężonymi, żrącymi oraz roztworami substancji lotnych należy wykonywać pod wyciągiem. 6. Reakcje należy wykonywać używając objętości i stężeń roztworów podanych w opisach ćwiczeń. Reakcje probówkowe wykonujemy przy użyciu małych ilości odczynników. 7. W razie wypadku zgłosić fakt prowadzącemu ćwiczenia. Sprawy porządkowe 1. Student przebywający w pracowni chemicznej zobowiązany jest posiadać fartuch ochronny. 2. Podczas wykonywania doświadczeń chemicznych długie włosy powinny być związane lub upięte.. Butelki z odczynnikami należy ustawiać na półkach do tego wyznaczonych. 4. Do wykonywania ćwiczeń używać wyłącznie czystych naczyń. Naczynia szklane po wykonaniu doświadczenia należy dokładnie spłukać bieżącą wodą, umyć roztworem detergentu, następnie ponownie spłukać bieżącą wodą, a w końcu starannie obmyć wodą destylowaną z tryskawki. 5. Sączki z osadami oraz odpady papierowe należy wrzucać do pojemników umieszczonych obok zlewu. 6. Roztwory rozcieńczone można wylewać bezpośrednio do zlewu. Roztwory stężone można wylewać do zlewu po uprzednim rozcieńczeniu, o ile prowadzący nie zarządzi inaczej. 7. Na terenie Katedry Chemii obowiązuje bezwzględny zakaz palenia tytoniu. 8. Ćwiczenia wykonuje się indywidualnie lub grupowo zgodnie z zaleceniem prowadzącego zajęcia. 9. Przed wejściem na salę ćwiczeń należy wyłączyć telefony komórkowe. Podstawowe zasady warunkujące otrzymanie zaliczenia ćwiczeń 1. Ćwiczenia zaczynają się punktualnie o wyznaczonej godzinie. Studenci wchodzą do pracowni po zezwoleniu prowadzącego ćwiczenia i zajmują uprzednio wyznaczone miejsca. 2. Student zobowiązany jest do prowadzenia zeszytu z teoretycznie opracowanymi zagadnieniami wynikającymi z harmonogramu ćwiczeń. 2

3 . Wszystkie nieobecności należy usprawiedliwić, a zaległe ćwiczenia odrobić praktycznie w terminie wynikającym z harmonogramu. 4. Student otrzymuje zaliczenie na podstawie zaliczenia wszystkich ćwiczeń praktycznych oraz po uzyskaniu pozytywnych ocen ze wszystkich sprawdzianów, a w systemie punktowym po zebraniu odpowiedniej ilości punktów. 5. Przed opuszczeniem pracowni należy uprzątnąć swoje miejsce pracy, a stanowisko przekazać osobie przygotowującej ćwiczenia. 6. Student zobowiązany jest do poszanowania mienia Katedry.

4 Program ćwiczeń z chemii ogólnej w roku akademickim 2014/2015 w semestrze zimowym ogółem 0 godzin lekcyjnych, 10 spotkań. Ćwiczenie 1 (h) 1 16 październik 2014 r. Sprawy organizacyjne. Regulamin pracowni. Przepisy BHP. Zapoznanie się ze sprzętem laboratoryjnym. Wybrane metody otrzymywania kwasów zasad i soli. Badanie właściwości amfoterycznych wodorotlenków. Ćwiczenie 2 (h) 20 2 październik 2014 r. Sprawdzian1 Reakcje utleniania i redukcji. Wpływ środowiska na redukcję jonu manganianowego(vii) MnO 4 -. Reakcje hydrolizy wybranych soli. Ćwiczenie (h) 27-0 październik 2014 r. Sprawdzian 2 Analiza jakościowa. Reakcje charakterystyczne wybranych kationów. Ćwiczenie 4 (h) - 6 listopad 2014r. Poprawa sprawdzianów 1 i 2 Reakcje charakterystyczne wybranych anionów. Ćwiczenie 5 (h) listopad 2014 r. Sprawdzian Sporządzanie roztworów o określonym stężeniu. Ph mocnych i słabych elektrolitów obliczenia. Ćwiczenie 6 (h) listopad 2014 r. Analiza miareczkowa acydymetryczna: -przygotowanie mianowanego roztworu kwasu solnego -ilościowe oznaczanie NaOH w analizowanej próbie. Ćwiczenie 7 (h) 1 4 grudzień 2014 r. Sprawdzian4 Przygotowanie oraz pomiar ph roztworów buforowych. Ćwiczenie 8 (h) 8 11 grudzień 2014 r. Poprawa sprawdzianów i 4 Redoksymetria. Manganometryczne oznaczenie jonów Fe 2+ w analizowanej próbie. Ćwiczenie 9 (h) grudzień 2014 r. Sprawdzian 5 Kompleksonometria. Oznaczanie jonów Ca 2+ obok jonów Mg 2+ w analizowanym roztworze. Ćwiczenie 10 (h) styczeń 2015 r. Odrabianie i zaliczanie zaległych ćwiczeń. Wpisy do indeksów. 4

5 Zagadnienia obowiązujące przy zaliczeniu ćwiczeń SPRAWDZIAN 1. Klasyfikacja związków nieorganicznych. Tlenki, kwasy, zasady, sole - podział, nazewnictwo i otrzymywanie. Dysocjacja elektrolityczna kwasów, zasad i soli z uwzględnieniem dysocjacji stopniowej. Nazewnictwo jonów. Reakcje strącania osadów zapis cząsteczkowy i jonowy. Reakcje całkowitego i stopniowego zobojętniania. Właściwości amfoteryczne wybranych tlenków i wodorotlenków: PbO, ZnO, Al 2 O, Cr 2 O, Pb(OH) 2, Zn(OH) 2, Al(OH), Cr(OH). SPRAWDZIAN 2. Stopień utlenienia pierwiastka i zasady jego obliczania. Pojęcia: utlenianie, redukcja, utleniacz, reduktor. Cząsteczkowe i jonowe zapisy reakcji redoks. H 2 O 2 jako utleniacz i reduktor. Redukcja jonów MnO 4 - w zależności od środowiska. Hydroliza soli definicja oraz umiejętność pisania reakcji hydrolizy stopniowej. SPRAWDZIAN. Sposoby wyrażania stężeń roztworów: stężenie procentowe, molowe, wyrażone w jednostkach ppm. Przygotowanie roztworów o określonym stężeniu. Przeliczanie stężeń. Mieszanie roztworów tej samej substancji o różnym stężeniu (reguła mieszania). SPRAWDZIAN 4. Podstawy analizy miareczkowej. Znajomość pojęć: titrant, punkt równoważnikowy, punkt końcowy miareczkowania, substancja podstawowa. Wskaźniki stosowane w alkacymetrii. Krzywe miareczkowania, ich przebieg i interpretacja. Obliczenia wynikające z oznaczeń alkacymetrycznych. Wykładnik wodorowy ph. Stała i stopień dysocjacji. Obliczenia roztworów mocnych i słabych kwasów i zasad. SPRAWDZIAN 5. Podstawy analizy manganometrycznej, zadania: -ustalenie miana KMnO 4 na roztwór H 2 C 2 O 4, -oznaczenie jonów Fe 2+ w analizie za pomocą mianowanego roztworu KMnO 4, - obliczenia na podstawie reakcji KMnO 4 z H 2 O 2. Nazewnictwo związków kompleksowych. Podstawy oznaczeń komploksonometrycznych: oznaczanie zawartości jonów Ca 2+ obok Mg 2+ - zadania rachunkowe. Twardość wody, rodzaje, sposoby usuwania twardości wody. Roztwory buforowe, rodzaje i zasada ich działania. Obliczanie dotyczące ph mieszanin buforowych. LITERATURA: 1. Smoczyński L., Wardzyńska R., Zarys chemii ogólnej i analitycznej wyd. UWM 1. Wiśniewski W., Makowska H., Chemia ogólna nieorganiczna skrypt UWM 2. Karczyński F., Cieciórski B., Pliszka B., Podstawy chemii z ćwiczeniami, skrypt UWM. Szmal Z., Lipiec Z., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej PZWL 4. Gosiewska H. Materiały do ćwiczeń z chemii ogólnej i analitycznej skrypt UWM 5. Śliwa A., Gorzelny W., Obliczenia chemiczne PWN 5

6 WZORY I NAZEWNICTWO WYBRANYCH ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH KWASY TLENOWE wzór nazwa wzór i nazwa tlenku kwasowego wzór i nazwa kwasu kwasu (bezwodnika kwasowego) reszty kwasowej HNO 2 kwas azotowy(iii) N 2 O tlenek azotu(iii) - NO 2 azotanowy(iii) HNO kwas azotowy(v) N 2 O 5 tlenek azotu(v) - NO azotanowy(v) H 2 SO kwas siarkowy(iv) SO 2 tlenek siarki(iv) 2- SO siarczanowy(iv) H 2 SO 4 kwas siarkowy(vi) SO tlenek siarki(vi) 2- SO 4 siarczanowy(vi) H PO 4 kwas ortofosforowy(v) P 4 O 10 tlenek fosforu(v) - PO 4 ortofosforanowy(v) H 2 O CO 2 kwas węglowy CO 2 tlenek węgla(iv) 2- CO węglanowy HClO kwas chlorowy(i) Cl 2 O tlenek chloru(i) ClO - chloranowy(i) HClO 2 kwas chlorowy(iii) Cl 2 O tlenek chloru(iii) - ClO 2 chloranowy(iii) HClO kwas chlorowy(v) Cl 2 O 5 tlenek chloru(v) - ClO chloranowy(v) HClO 4 kwas chlorowy(vii) Cl 2 O 7 tlenek chloru(vii) - ClO 4 chloranowy(vii) H 2 CrO 4 kwas chromowy(vi) CrO tlenek chromu(vi) 2- CrO 4 chromianowy(vi) H 2 Cr 2 O 7 kwas dichromowy(vi) CrO tlenek chromu(vi) 2- Cr 2 O 7 dichromianowy(vi) HMnO 4 kwas manganowy(vii) - Mn 2 O 7 tlenek manganu(vii) MnO 4 manganianowy(vii) H 2 MnO 4 kwas manganowy(vi) MnO tlenek manganu(vi) - MnO 4 manganianowy(vi) CH COOH kwas octowy kwas organiczny, nie ma bezwodnika CH COO - octanowy Tlenki kwasowe w reakcji z wodą tworzą kwasy tlenowe. Nazwa anionu kwasu tlenowego w soli zawsze ma końcówkę an np. siarczan(iv), siarczan(vi), azotan(iii), azotan(v), węglan, ortofosforan(iii), ortofosforan(v), octan. KWASY BEZTLENOWE wzór nazwa wzór i nazwa nazwa anionu reszty kwasowej w soli HCl kwas chlorowodorowy Cl - chlorkowy chlorek HBr kwas bromowodorowy Br - bromkowy bromek HI kwas jodowodorowy I - jodkowy jodek H 2 S kwas siarkowodorowy S 2- siarczkowy siarczek Nazwa anionu soli kwasu beztlenowego zawsze ma końcówkę ek WZORY WYBRANYCH WODOROTLENKÓW I i II grupy układu okresowego wzór nazwa wzór i nazwa tlenku zasadowego nazwa kationu (bezwodnika zasadowego) w soli NaOH wodorotlenek sodu Na 2 O tlenek sodu Na + kation sodu KOH wodorotlenek potasu K 2 O tlenek potasu K + kation potasu LiOH wodorotlenek litu Li 2 O tlenek litu Li + kation litu 6

7 Mg(OH) 2 wodorotlenek magnezu MgO tlenek magnezu Mg 2+ kation magnezu Ca(OH) 2 wodorotlenek wapnia CaO tlenek wapnia Ca 2+ kation wapnia Ba(OH) 2 wodorotlenek baru BaO tlenek baru Ba 2+ kation baru Wymienione bezwodniki zasadowe w reakcji z wodą tworzą wodorotlenki. WZORY INNYCH WYBRANYCH WODOROTLENKÓW z pozostałych grup układu okresowego wzór nazwa wzór i nazwa tlenku nazwa kationu zasadowego NH H 2 O zasada amonowa wodny roztwór amoniaku NH + 4 kation amonu AgOH wodorotlenek srebra Ag 2 O tlenek srebra Ag + kation srebra CuOH wodorotlenek miedzi(i) Cu 2 O tlenek miedzi(i) Cu 1+ kation miedzi(i) Cu(OH) 2 wodorotlenek miedzi(ii) CuO tlenek miedzi(ii) Cu 2+ kation miedzi(ii) Fe(OH) 2 wodorotlenek żelaza(ii) FeO tlenek żelaza(ii) Fe 2+ kation żelaza(ii) Fe(OH) wodorotlenek żelaza(iii) Fe 2 O tlenek żelaza(iii) Fe + kation żelaza(iii) WZORY WYBRANYCH TLENKÓW AMFOTERYCZNYCH oraz wzory wywodzących się z nich kwasów i zasad PbO tlenek ołowiu(ii) Pb(OH) 2 wodorotlenek ołowiu(ii) H 2 PbO 2 kwas ołowiowy(ii) Pb kation ołowiu(ii) PbO 2 anion ołowianowy(ii) ZnO tlenek cynku Zn(OH) 2 wodorotlenek cynku H 2 ZnO 2 kwas cynkowy Zn kation cynku ZnO 2 anion cynkanowy Al 2 O tlenek glinu Al(OH) wodorotlenek glinu H AlO kwas ortoglinowy Al + kation glinu AlO - anion ortoglinianowy -H 2 O HAlO 2 kwas metaglinowy AlO - 2 anion metaglinianowy Cr 2 O tlenek chromu(iii) Cr(OH) wodorotlenek chromu(iii) Cr + kation chromu(iii) H CrO kwas ortochromowy(iii) CrO - anion ortochromianowy(iii) -H 2 O HCrO 2 kwas metachromowy(iii) - CrO 2 anion metachromianowy(iii) 7

8 PRZYKŁADY ZADAŃ DO SAMODZIELNEGO ROZWIĄZANIA R O Z T W O R Y - STĘŻENIA 1. Ile gramów glukozy i ile gramów wody należy użyć w celu sporządzenia 500 g 15 % roztworu glukozy? (75 g glukozy; 425 g wody) 2. Ile g Na 2 CO 10H 2 O należy odważyć aby przygotować 400 g 2 % roztwory bezwodnej soli? (21,58 g hydratu). Obliczyć Cp roztworu otrzymanego po rozpuszczeniu 5 g substancji w 150 cm alkoholu etylowego o d = 0,78 g cm -. (2,0 %) 4. W 2 kg wody rozpuszczono 200 g ZnCl 2 zawierającego % zanieczyszczeń. Obliczyć Cp roztworu ZnCl 2. (8,82 %) 5. Ile g NaOH zawierającego 5 % zanieczyszczeń należy rozpuścić w wodzie aby otrzymać 400 g roztworu o stężeniu 10 %? (42,1 g ) 6. Ile g krystalicznego jodu i ile cm alkoholu etylowego o d = 0,78 g cm - potrzeba do przygotowania 15 g 10 % roztworu? (1,5 g jodu, 17, cm etanolu) 7. W 250 cm roztworu o d = 1,02 g cm - znajduje się 15, g H 2 O 2. Obliczyć Cp roztworu. (6 %) 8. Do 1 kg wody dodano 50 g hydratu CuSO 4 5 H 2 O. Obliczyć Cp bezwodnej soli w roztworze. (,05 %) 9. Ile moli KOH potrzeba do przygotowania 200 g 5 % roztworu tej zasady? (0,18 mola) 10. W jakiej objętości roztworu 1,5 M znajduje się 15,8 KMnO 4. (66,67 cm ) 11. Do 150 g H 2 O dodano 50 g CaCl 2. Gęstość otrzymanego roztworu wynosi d = 1,2 g cm -. Obliczyć Cm i Cp. (2,77 M; 25 %) 12. Ile g NaMnO 4 zawierającego 10 % zanieczyszczeń potrzeba do przygotowania 200 cm 0,1 M roztworu tej soli? (,16 g) 1. W 0,6 dm 0,2 M roztworu znajduje się 4,8 g pewnej substancji. Obliczyć masę molowa tej substancji. (40 g/mol) 14. W 1000 cm roztworu o d = 1,06 g cm - znajduje się 106 g H 2 SO 4. Obliczyć Cp i Cm roztworu. (10 %; 1,08 M) dm amoniaku odmierzonego w warunkach normalnych rozpuszczono w 1 dm wody. Gęstość roztworu przyjąć d = 1 g cm -. Obliczyć Cp i Cm otrzymanego roztworu. (25,4 %; 14,9 M) 8

9 16. Do 1 kg wody dodano 250 g FeSO 4 2 H 2 O. Gęstość sporządzonego roztworu wynosi d = 1,15 g cm -. Obliczyć Cp i Cm FeSO 4 w roztworze. (16,2 %; 1,22 M) 17. Do 20 g 40 % roztworu HNO dodano wody i sporządzono 250 cm roztworu. Gęstość otrzymanego roztworu wynosi d = 1,18 g cm -. Obliczyć Cp i Cm roztworu. (2,71 %; 0,51 M) 18. W 1 cm roztworu znajduje się 2 mg KHCO. Obliczyć Cm tego roztworu. (0,02 M) 19. Roztwór zawiera 1,2 milimola NaOH w 1 cm roztworu. Obliczyć Cm tego roztworu. (1,2 M) 20. Obliczyć Cm H 2 O 2 w wodzie utlenionej, wiedząc, że 100 cm roztworu zawiera 4,04 g tego nadtlenku. (1,19 M) 21. Zmieszano 10 dm wodoru oraz 5 dm chloru (warunki normalne). Po zakończeniu reakcji powstały gaz wprowadzono do wody, otrzymując 200 cm roztworu kwasu solnego. Obliczyć Cm powstałego roztworu. (2,2 M) 22. Do kolby o pojemności 250 cm przeniesiono 50 cm 20 % roztworu HCl o gęstości d = 1,1 g cm -. Kolbę uzupełniono wodą do kreski. Gęstość otrzymanego roztworu przyjąć 1 g cm -. Obliczyć Cm i Cp otrzymanego roztworu. (1,21 M; 4,4 %) 2. Ile g MgCl 2 znajduje się w 1,5 dm 0,1 M roztworu tej soli? (14,25 g) 24. Analiza chemiczna wykazała, że w 20 kg winogron znajduje się 0,008 g fruktozy. Obliczyć stężenie fruktozy w ppm i Cp. (0,4 ppm; 0,00004 %) 25. W 100 g ziemniaków znajduje się 11 mg witaminy C. Obliczyć zawartość tej witaminy w ppm oraz Cp. (110 ppm; 0,011 %) 26. Ile kg jonów Pb 2+ znajduje się w 1,5 tony agrestu, jeśli ustalono, ze stężenie tego toksycznego pierwiastka w owocach agrestu wynosi 7 ppm. (10,5 kg) 27. Jaką objętość 55 % roztworu H 2 SO 4 o d = 1,4 g cm - należy użyć w celu przygotowania 250 cm 0,15 M roztworu tego kwasu. (4,99 cm ) 28. Student ma za zadanie przygotować 1 dm 0,1 M roztwór NaOH. W laboratorium ma do dyspozycji 5 % roztwór tej substancji o d = 1,8 g cm -. Jaką objętość stężonego NaOH powinien użyć? (8, cm ) 29. Do 50 g % roztworu NH H 2 O dodano 70 g 2 % roztworu tej samej zasady. Obliczyć Cp otrzymanego roztworu. (2,4 %) g 16% roztworu CH COOH rozcieńczono wodą do objętości 2,5 dm. Obliczyć: 9

10 a) Cm otrzymanego roztworu b) Cp, jeśli gęstość otrzymanego roztworu wynosi d = 1,06 g/cm. c) stężenie wyrażone w ppm. (0,06 %; 600 ppm; 0,011 M) 1. W 500 cm roztworu znajduje się 200 mg Ag +. Obliczyć: a) Cm jonów Ag + w roztworze b) Cp, jeśli gęstość roztworu wynosi d = 1,0 g/cm. c) stężenie wyrażone w ppm. (0,09 %; 90 ppm; 0,004 M) 2. Jaką objętość wody należy dodać do 250 g 4 % roztworu HNO aby powstał 1,8 % roztwór tego kwasu? (05,6 cm ). Do 450 cm 1 % roztworu HCl o d = 1,1 g cm - dodano 200 g 5 % roztworu tego kwasu. Obliczyć Cp po zmieszaniu. (10,7 %) 4. Zmieszano 100 cm 2 M roztworu CH COOH oraz 400 cm M roztworu CH COOH. Obliczyć Cm tego roztworu oraz Cp jeśli gęstość tego roztworu wynosi d = 1,1 g cm -. (2,8 M; 15, %) 5. Obliczyć jaką objętość wody należy dodać do 500 cm M roztworu kwasu azotowego(v) aby otrzymać 2 M roztwór tego kwasu? (250 cm ) 6. Jakie masy 50 % oraz 10 % H 2 SO 4 należy połączyć aby przygotować 750 g 15 % roztworu tego kwasu? (9,8 g 50 %; 656,2 g 10 %) 7. Jakie objętości 5 M oraz 1 M roztworów KOH należy połączyć aby sporządzić 250 cm 2 M roztworu tej zasady? (62,5 cm 5 M; 187,5 cm 1 M) 8. Ile g wody należy odparować z 1000 g % roztworu KCl aby otrzymać 12 % roztwór tej soli? (750 cm ) 9. W jakim stosunku objętościowym i wagowym należy połączyć 10 M roztwór HNO o d = 1,28 g cm - oraz 2 M roztwór HNO o d = 1,07 g cm - aby przygotować 5 M roztwór tego kwasu? ( :5 cz. obj.;,84 : 5,5 cz. wag.) 40. W jakim stosunku wagowym i objętościowym należy połączyć 55 % roztwór H 2 SO 4 o d = 1,45 g cm - oraz 5 % roztwór H 2 SO 4 o d = 1,0 g cm - aby powstał 12 % roztwór tego kwasu? (7 : 4 cz. wag.; 4,8 : 41,74 cz. obj.) 41. Do jakiej objętości należy rozcieńczyć 75 g 55 % roztwór H 2 SO 4 aby przygotować 1 M roztwór tego kwasu? (420,9 cm ) cm 20 % roztworu NaOH o d = 1,22 g cm - rozcieńczono wodą i sporządzono ostatecznie 500 cm roztworu. Obliczyć Cm. (0,122 M) 10

11 E L E K T R O L I T Y M O C N E 1. Obliczyć ph oraz poh a M HNO (ph = 2,9; poh = 11,61) b. 0,000 M H 2 SO 4 (ph =,22; poh = 10,78) c. 0,02 M NaOH (ph = 12,1; poh = 1,69) d. 0,04 M Ca(OH) 2 (ph = 12,91; poh = 1,09) 2. W 200cm roztworu znajduje się 0,112g KOH. Obliczyć ph oraz poh tego roztworu. ( poh = 2, ph = 12). W 2 dm roztworu znajduje się 0,49 g H 2 SO 4. Obliczyć wykładnik stężenia jonów wodorowych. ( ph = 2,) 4. Ile mg HCl znajduje się w 500cm roztworu tego kwasu o ph=2. (182,5 mg) 5. Obliczyć ph 0,02M roztworu NaOH zdysocjowanego w 90%. (ph=12,26) 6. Do 00cm 0,2M roztworu HClO 4 dodano 100cm wody. Obliczyć Cm kwasu po rozcieńczeniu oraz ph i poh powstałego roztworu. (Cm = 0,0 M, ph = 1,52) 7. Do 200 cm roztworu HNO o ph = 1 dodano 400 cm roztworu HNO o ph = 2. Obliczyć Cm oraz ph roztworu po zmieszaniu. (Cm = 0,04 M, ph = 1,4) 8. Obliczyć ile g Ca(OH) 2 znajduje się w 1 dm roztworu o ph = 12,5. (1,1692 g) 9. Obliczyć w miligramach zawartość HNO w 0,25 dm roztworu tego kwasu o ph = 1,5. (497,7 mg) 10. Obliczyć ph oraz poh roztworu HCl o stężeniu procentowym Cp = 1,5% i d = 1,05 g/cm. (Cm = 0,415 M, ph = 0,6, poh = 1,64) 11. Do 50 cm 0,2 M HCl dodano 150 cm 0,1 M KOH. Obliczyć, który z reagentów pozostał po reakcji oraz ph roztworu po reakcji. (ph = 0,96) 12. Do 25 cm 0,15 M HNO dodano 175 cm 0,2 M NaOH. Obliczyć ph roztworu po reakcji. (ph = 1,2) E L E K T R O L I T Y S Ł A B E 1. Obliczyć ph 0,05 M roztworu HCOOH o K = 1, (ph = 2,55) 2. Obliczyć wykładnik stężenia jonów wodorowych w roztworze HNO 2. Stopień dysocjacji α = 0,5 % a K = 4, (ph = 1,04) 11

12 . Obliczyć stopień dysocjacji α w roztworze słabego kwasu jednoprotonowego o ph = i K = 1, (α = 0,018) 4. Do 500 cm 0,25 M NH H 2 O dodano 1500 cm H 2 O. Obliczyć ph roztworu po rozcieńczeniu. K = 1, (Cm = 0,0625 M; ph = 11,0) 5. Obliczyć poh oraz ph 0,05 M roztworu NH H 2 O, jeśli stopień dysocjacji α = 0,75%. (ph = 10,6; poh =,4) 6. Obliczyć stałą dysocjacji K słabego kwasu jednowodorowego, jeżeli wiadomo że ph = i Cm 0,25 M. (K = ) 7. Obliczyć ph roztworu kwasu fluorowodorowego o K = 6, 10-4, gdzie stopień dysocjacji α = 2,5 %. (ph = 1,6) 8. Obliczyć stopień dysocjacji α w roztworze słabego kwasu HCN o ph = 5 i K=7, (α = 0,0075 % A L K A C Y M E T R I A 1. 2,6685 g KHCO przeniesiono ilościowo do kolbki miarowej o pojemności 250 cm. Kolbkę uzupełniono wodą do kreski. Pobrano 20 cm tak przygotowanego roztworu i miareczkowano wobec oranżu metylowego za pomocą 21 cm roztworu HCl. Obliczyć Cm KHCO oraz Cm HCl i miano HCl. (Cm KHCO = 0,1067 M, Cm HCl = 0,1016 M, T HC =, g/cm ) 2. Na zmiareczkowanie 25 cm 0,0988 M roztworu KHCO w obecności oranżu metylowego zużyto 22 cm roztworu HCl. Obliczyć Cm oraz miano T HCl roztworu HCl. (Cm = 0,112 M, T HC l = 4, g/cm ). Z kolbki o poj. 100 cm zawierającej KOH do analizy pobrano 20 cm i miareczkowano wobec fenoloftaleiny zużywając 11 cm 0,1124 M roztworu H 2 SO 4. Obliczyć ile gram zasady znajdowało się w kolbce. (0,6924g) 4. Z kolbki o poj. 250 cm zawierającej CH COOH do analizy pobrano 25 cm i miareczkowano wobec wskaźnika zużywając 8 cm 0,0900 M roztworu NaOH. Obliczyć ile mg kwasu było w kolbce. (42 mg) 5. Ile cm 0,55 M roztworu HCl potrzeba na odmiareczkowanie 250 g 0,6% roztworu NaOH. (68,2 cm ) cm roztworu Ca(OH) 2 zmiareczkowano wobec wskaźnika za pomocą 15 cm 0,12 M roztworu HNO. Obliczyć Cm Ca(OH) 2. (Cm = 0,0900M) 7. 1,7200 gramową naważkę sody umieszczono w kolbce o poj. 250 cm i uzupełniono wodą do kreski. Do analizy pobrano 25 cm i miareczkowano wobec oranżu 12

13 metylowego zużywając 19 cm 0,1250 M roztworu HCl. Obliczyć procentową zawartość Na 2 CO. (7,19 %) 8. Na zmiareczkowanie analizy zawierającej Ca(OH) 2 zużyto 2 cm 0,0952 M roztworu HCl. Obliczyć zawartość zasady w analizie. (0,0810 g) 9. Jaką objętość HNO o ph = 1,5 zużyje się na całkowite zobojętnienie analizy Na zmiareczkowanie 20 cm 10 % roztworu CH COOH o d = 1,06 g/cm zużyto 5,6 cm roztworu NaOH. Obliczyć Cm roztworu NaOH. (0,6592 M) 10. Ile mg Ba(OH) 2 można zobojętnić za pomocą 21 cm roztworu HCl o ph = 1. (179,55 mg) 11. Obliczyć % zawartość Na 2 CO w roztworze, jeśli na miareczkowanie 40 cm tego roztworu zużyto 45 cm roztworu HCl o mianie 9, g/cm. Gęstość Na 2 CO d = 1,0 g/cm. (1,45 %) R O Z T W O R Y B U F O R O W E 1. Jakie jest ph roztworu buforowego otrzymanego przez zmieszanie 50 cm NH H 2 O o stężeniu 0,2 M oraz 50 cm roztworu NH 4 Cl o stężeniu 0,2 M. K = 1, (ph = 9,24) 2. Zmieszano 250 cm 0,2 M NH H 2 O oraz 120cm 0,4 M roztworu NH 4 Cl. Obliczyć ph mieszaniny, K = 1, (ph = 9,26). Połączono 6 cm 0,2 M roztworu CH COOH i 50 cm 0,18 M roztworu CH COOK. Obliczyć ph tej mieszaniny. K = 1, (ph = 4,84) 4. Obliczyć ph w roztworze buforowym składającym się z 0,05 mola NaH 2 PO 4 oraz 0,05 mola Na 2 HPO 4 w 0,5 dm roztworu. Wartość stałej dysocjacji drugiego stopnia kwasu ortofosforowego(v) wynosi K = 6, (ph = 7,21) 5. W 2 dm roztworu znajduje się 42 g NaHCO oraz 26,5 g Na 2 CO. Obliczyć ph tej mieszaniny wiedząc że K = 4, (ph = 10,06) 6. W 0,5 dm roztworu znajduje się 0,2 mola CH COOH oraz 8,2 g CH COONa. Obliczyć ph tej mieszaniny wiedząc że stała dysocjacji kwasu octowego wynosi K = 1, Jak zmieni się ph mieszaniny po dodaniu 5 dm wody? (ph = 4,44) 1

14 cm roztworu buforowego zawiera 0,15 mola NH H 2 O oraz 0,25 mola NH 4 Cl. Obliczyć ph tej mieszaniny jeżeli K = 1, (ph = 9,0) 8. W 100 cm roztworu buforowego znajduje się 0,7 g NH H 2 O oraz 2,14 g NH 4 Cl. Obliczyć ph mieszaniny, K = 1, (ph = 8,95) 9. W 1 dm roztworu znajduje się 12 g CH COOH oraz 8,2 g CH COONa. K = 1, Obliczyć ph roztworu. (ph = 4,44) 10. Do 0 cm 0,2 M roztworu CH COOH dodano 20 cm 0,1 M roztworu NaOH. Obliczyć ph powstałej mieszaniny K = 1, (ph = 4,44) 11. Do 0,5 dm roztworu zawierającego 0,15 mola NH H 2 O wprowadzono 20 g 1,46 % roztworu HCl (nie ma wpływu na zmianę objętości roztworu). Obliczyć ph tej mieszaniny K = 1, (ph = 10,5) 12. Zmieszano 100 cm 0,5 M roztworu HCOOH oraz 20 cm 0,4 M roztworu KOH. Obliczyć ph mieszaniny po zmieszaniu, K = 1, (ph =,08) 1. Do 2 dm roztworu zawierającego 6 g CH COOH wprowadzono 0,28 g KOH. Obliczyć ph roztworu. K = 1, (ph =,48) 14. Do 400 cm 0,2 M roztworu CH COOH dodano 500 cm 0,1 M roztworu CH COONa. K = 1, Obliczyć: a. ph mieszaniny buforowej. (ph = 4,55) b. zmianę ph mieszaniny po dodaniu 5 cm 0,1 M roztworu NaOH. (ph = 4,56) c. zmianę ph mieszaniny po dodaniu 2 cm 1 M roztworu HCl.(pH = 4,52) 15. Do 100 cm 0,5 M roztworu NH H 2 O dodano 50 cm 0,5 M roztworu NH 4 Cl. K=1, Obliczyć: a. ph mieszaniny buforowej. (ph = 9,56) b. jak zmieni się ph po dodaniu 0,002 mola KOH. (ph = 9,61) 14

15 c. jak zmieni się ph po dodaniu cm 0,2 M roztworu HCl.(pH=9,54) 16. W 1 dm roztworu znajduje się 2,4 g CH COOH oraz 1,96 g CH COOK. K=1, Obliczyć: a. ph mieszaniny buforowej. (ph = 4,44) b. ph mieszaniny po dodaniu 2 cm 1 M roztworu HCl. (ph = 4,9) c. ph mieszaniny po dodaniu cm 1 M roztworu KOH. (ph = 4,52) 17. Ile moli a ile gram CH COOK trzeba dodać do 100 cm 0,5 M roztworu CH COOH celem sporządzenia roztworu buforowego o ph = 4,5. K = 1, (0.028 mola; 6,7 2g) 18. Ile gramów Na 2 HPO 4 należy dodać do roztworu zawierającego 0,2 mola NaH 2 PO 4, aby wykładnik jonów wodorowych w tym roztworze wynosił ph = 7. K = 6, (0,124 mola; 17,75 g) 19. Jakie objętości 0,2 M roztworu CH COOH oraz 0,15 M roztworu CH COONa aby przygotować 1500 cm mieszaniny buforowej o ph = 5,5. (Vk = 172,6 cm ; Vs = 127,4 cm ) KOMPLEKSOMETRIA, TWARDOŚĆ WODY 1. W 2 dm wody znajduje się 88,8 mg CaCl 2 oraz 190 mg MgCl 2. Obliczyć twardość całkowitą tej wody w o N. (7,84 o N) 2. W 100 cm wody znajduje się 24 mg MgSO 4 oraz 81 mg Ca(HCO ) 2. Obliczyć twardość węglanową, niewęglanową oraz całkowitą w o N. (T NW = 11,2 o N; T W = 28 o N; T C = 9,2 o N). Na zmiareczkowanie 50 cm wody wobec czerni eriochromowej T zużyto 16 cm 0,01 M roztworu EDTA. Obliczyć twardość całkowitą w o N. (T C = 17,92 o N) cm wody miareczkowano wobec CT za pomocą 26 cm 0,015 M roztworu EDTA. Obliczyć twardość całkowitą tej wody w o N. (T C = 8,74 o N) 15

16 5. Jaką objętość 0,01 M EDTA zużyje się na kompleksonometryczne oznaczenie 200 cm wody o twardości całkowitej 12 o N? (42,86 cm ) 6. Na zmiareczkowanie 250 cm wody jeziornej zużyto 10 cm 0,05 M roztworu HCl. Oznaczenie prowadzono wobec oranżu metylowego. Obliczyć twardość węglanową tej wody w o N. (T W = 5,6 o N) cm wody miareczkowano wobec oranżu metylowego zużywając 9 cm 0,08 M roztworu HCl. Obliczyć twardość węglanową w o N. (T W = 20,16 o N) 8. Jaka objętość 0,0965 M roztworu HCl jest potrzebna do zmiareczkowania 200 cm wody o T W = 17 o N? (12,58 cm ) 9. Twardość węglanowa wody wynosi 7 o N, natomiast twardość niewęglanowa tej samej wody wynosi 9 o N. Obliczyć: a) ile cm 0,0720 M roztworu HCl zużyje się na zmiareczkowanie 200 cm tej wody wobec oranżu metylowego? (6,95 cm ) b) ile cm 0,01 M roztworu EDTA potrzebne jest do zmiareczkowania 50 cm tej wody wobec czerni eriochromowej T? (14,28 cm ) 10. Na zmiareczkowanie 100 cm wody wobec CT zużyto 19 cm 0,01 M roztworu EDTA, a na oznaczenie tej samej wody wobec mureksydu zużyto 6 cm 0,01 M EDTA. Obliczyć ile mg jonów Ca 2+ oraz Mg 2+ znajduje się w 1 dm tej wody. Obliczyć też T C tej wody w o N. (24 mg Ca 2+ ; 1,2 mg Mg 2+ ; T C = 10,6 o N) 11. Z kolby o poj. 500 cm zawierającej CaSO 4 oraz MgSO 4 pobrano 25 cm i miareczkowano wobec CT zużywając 20 cm 0,01 M EDTA. Następnie pobrano ponownie 25 cm tej samej analizy i miareczkowano wobec mureksydu zużywając 11 cm 0,01 M EDTA. Obliczyć ile mg CaSO 4 i MgSO 4 znajduje się w kolbce. (299 mg CaSO 4 ; 216 mg MgSO 4 ) 12. Próbkę minerału o masie 2,0 g zawierającą chlorki wapnia oraz magnezu rozpuszczono w wodzie i sporządzono 250 cm analizy. Pobrano dwa razy po 25 cm tego roztworu i jedną porcję miareczkowano wobec CT zużywając 6 cm 0,015 M roztworu EDTA, a drugą porcję wobec mureksydu zużywając 12 cm 0,015 M roztworu EDTA. Obliczyć % zawartość CaCl 2 oraz MgCl 2 w minerale. (CaCl 2 0,1998 g, 9,99%; MgCl 2-0,42 g, 17,1%) 16

17 1. Odważkę gliny zawierającą tlenki wapnia i magnezu o masie 1,0205 grama przeprowadzono do roztworu. Otrzymany roztwór rozcieńczono do objętości 200 cm. Pobrano dwa razy po 50 cm tego roztworu. Jedną porcję miareczkowano wobec CT za pomocą 18,26 cm 0,01 M EDTA. Drugą porcję wobec mureksydu zużywając 10,05 cm 0,01 M EDTA. Obliczyć procentowe zawartości CaO oraz MgO w glinie. (1,% MgO; 2,21% CaO) 14. Z kolbki o poj 250 cm zawierającej jony Al + pobrano 25 cm analizy i miareczkowano wobec wskaźnika zużywając 27,5 cm 0,0128 M roztworu EDTA. Obliczyć zawartość jonów Al + w kolbce. (0,9504 g) 15. Próbkę stopu glinowo cynkowego o masie 0,7405 g w przeniesiono do roztworu. Po oddzieleniu glinu roztwór miareczkowano za pomocą 46,8 cm 0,0105 M roztworu EDTA. Obliczyć skład procentowy stopu. (95,66 % glinu; 4,4 % cynku) MANGANOMETRIA 1. Na miareczkowanie 25 cm 0,0498 M roztworu H 2 C 2 O 4 w środowisku kwaśnym zużyto 2,7 cm roztworu KMnO 4. Obliczyć Cm oraz t miano KMnO 4. (0,0210 M;, g/cm ) 2. Naważkę,86 g H 2 C 2 O 4 2 H 2 O rozpuszczono w wodzie i przeniesiono do kolby miarowej o pojemności 250 cm. Do analizy pobrano 25 cm tak przygotowanego roztworu i miareczkowano w środowisku kwaśnym za pomocą 21 cm roztworu KMnO 4. Obliczyć Cm roztworów kwasu szczawiowego oraz manganianu (VII) potasu. (0,1225 M H 2 C 2 O 4 2 H 2 O; 0,0584 M KMnO 4 ). Obliczyć Cm oraz T miano roztworu KMnO 4 jeżeli na miareczkowanie 0,1250 g H 2 C 2 O 4 2 H 2 O zużyto 6,2 cm roztworu KMnO 4. (0,0109 M; 1, g/cm ) 4. Odważkę chemicznie czystego szczawianu sodu o masie 0,11 g przeprowadzono do roztworu i miareczkowano w śr kwaśnym zużywając 20,75 cm roztworu KMnO 4 Obliczyć Cm KMnO 4 oraz jego miano. (0,016 M; 2, g/cm ) 5. Jaką objętość 0,02 M roztworu KMnO 4 zużyje się na miareczkowanie: a) roztworu zawierającego 0,4000 g Na 2 C 2 O 4, (59,7 cm ) b) 0,8 g próbki rudy zawierającej 50 % Fe 2+. (71,62 cm ) 17

18 6. Z kolby o poj. 100 cm zawierającej jony Fe 2+ do analizy pobrano 25 cm i miareczkowano w śr. kwaśnym zużywając 6,5 cm 0,0205 M roztworu KMnO 4. Obliczyć ile gram Fe 2+ było w kolbce. (0,1492 g) 7. Na zmiareczkowanie roztworu zawierającego FeSO 4 w śr. kwaśnym zużyto 14,2 cm 0,050 M roztworu KMnO 4. Obliczyć ile gram siarczanu(vi) żelaza(ii) znajdowało się w roztworze. (0,777 g) gramową próbkę rudy zawierającą w swoim składzie FeO rozpuszczono w wodzie, umieszczono w kolbie o poj. 2 dm i uzupełniono woda do kreski. Do analizy pobrano 50 cm i miareczkowano w śr. kwaśnym zużywając 18 cm 0,0500 M KMnO 4. Obliczyć procentową zawartość tlenku żelaza(ii) w rudzie. (12,96 g; 92,57 %) 9. 7 gramową próbkę minerału zawierającego FeSO 4 umieszczono w kolbie o poj. 500 cm i uzupełniono wodą do kreski. Pobrano 25 cm i zmiareczkowano w śr. kwaśnym za pomocą 14,5 cm 0,0200 M roztworu KMnO 4. Obliczyć procent FeSO 4 w minerale. (4,408 g; 62,97 %) 10. Jaką objętość 0,0550 M roztworu KMnO 4 zużyje się na zmiareczkowanie 1,52 gramowej próbki rudy zawierającej 2 % żelaza? (1,58 cm ) 11. Jaka objętość a jaka masa O 2 wydzieli się podczas reakcji 9 cm 0,0208 M roztworu KMnO 4 prowadzonej w środowisku kwaśnym z nadmiarem roztworu H 2 O 2. (0,0105 dm ; 0,015 g ) 12. Podczas reakcji H 2 O 2 z 0 cm roztworu KMnO 4 prowadzonej w śr. kwaśnym wydzieliło się 84 cm O 2. Obliczyć Cm KMnO 4. (0,0500 M) g roztworu zawierającego H 2 O 2 zmiareczkowano w śr. kwaśnym za pomocą 27 cm 0,0500 M roztworu KMnO 4. Obliczyć stężenie procentowe roztworu wody utlenionej. (0,0287 %) g 1,25 % roztworu H 2 O 2 zmiareczkowano w śr. kwaśnym przy użyciu 0,0950 M roztworu KMnO 4. Jaką objętość roztworu manganianu (VII) potasu zużyto podczas miareczkowania? (85,14 cm ) 15. Z kolbki o poj. 100 cm zawierającej H 2 O 2 do analizy pobrano 20 cm roztworu i miareczkowano w śr. kwaśnym przy użyciu 19 cm 0,0500 M roztworu KMnO 4. Obliczyć ile gram H 2 O 2 było w kolbce. (0,408 g) cm 1 % roztworu H 2 O 2 o d = 1,025 g/cm zmiareczkowano w śr. kwaśnym przy użyciu 0,0800 M roztworu KMnO 4. Jaką objętość roztworu manganianu (VII) potasu zużyto podczas miareczkowania? (75,7 cm ) 18

19 ĆWICZENIE 1 WYBRANE METODY OTRZYMYWANIA KWASÓW ZASAD I SOLI Otrzymywanie wodorotlenków 1. Reakcja metali aktywnych np. Na, K, Ca, z wodą Do probówki zawierającej ok. 5 cm wody destylowanej wrzucić kawałek metalicznego sodu. Po zakończonej reakcji zbadać odczyn roztworu za pomocą 2- kropli fenoloftaleiny. Zapis reakcji chemicznej i obserwacje: 2. Otrzymywanie słabych wodorotlenków np. Fe(OH), Cu(OH) 2, Zn(OH) 2, NH H 2 O z ich soli. a) Do probówki wlać ok. 2 cm 1 M roztworu Fe(NO ) lub FeCl i dodać taką samą objętość 1 M roztworu NaOH. Cząsteczkowy i jonowy zapis reakcji chemicznej, obserwacje: b) Do probówki wlać ok. 2 cm 1 M roztworu CuSO 4 lub CuCl 2 i dodać taką samą objętość 1 M roztworu NaOH. Cząsteczkowy i jonowy zapis reakcji chemicznej, obserwacje: c) Do probówki wlać ok. 2 cm 1 M roztworu (NH 4 ) 2 SO 4 i dodać taką samą objętość 1 M roztworu NaOH. Produkt zidentyfikować po zapachu. Cząsteczkowy i jonowy zapis reakcji chemicznej, obserwacje: Otrzymywanie kwasów z ich soli Wypieranie słabych kwasów z ich soli. Mocne kwasy HCl, HNO, H 2 SO 4 wypierają słabe kwasy CH COOH, H 2 O CO 2 z ich soli. a) do probówki wlać ok. 2 cm roztworu Na 2 CO oraz taką samą objętość 1 M roztworu H 2 SO 4 Cząsteczkowy i jonowy zapis reakcji chemicznej i obserwacje: b) do probówki wlać ok. 2 cm 1 M roztworu CH COONa i taką samą objętość 1 M roztworu HCl. Cząsteczkowy i jonowy zapis przebiegu reakcji i obserwacje: 19

20 Otrzymywanie soli wybrane metody Reakcje strącania Do probówek wlać po ok. 2 cm 1 M roztworów następujących związków chemicznych 1. Reakcja soli z kwasem a) AgNO + HCl zapis reakcji obserwacje: b) BaCl 2 + H 2 SO 4 Zapis reakcji i obserwacje 2. Reakcja między dwiema solami a) Na 2 CO + CuCl 2 zapis reakcji i obserwacje: b) Pb(NO ) 2 + K 2 CrO 4 zapis reakcji i obserwacje: Badanie właściwości amfoterycznych wodorotlenków Do probówki zawierającej 2 cm 1 M roztwór Zn(NO ) 2 dodać kroplami 1 M roztwór NaOH lub KOH - do wytrącenia osadu. Powstały osad rozdzielić na dwie części - do dwóch probówek. W jednej probówce zbadać rozpuszczalność osadu w 4 M NaOH, w drugiej probówce zbadać rozpuszczalność osadu w 4 M HNO. Zapis przebiegających reakcji i obserwacje: 20

21 ĆWICZENIE 2 REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI. HYDROLIZA SOLI 1. Wpływ środowiska na przebieg reakcji redox Do probówek zawierających po 2 cm roztworu Na 2 SO. Do każdej z probówek dodać kolejno po 2 cm a) 1 M roztworu H 2 SO 4, b) wody destylowanej, c) 2 M roztworu NaOH. Następnie do każdej z probówek wkraplać rozcieńczony roztwór KMnO 4. Cząsteczkowy zapis przebiegu reakcji chemicznych oraz obserwacje: a) KMnO 4 + Na 2 SO + H 2 SO 4 b) KMnO 4 + Na 2 SO + H 2 O c) KMnO 4 + Na 2 SO + NaOH Jonowy zapis przebiegu reakcji chemicznych oraz obserwacje: a) MnO SO 2- + H + b) MnO SO 2- + H 2 O c) MnO SO 2- + OH - 2. Wpływ mocy kwasu na szybkość reakcji redox Do dwóch probówek zawierających po 2 cm bardzo rozcieńczonego roztworu KMnO 4 idodać: a) do pierwszej probówki 2 cm 1 M H 2 SO 4 b) do drugiej probówki 2 cm 1 M CH COOH Następnie do każdej z probówek dodać taką samą objętość roztworu KBr. zapis jonowy reakcji i obserwacje: 21

22 . H 2 O 2 substancja, która wykazuje właściwości utleniające i redukujące. a) H 2 O 2 jako utleniacz Do probówki zawierającej ok. 2 cm 0,1 M roztworu KI dodać ok. 2 cm 1 M roztworu H 2 SO 4 oraz roztworu skrobi, a następnie kilka kropli 10% roztworu H 2 O 2. Zapis jonowy reakcji i obserwacje: b) H 2 O 2 jako reduktor Do probówki zawierającej ok. 2 cm 10% roztworu H 2 O 2 dodać ok. 2 cm 1 M roztworu H 2 SO 4 i kilka kropli rozcieńczonego roztworu KMnO 4. Zapis jonowy reakcji i obserwacje: 4. Hydroliza soli Pomiar ph roztworu Do określenia odczynu środowiska czyli ph stosuje się metodę wskaźnikową lub/i przy użyciu ph-metru (metodę potencjometryczną). Wskaźniki (indykatory) ph to słabe kwasy lub zasady organiczne, których jony po dysocjacji mają inne zabarwienie niż cząsteczki nie zdysocjowane. ORANŻ METYLOWY wskaźnik dwubarwny, posiada formę przejściową pomarańczową FENOLOFTALEINA wskaźnik jednobarwny Tabela nr. 1 Nazwa wskaźnika Barwa wskaźnika w roztworze zakres ph zmiany barwy oranż metylowy czerwona ph <,1 Żółta ph > 4,4,1 4,4 lakmus czerwona ph < 5.0 niebieska ph > fenoloftaleina bezbarwna ph <8,1 malinowa ph > ,

23 Wykonanie doświadczenia: Do trzech probówek wsypać szczyptę badanej soli, każdą rozpuścić w niewielkiej ilości wody oraz zbadać odczyn roztworów tych soli za pomocą papierka wskaźnikowego, oranżu metylowego i fenoloftaleiny. Reakcje przeprowadzić kolejno z solami: węglanem sodu, chlorkiem cyny(ii), octanem amonu oraz chlorkiem sodu. W celu zanotowania obserwacji sporządzić tabelkę. Tabela nr. 2 Sól Wskaźnik Oranż metylowy Fenoloftaleina Papierek wskaźnikowy Odczyn roztworu Na 2 CO SnCl 2 CH COONH 4 NaCl Opracowanie ćwiczeń powinno zawierać: Napisanie wszystkich reakcji utleniania i redukcji w zapisie cząsteczkowym i jonowym. Uzupełnienie tabeli nr. 2. Napisanie reakcji hydrolizy badanych soli. 2

24 ĆWICZENIE ANALIZA JAKOŚĆIOWA WYBRANYCH KATIONÓW. Chemia analityczna j a k o ś c i o w a odpowiada na pytanie j a k i e? jony czy związki znajdują się w badanej próbce. Chemia analityczna i l o ś c i o w a odpowiada na pytanie i l e? znanego jonu czy związku znajduje się w badanej próbce. Jakościowa analiza chemiczna W chemicznej analizie jakościowej do wykrywania (identyfikacji) poszczególnych jonów wykorzystuje się takie reakcje chemiczne, w których wydzielają się osady (białe lub barwne) trudno rozpuszczalnych związków, powstają barwne rozpuszczalne kompleksy, wydzielają się gazy bezwonne (np.co 2, H 2 ) lub o specyficznym zapachu (np. H 2 S, NH ). Reakcje chemiczne w analizie jakościowej przeprowadza się głównie w roztworach wodnych. Najpierw rozpuszcza się badaną substancję, a następnie na otrzymany roztwór działa się odpowiednimi odczynnikami. Reakcję chemiczną, która umożliwia wykrycie danego jonu w obecności innych jonów obecnych w roztworze, nazywa się reakcją charakterystyczną. Grupa analityczna to grupa jonów (kationów lub anionów) reagujących z odczynnikiem grupowym w określonych warunkach w taki sam sposób. Odczynniki grupowe reagują z jonami należącymi do tej samej grupy analitycznej tworząc trudno rozpuszczalne osady i służą do oddzielenia jonów poszczególnych grup analitycznych od siebie. Grupa analityczna Kationy Odczynnik grupowy I Ag +, Hg 2+ 2, Pb M roztwór HCl Cd 2+, Bi +, Cu 2+,As +, As 5+, Sb +, Sb 5+, Sn 2+, Sn 4+ oraz Hg 2+. II dowolny roztwór siarczków S 2- np H 2 S w środowisku rozcieńczonego roztworu HCl III Zn 2+, Ni 2+, Co 2+, Mn 2+, Fe 2+, Fe +, Al + oraz Cr +. (NH 4 ) 2 S w środowisku buforu amonowego IV Ca 2+, Sr 2+ i Ba 2+. (NH 4 ) 2 CO w środowisku buforu amonowego V Mg 2+, Li +, Na +, K + oraz NH + 4. brak odczynnika grupowego Reakcje charakterystyczne wybranych kationów : Cu 2+, Fe +, Mn 2+, Ca 2+, Mg 2+ Reakcje charakterystyczne kationu miedzi(ii) Cu 2+ a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli miedzi(ii) dodawać niewielkimi porcjami 1 M roztwór mocnej zasady do momentu uzyskania osadu. Probówkę z osadem wstawić do łaźni wodnej. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: 24

25 b) Reakcja z roztworem zasady amonowej NH H 2 O Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli miedzi(ii) dodawać kroplami 1 M roztwór zasady amonowej do wytrącenia jasnoniebieskiego osadu. Następnie sprawdzić zachowanie osadu w nadmiarze roztworu amoniaku. zapis przebiegu reakcji chemicznej i obserwacje: c) Reakcja z heksacyjanożelazianem (II) potasu K 4 [Fe(CN) 6 ] Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli miedzi(ii) dodać taką samą objętość roztworu heksacyjanożelazianu(ii) potasu. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: Reakcje charakterystyczne kationu żelaza(iii) Fe + a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli żelaza(iii) dodać taką samą objętość roztworu mocnej zasady. zapis reakcji i obserwacje: b) Reakcja z roztworem zasady amonowej NH H 2 O Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli żelaza(iii) dodawać 1 M wodnego roztworu amoniaku do momentu wytrącenia osadu. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: c) Reakcja z heksacyjanożelazianem (II) potasu K 4 [Fe(CN) 6 ] Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli żelaza(iii) dodać taką samą objętość roztworu heksacyjanożelazianu(ii) potasu. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: 25

26 d) Reakcja z rodankiem amonu NH 4 SCN lub rodankiem potasu KSCN. Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli żelaza(iii) dodać taką samą objętość roztworu rodanku amonu. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: Reakcje charakterystyczne kationu manganu(ii) Mn 2+. a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli jonów manganu(ii) dodać taką samą objętość roztworu mocnej zasady. zapis przebiegu reakcji chemicznej i obserwacje: b) Reakcja z roztworem zasady amonowej NH H 2 O Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli manganu(ii) dodać 1 M wodnego roztworu amoniaku. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: c) reakcja Cruma. Do probówki zawierającej kilka kropli mocno rozcieńczonego roztworu soli manganu(ii) dodać 2 krople wody destylowanej, małą ilość PbO 2 oraz 2 - cm rozcieńczonego HNO. probówkę ogrzewamy ostrożnie w łaźni wodnej do wrzenia. Po opadnięciu osadu i ewentualnym rozcieńczeniu roztworu wodą obserwujemy fioletowe zabarwienie pochodzące od jonów MnO 4 -. Opisać obserwacje i na podstawie bilansu elektronowego dobrać współczynniki do reakcji: Mn 2+ + PbO 2 + H + MnO Pb 2+ + H 2 O Reakcje charakterystyczne kationu wapnia Ca 2+ a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli jonów wapnia dodać taką samą objętość roztworu mocnej zasady. zapis przebiegu reakcji chemicznej i obserwacje: 26

27 b) Reakcja z węglanem amonu (NH 4 ) 2 CO Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli jonów wapnia dodać taką samą objętość 2 M roztworu węglanu amonu. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: c) Reakcja ze szczawianem amonu (NH 4 ) 2 C 2 O 4 Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli jonów wapnia dodać taką samą objętość 2 M roztworu szczawianu amonu. zapis przebiegu reakcji i obserwacje: Reakcje charakterystyczne kationu magnezu Mg 2+ a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH Do probówki zawierającej ok. 2 cm roztworu soli jonów magnezu dodać taką samą objętość 1 M roztworu mocnej zasady. Zapis przebiegu reakcji chemicznej i obserwacje: Zwrócić uwagę na barwę osadów Ca(OH) 2 i Mg(OH) 2. reakcja podjodynowa Do probówki zawierającej ok. 2 cm płynu Lugola (I 2 w KI) dodać ostrożnie roztworu KOH aż do odbarwienia. Zachodzi reakcja samoutleniania i samoredukcji: I 2 + 2OH - I - + IO - + H 2 O (reakcja1) Do odbarwionego roztworu dodajemy roztworu jonów Mg 2+, które tworzą z jonami OH - z reakcji 1 osad Mg(OH) 2. Powoduje to przesunięcie równowagi reakcji 1 w lewą stronę i wydzielenie się tym samym brunatnych cząsteczek I 2. Adsorbujące się na powierzchni białego galaretowatego osadu wodorotlenku magnezu brunatne cząsteczki jodu świadczą o obecności w roztworze jonów Mg

28 ĆWICZENIE 4 ANALIZA JAKOŚĆIOWA WYBRANYCH ANIONÓW. Reakcje charakterystyczne wybranych anionów: SO 4 2-, CO 2-, PO 4 -, NO - Podział na grupy analityczne anionów: I grupa: Cl -, Br -, I -, CN -, SCN -, Fe(CN) 6 -, Fe(CN) 6 4-, ClO - II grupa: S 2-, NO 2 -, CH COO - III grupa: SO 2-, CO 2-, C 2 O 4 2-, BO 2 -, BO -, C 4 H 4 O 6 2- IV grupa: PO 4 -, AsO 4 -, AsO -, S 2 O 2-, CrO 4 2-, Cr 2 O 7 2- V grupa: NO -, MnO 4 -, ClO -, ClO 4 - VI grupa: SO 4 2-, F-, SiF VII grupa: SiO 2-, SiO 4 4-, Si 2 O 5 2- Podział na grupy analityczne oparty jest na reakcjach anionów z AgNO oraz BaCl 2 Reakcje charakterystyczne anionu siarczanowego(vi) SO 4 2- a) Reakcja z azotanem (V) srebra AgNO Do probówki wlać ok. 1 cm 1 M roztworu jonów SO 4 2-, a następnie taką samą objętość 2 M roztworu AgNO. zapis reakcji i obserwacje: b) Reakcja z chlorkiem baru BaCl 2 Do probówki wlać ok. 2 cm 1 M roztworu jonów SO 4 2- oraz taką samą objętość 1 M roztworu chlorku baru. zapis reakcji i obserwacje: 2- Reakcje charakterystyczne anionu węglanowego CO 2- a) przeprowadzić reakcje CO z AgNO oraz z BaCl 2, zapisać obserwacje 28

29 b) reakcja z mocnymi kwasami mineralnymi Do probówki wlać ok. 2 cm 1 M roztworu jonów CO 2- oraz taką samą objętość 1 M roztworu HCl lub HNO lub H 2 SO 4. zapis reakcji i obserwacje: - Reakcje charakterystyczne anionu ortofosforanowego(v) PO 4 - a) przeprowadzić reakcje jonu PO 4 z AgNO oraz z BaCl 2, zapisać obserwacje b)reakcja z mieszaniną magnezową Do probówki wlać ok. 2 cm - 1 M roztworu jonów PO 4 roztworu mieszaniny magnezowej. zapis reakcji i obserwacje: oraz taką samą objętość - Reakcje charakterystyczne anionu azotanowego(v) NO - a) przeprowadzić reakcje jonu NO z BaCl 2, zapisać obserwacje b) Reakcja obrączkowa do zimnego nasyconego roztworu FeSO 4 (lub krystaliczny) dodać ok. 1 cm roztworu jonów NO -, a następnie po ściance probówki z pipetki, powoli dodawać stężony H 2 SO 4. Powstająca w miejscu zetknięcia się dwóch warstw cieczy brunatna obrączka wskazuje na obecność jonów azotanowych NO -. - NO w roztworze zakwaszonym stęż H 2 SO 4 jest redukowany kationami Fe 2+ do NO, natomiast jony Fe 2+ utleniają się do kationów Fe +. 29

30 Zapis przebiegu reakcji i obserwacje: Na podstawie bilansu elektronowego dobrać współczynniki do reakcji redoks: Fe NO + H + Fe + + NO + H 2 O Nadmiar jonów Fe 2+ Fe 2+ + nno [Fe(NO) n ] 2+ jon nitrozylżelaza(ii) o brunatnym zabarwieniu Na podstawie przeprowadzonych reakcji uzupełnić tabelkę: Anion Roztwór AgNO Roztwór BaCl 2 - PO 4 CO 2- SO 4 2- NO - Na podstawie poznanych kationów i anionów oraz przeprowadzonych reakcji charakterystycznych zidentyfikować otrzymaną do analizy sól. Numer próbki Wzór soli. 0

31 ĆWICZENIE 5 SPORZĄDZANIE ROZTWORÓW O OKREŚLONYM STĘŻENIU Roztwór - układ jednofazowy (jednorodny) dwu lub wieloskładnikowy. Jako rozpuszczalnik w takim układzie przyjmuje się ten składnik, który występuje w nadmiarze, najczęściej jest to woda. Pozostałe składniki nazywane są substancjami rozpuszczonymi. Ilościowo skład roztworu określa się za pomocą stężenia. Do najczęściej stosowanych zalicza się: stężenie procentowe (procent masowy) odnosi się do masy roztworu - liczba gramów substancji zawarta w 100 g roztworu. ppm, ppb (części na milion, bilion) odnosi się do masy roztworu określa ile gramów substancji znajduje się w milionie (bilionie) gramów rozpuszczalnika. stężenie molowe (molowość) odnosi się do objętości roztworu - liczba moli danej substancji zawartej w 1 dm roztworu. stężenie molalne (molalność) określa liczbę moli substancji rozpuszczonej w 1 kg rozpuszczalnika. ułamek molowy odnosi się do sumy ilości moli wszystkich składników roztworu - iloraz liczby moli jednego składnika do całkowitej liczby moli wszystkich składników układu. Suma ułamków molowych wszystkich składników równa się jedności. Do przygotowania roztworów używa się odpowiedniego szkła laboratoryjnego. 1. Naczynia miarowe są to naczynia szklane lub plastikowe o ściśle określonej pojemności: kolby miarowe, biurety, pipety. 2. Naczynia służące do odmierzania przybliżonych objętości są to najczęściej szklane lub plastikowe zlewki i cylindry. 1.Przygotowanie roztworów o określonym stężeniu. Sporządzenie 50 g % roztworu siarczanu(vi) miedzi(ii) mając do dyspozycji hydrat. Obliczyć ile gramów CuSO 4 5H 2 O, a ile gramów wody potrzeba do sporządzenia 50 gramów % roztworu CuSO 4 : Na wadze analitycznej na szkiełku zegarkowym (sączku lub bezpośrednio w wytarowanej na wadze zlewce) odważyć obliczoną wcześniej masę g CuSO 4 x 5H 2 O, a w cylindrze miarowym przygotować ok. 40 cm wody destylowanej. Odważkę soli przenieść do wytarowanej zlewki o pojemności 100 cm, przy czym szkiełko zegarkowe spłukać małą ilością wody z cylindra nad naczyniem, w którym przygotowujemy roztwór. Następnie dodać do zlewki pozostałą część wody z cylindra. Ostatnie porcje wody dodawać do zlewki powoli z tryskawki aż do otrzymania 50 gramów roztworu. Roztwór dokładnie wymieszać i przelać do butelki. Obliczyć także, jaką objętość wody destylowanej należałoby dodać do przygotowanego roztworu CuSO 4, aby powstał roztwór o stężeniu Cp = 0,2 %. 1

32 Sporządzenie 250 cm 0,1 M roztworu wodorowęglanu potasu. Obliczyć ile gramów KHCO należy odważyć aby przygotować 250 cm 0,1 M roztworu tej soli: W naczynku analitycznym odważyć ( z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku) obliczoną wcześniej masę KHCO. Następnie zawartość naczynka przenieść ilościowo do kolby miarowej. Kolbkę uzupełnić do kreski zgodnie z meniskiem wklęsłym. Ostatnie porcje wody dodawać małymi porcjami z tryskawki. Roztwór dokładnie wymieszać. Dodatkowo wykonać obliczenia: Obliczyć zawartość jonów K + oraz HCO - w każdym ze sporządzonych roztworów w g /cm, mg /cm oraz mola /cm i mola /cm Obliczyć zawartość jonów K + oraz HCO - w sporządzonych roztworach w stężeniach: Cp (m/m) oraz ppm. Przyjąć w przybliżeniu, że gęstość sporządzonych roztworów wynosi d = 1g/cm. 2. Rozcieńczanie roztworów podstawowych. Korzystając z roztworów podstawowych: 0,05 M H 2 SO 4, 0,1 M CH COOH Obliczyć ph H 2 SO 4 oraz CH COOH przed rozcieńczeniem Następnie przygotować metodą rozcieńczeń po 100 cm roztworów: 0,005 M H 2 SO 4 0,005 M CH COOH Podczas rozcieńczania ilość substancji rozpuszczonej pozostaje niezmieniona, a stężenie maleje tyle razy, ile wzrasta objętość roztworu. Stężenie molowe po rozcieńczeniu można obliczyć z zależności: C 1 V 1 = C 2 V 2 Gdzie: C 1 i V 1 to stężenie molowe i objętość roztworu przed rozcieńczeniem C 2 i V 2 to stężenie molowe i objętość roztworu po rozcieńczeniu 2

33 Rozcieńczenie 0,05 M roztworu kwasu siarkowego(vi). Obliczyć, ile cm 0,05 M roztworu H 2 SO 4 należy odmierzyć pipetą, aby po rozcieńczeniu otrzymać 100 cm 0,005 M roztworu tego kwasu. W tym celu należy odmierzyć pipetą. cm 0,05 M roztworu H 2 SO 4, przenieść do kolby miarowej o poj. 100 cm, następnie uzupełnić roztwór w kolbie wodą destylowaną do kreski. Roztwór dokładnie wymieszać. Obliczyć ph roztworu H 2 SO 4 po rozcieńczeniu: Rozcieńczenie 0,1 M roztworu kwasu octowego. Obliczyć, ile cm 0,1 M roztworu CH COOH należy odmierzyć pipetą, aby po rozcieńczeniu otrzymać 100 cm 0,005 M roztworu tego kwasu. W tym celu należy odmierzyć pipetą. cm 0,1 M roztworu CH COOH, przenieść do kolby miarowej o poj. 100 cm, następnie uzupełnić roztwór w kolbie wodą destylowaną do kreski. Roztwór dokładnie wymieszać. Obliczyć ph roztworu CH COOH rozcieńczonego: W celu zaliczenia ćwiczenia należy praktycznie wykonać wszystkie doświadczenia oraz opracować wszystkie obliczenia zalecone w opisach.

34 ĆWICZENIE 6 ANALIZA MIARECZKOWA. OZNACZANIE ZAWARTOŚCI NaOH W PRÓBIE. Ćwiczenie wykonujemy w trzech etapach: 1. Sporządzenie około 0,1 M roztworu HCl 2. Zmianowanie przygotowanego roztworu HCl (oznaczenie dokładnego stężenia) na roztwór substancji podstawowej KHCO.. Oznaczenie zawartości NaOH w analizowanej próbie. Wykonanie ćwiczenia 1. Przygotowanie 0,25 dm ok. 0,1 M roztworu HCl obliczamy ile gram czystego HCl potrzeba do sporządzenia 0,25 dm 0,1 M roztworu HCl 1 dm 1M roztworu HCl zawiera 0,25 dm 0,1 M roztworu HCl zawiera 6,47 g HCl x g HCl 0,25dm 0 1, M 6,47g 1dm 1M x 0,912g HCl stężony HCl dostępny na pracowni jest Cp = 6,2 % 100 g stężonego roztworu HCl zawiera y g stężonego roztworu HCl zawiera 6,2 g HCl 0,912 g HCl 0,912g 100g y 2,5g 6,2% roztworuhcl 6,2g stężony kwas łatwiej jest odmierzyć i dlatego 2,5 g roztworu należy przeliczyć na objętość korzystając z gęstości stężonego roztworu kwasu podanej na opakowaniu mr 2,5g Vr 2, 1cm 6,2% HCl d 1, 18g / cm Przygotowaną kolbę miarową o pojemności 250 cm napełnić do 1/ objętości wodą destylowaną, wprowadzić z dozownika odmierzoną ilość stężonego roztworu HCl, uzupełnić zawartość kolby wodą destylowaną do kreski i dokładnie wymieszać. 2. Oznaczenie dokładnego stężenia molowego przygotowanego roztworu HCl Biuretę przepłukać przygotowanym roztworem HCl, a następnie uzupełnić roztworem kwasu i wyzerować tak aby dolny menisk był styczny do kreski zerowej. Pipetę przepłukać roztworem KHCO. Do każdej z trzech kolb stożkowych odmierzyć pipetą po (20 cm ) roztworu KHCO. Do każdej kolbki dodać po 4 krople oranżu metylowego i miareczkować roztworem HCl do zmiany barwy wskaźnika z żółtej na pomarańczową. Objętość roztworu HCl zużyta do miareczkowania: 4