Chemia - laboratorium

Podobne dokumenty
Chemia - laboratorium

Karta pracy IV/1a - Reakcje w roztworach: - rozpuszczanie, rozpuszczalność i krystalizacja

IX Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2016/2017. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (11 pkt)

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Odpowiedź:. Oblicz stężenie procentowe tlenu w wodzie deszczowej, wiedząc, że 1 dm 3 tej wody zawiera 0,055g tlenu. (d wody = 1 g/cm 3 )

XI Ogólnopolski Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2018/2019. ETAP I r. Godz Zadanie 1 (10 pkt)

Chemia - laboratorium

Chemia - laboratorium

WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW

5. RÓWNOWAGI JONOWE W UKŁADACH HETEROGENICZNYCH CIAŁO STAŁE - CIECZ

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

Identyfikacja wybranych kationów i anionów

Główne zagadnienia: - mol, stechiometria reakcji, pisanie równań reakcji w sposób jonowy - stężenia, przygotowywanie roztworów - ph - reakcje redoks

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

ZADANIA Z KONKURSU POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ (RÓWNOWAGI W ROZTWORZE) Opracował: Kuba Skrzeczkowski (Liceum Akademickie w ZS UMK w Toruniu)

Zadanie 1. [ 3 pkt.] Uzupełnij zdania, wpisując brakującą informację z odpowiednimi jednostkami.

Fragmenty Działu 5 z Tomu 1 REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH

Wodorotlenki. n to liczba grup wodorotlenowych w cząsteczce wodorotlenku (równa wartościowości M)

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

XIV Konkurs Chemiczny dla uczniów gimnazjum województwa świętokrzyskiego. II Etap - 18 stycznia 2016

Chemia Nieorganiczna ćwiczenia CHC012001c Powtórzenie materiału II

PODSTAWY STECHIOMETRII

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - roztwory i sposoby wyrażania stężeń roztworów, rozcieńczanie i zatężanie roztworów, zadania z rozwiązaniami

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Chemia - laboratorium

Wykład 10 Równowaga chemiczna

Problemy do samodzielnego rozwiązania

ZADANIE 164. Na podstawie opisanych powyżej doświadczeń określ charakter chemiczny tlenków: magnezu i glinu. Uzasadnij słownie odpowiedź.

Spis treści. Wstęp... 9

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek

Zadanie: 1 (1 pkt) Oblicz stężenie molowe jonów OH w roztworze otrzymanym przez rozpuszczenie 12g NaOH w wodzie i rozcieńczonego do 250cm 3

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2012/2013 eliminacje rejonowe

WOJEWÓDZKI KONKURS CHEMICZNY

IX Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2016/2017. ETAP II r. Godz

Sole. 2. Zaznacz reszty kwasowe w poniższych solach oraz wartościowości reszt kwasowych: CaBr 2 Na 2 SO 4

Nazwy pierwiastków: ...

Precypitometria przykłady zadań

VI Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2013/2014

Synteza Cu(CH 3 COO) 2 H 2 O oraz (NH 4 ) 2 Ni(SO 4 ) 2 6H 2 O

6. ph i ELEKTROLITY. 6. ph i elektrolity

a) Sole kwasu chlorowodorowego (solnego) to... b) Sole kwasu siarkowego (VI) to... c) Sole kwasu azotowego (V) to... d) Sole kwasu węglowego to...

2. Podczas spalania 2 objętości pewnego gazu z 4 objętościami H 2 otrzymano 1 objętość N 2 i 4 objętości H 2O. Jaki gaz uległ spalaniu?

Me a X b a Me b+ + b X a- + SO 4. =. W danej

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

substancje rozpuszczalne bądź nierozpuszczalne w wodzie. - Substancje ROZPUSZCZALNE W WODZIE mogą być solami sodowymi lub amonowymi

ĆWICZENIA LABORATORYJNE WYKRYWANIE WYBRANYCH ANIONÓW I KATIONÓW.

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

- w nawiasach kwadratowych stężenia molowe.

Dysocjacja elektrolityczna, przewodność elektryczna roztworów

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Chemia - B udownictwo WS TiP

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

Miareczkowanie wytrąceniowe

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

Chemia klasa VII Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny Semestr II

Spis treści. Właściwości fizyczne. Wodorki berylowców. Berylowce

Piotr Chojnacki 1. Cel: Celem ćwiczenia jest wykrycie jonu Cl -- za pomocą reakcji charakterystycznych.

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW DOTYCHCZASOWYCH GIMNAZJÓW 2017/2018. Eliminacje szkolne

Ćwiczenia nr 2: Stężenia

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie OLIMPIADA O DIAMENTOWY INDEKS AGH 2017/18 CHEMIA - ETAP I

1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru

Cel główny: Uczeń posiada umiejętność czytania tekstów kultury ze zrozumieniem

SPRAWOZDANIE do dwiczenia nr 7 Analiza jakościowa anionów I-VI grupy analitycznej oraz mieszaniny anionów I-VI grupy analitycznej.

Kryteria oceniania z chemii kl VII

Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu

Liczba cząsteczek w 1 molu. Liczba atomów w 1 molu. Masa molowa M

Me a X b a Me b+ + b X a- + SO 4. =. W danej

Kuratorium Oświaty w Lublinie ZESTAW ZADAŃ KONKURSOWYCH Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM ROK SZKOLNY 2016/2017 ETAP TRZECI

a. Dobierz współczynniki w powyższym schemacie tak, aby stał się równaniem reakcji chemicznej.

Zadanie laboratoryjne

Kwas HA i odpowiadająca mu zasada A stanowią sprzężoną parę (podobnie zasada B i kwas BH + ):

Chemia - laboratorium

Wymagania edukacyjne na poszczególne roczne oceny klasyfikacyjne z przedmiotu chemia dla klasy 7 w r. szk. 2019/2020

Informacja do zadań Woda morska zawiera średnio 3,5% soli.

3p - za poprawne obliczenie stężenia procentowego i molowego; 2p - za poprawne obliczenie jednej wymaganej wartości;

Roztwory elekreolitów

2.4. ZADANIA STECHIOMETRIA. 1. Ile moli stanowi:

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

Chemia nieorganiczna Zadanie Poziom: rozszerzony Punkty

Roztwór Ca (OH) 2. roztwór KNO 3. Rozpuszczalność Temp [g / 100 g H [ C]

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne, szybkość reakcji chemicznych

PRAKTIKUM Z CHEMII OGÓLNEJ

REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE WYBRANYCH KATIONÓW

Kuratorium Oświaty w Lublinie

Instrukcja do ćwiczenia WŁAŚCIWOŚCI WYBRANYCH ANIONÓW.

Chemia - laboratorium

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2011/2012 eliminacje rejonowe

WYMAGANIA EDUKACYJNE

CHEMIA BUDOWLANA ĆWICZENIE NR 1

Konkurs Chemiczny dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych rok szkolny 2013/2014

prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak

XXIII KONKURS CHEMICZNY DLA GIMNAZJALISTÓW ROK SZKOLNY 2015/2016

A4.05 Instrukcja wykonania ćwiczenia

Transkrypt:

Chemia - laboratorium Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Studia stacjonarne, Rok I, Semestr zimowy 01/1 Dr hab. inż. Tomasz Brylewski e-mail: brylew@agh.edu.pl tel. 1-617-59 Katedra Fizykochemii i Modelowania Procesów Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki A, I p., pokój 105 Konsultacje: wtorek 10:00-11:00

Laboratorium VIII Rozpuszczalność i iloczyn rozpuszczalności związków chemicznych pojęcie układu i fazy oraz różnice pomiędzy układem homogenicznym a układem heterogenicznym, mechanizm procesu rozpuszczania soli trudno rozpuszczalnej roztwór nasycony, pojęcie rozpuszczalności substancji, podział związków chemicznych według rozpuszczalności (kryterium rozpuszczalności), definicja iloczynu rozpuszczalności i jego matematyczne wyrażenie, związek pomiędzy rozpuszczalnością a iloczynem rozpuszczalności substancji trudno rozpuszczalnych, rozwiązywanie zadań z iloczynu rozpuszczalności i rozpuszczalności.

Rozpuszczalność związków chemicznych - pojęcie układu i fazy Roztwór mocnego i słabego elektrolitu układ jednorodny (homogeniczny) układ jednofazowy (roztwór) roztwór nienasycony. Roztwór nasycony soli trudnorozpuszczalnej w równowadze z jej osadem układ niejednorodny (heterogeniczny) układ dwufazowy (osad+roztwór) roztwór nasycony. Faza - jednorodna część materii posiadająca określoną własność fizyczną i ograniczona określoną powierzchnią. Układ jednorodny Układ niejednorodny

Rozpuszczalność - mechanizm rozpuszczania się trudnorozpuszczalnej soli AgCl rozpuszczanie kry stalizacja Ag Cl w wyniku oddziaływania dipolu wody na kryształ AgCl następuje odrywanie jonów Ag + i Cl - od powierzchni kryształu przechodzenie do roztworu uwodnionych jonów, równocześnie przebiega proces odwrotny krystalizacja AgCl z roztworu w wyniku zderzania się uwodnionych jonów z powierzchnią kryształu, równoczesny proces rozpuszczania soli i wytrącania (krystalizacji) osadu prowadzi do ustalenia się równowagi dynamicznej roztwór nasycony. Roztwór nasycony: roztwór znajdujący się w stanie równowagi dynamicznej z fazą, która go nasyca (roztwór, w którym już więcej danej substancji nie może rozpuścić się) w określonej temperaturze. -

Rozpuszczalność definicja i kryterium rozpuszczalności Definicja rozpuszczalności: ilość substancji zawarta w roztworze nasyconym, przypadająca na 100 g lub 1 dm rozpuszczalnika. Podział substancji pod względem rozpuszczalności (kryterium rozpuszczalności): dobrze rozpuszczalne 1 g/100 g wody słabo rozpuszczalne 0,11 g/100 g wody nierozpuszczalne 0,1 g/100 g wody Czynniki wpływające na rozpuszczalność: rodzaj substancji i rozpuszczalnika (wg. zasady podobne rozpuszcza się w podobnym ) temperatura ciśnienie (ciała stałe i ciecze nie są wrażliwe na zmianę ciśnienia, natomiast rozpuszczalność gazów ze ciśnienia).

Rozpuszczalność tabela rozpuszczalności

Rozpuszczalność podział soli Ze względu na rozpuszczalność sole dzielimy na dwie grupy: I grupa (rozpuszczalne): azotany, octany, chlorki, bromki i jodki w wyjątkiem srebra, rtęci(i) i ołowiu(ii), siarczany z wyjątkiem CaSO, Ag SO i Hg SO, sole sodowe, potasowe i amonowe z wyjątkiem NaSb(OH) 6, K PtCl 6, KClO. II grupa (słabo rozpuszczalne i nierozpuszczalne): wodorotlenki z wyjątkiem wodorotlenków metali alkalicznych, amonu i baru, Ca(OH) i Sr(OH), obojętne węglany i fosforany z wyjątkiem węglanów i fosforanów amonu oraz metali alkalicznych, siarczki z wyjątkiem siarczków amonu, siarczków metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych.

Rozpuszczalność iloczyn rozpuszczalności W celu wyprowadzenia równania na stałą równowagi dla procesu rozpuszczania soli trudno rozpuszczalnej, należy rozważyć: szybkość procesu przechodzenia jonów Ag + i Cl - do roztworu równanie szybkości rozpuszczania, szybkość procesu wydzielania się jonów Ag+ i Cl - na powierzchni kryształów równanie szybkości krystalizacji. Szybkość rozpuszczania: v k1 1 gdzie: S - powierzchnia fazy stałej, a k 1 - współczynnik proporcjonalności wielkość stała, wyrażająca szybkość przechodzenia fazy stałej do roztworu, gdy S = 1. Wniosek: rozpuszczanie się osadu odbywa się z jednakową szybkością, która zależy od: rozmiarów powierzchni kryształów, temperatury, nie zależy natomiast od stężenia jonów roztworze w przypadku substancji trudno rozpuszczalnej jej powierzchnia podczas rozpuszczania niewiele się zmienia S = constans. S

Rozpuszczalność iloczyn rozpuszczalności, cd. Szybkość krystalizacji: v k [ Ag ] [Cl ] S gdzie: k - współczynnik proporcjonalności wielkość stała, wyrażająca szybkość przechodzenia jonów z roztworu do fazy stałej, gdy [Ag + ] = [Cl - ] = 1. Wniosek: szybkość wzrostu kryształu jest proporcjonalna do stężenia Ag + i Cl - w roztworze (im więcej jonów tym więcej zderzeń) oraz do liczby miejsc w sieci krystalicznej, w którą mogą się one wbudować zależy od jednostkowej powierzchni S. W roztworze nasyconym (w stanie równowagi dynamicznej): szybkość rozpuszczania = szybkości narastania kryształu AgCl: k k k S v1 1 k k k v [ Ag ] [Cl ] S S [Ag ] [Cl S 1 1 ]

Rozpuszczalność definicja iloczynu rozpuszczalności Ir AgCl [ Ag ][Cl ] W roztworze nasyconym trudno rozpuszczalnej soli iloczyn stężeń jonów na które ta sól się rozpada jest w danej temperaturze wielkością stałą stała Ir charakteryzuje zdolność substancji do rozpuszczania się iloczyn rozpuszczalności danej soli (w tym przypadku AgCl). iloczyn rozpuszczalności nie informuje nas o tym, jakie mogą być stężenia poszczególnych jonów mogą one być równe sobie lub jedno może być większe od drugiego ważne, aby ich iloczyn był równy Ir soli.

Rozpuszczalność iloczyn rozpuszczalności Na podstawie znajomości iloczynu rozpuszczalności soli można wyjaśnić zjawisko wytrącania i rozpuszczania osadu, gdyż opierając się na Ir można przewidzieć, czy osad w danych warunkach powstanie, czy też nie decyduje o tym wzajemny stosunek dwóch wielkości: iloczynu rozpuszczalności, aktualny w roztworze iloczyn stężeń jonów, z których tworzy się osad. Możliwe są trzy warianty: [Ag + ][Cl - ] = Ir AgCl [Ag + ][Cl - ] Ir AgCl [Ag + ][Cl - ] Ir AgCl (roztwór nasycony) (roztwór nienasycony) (roztwór przesycony) roztwór przesycony roztwór w równowadze nietrwałej (w pewnych warunkach następuje powrót do stanu równowagi poprzez wydzielanie przez roztwór kryształów soli). Warunek strącenia osadu stężenia jonów muszą być dobrane, aby ich iloczyn Ir uzyskanie stanu przesycenia.

Rozpuszczalność iloczyn rozpuszczalności, cd. W przypadku równania procesu rozpuszczania-krystalizacji trudno rozpuszczalnej soli: mamy: A m B n ma n nb m- n m m n Ir Am [ A ] [B ] B n Przykłady: Al(OH) - Al OH Ir OH [Al ] [OH ] Al Ca (PO) Ca PO Ir CaPO [Ca ] [PO ]

Związek między iloczynem rozpuszczalności a rozpuszczalnością Do teoretycznych rozważań o dużym znaczeniu praktycznym, dotyczących: obliczeń iloczynu rozpuszczalności substancji, obliczeń rozpuszczalności substancji, ustalenia warunków wytrącania czy rozpuszczania osadów, konieczna jest znajomość związku pomiędzy iloczynem rozpuszczalności soli trudnorozpuszczalnej a jej rozpuszczalnością.

Związek między iloczynem rozpuszczalności a rozpuszczalnością, cd. Rozpuszczalność AgCl w T=5 C wynosi 0,0015g/dm wody, uwzględniając masę molową M AgCl = 1, g, mamy: 1 mol ------------- 1, g x mola ------------- 0,0015 g 1mol 0,0015 g x 1, g 0,0000105 mol w1 dm roztworu nasyconego znajduje się 0,0000105 mol AgCl, zgodnie z reakcją: - AgCl Ag Cl Ir AgCl [Ag ] [Cl ] mamy: [Ag + ] = 0,0000105 mol/dm [Cl - ] = 0,0000105 mol/dm Ir AgCl 0,0000105 mol/dm Ir AgCl 1,1 10 10 0,0000105 mol/dm (mol/ dm )

Związek między iloczynem rozpuszczalności a rozpuszczalnością, cd. Korzystając z zależności pomiędzy iloczynem rozpuszczalności i rozpuszczalnością x, która dla soli typu AgCl ma postać: x x x AgCl Ag Cl Ir AgCl [ Ag ] [Cl ] x x x Ir AgCl gdzie: x - rozpuszczalność soli wyrażona w mol/dm. Zatem: x 0,0000105 mol/dm 1,05 10-5 mol/dm Ir AgCl Ir AgCl (1,0510 1,1 10 5 10 ) (mol/ dm (mol/ dm ) )

Związek między iloczynem rozpuszczalności a rozpuszczalnością, cd. Przykłady innych soli: x x Fe(OH) Fe OH x Ir Fe(OH) [ Fe ] [OH ] x (x) 7x x x x S As S As Ir As S [ As ] [S ] (x) (x) x 7x 108x 5 Często zamiast iloczynu rozpuszczalności podaje się jego ujemny logarytm: np.: log Ir pir 1 1 IrPbCrO 1,7 10 pirpbcro log(1,7 10 ) 1, 75

Zadania z iloczynu rozpuszczalności i rozpuszczalności Zadanie 1 Rozpuszczalność fosforanu(v) srebra Ag PO w temperaturze 0 C wynosi 1,610-5 mol/dm. Obliczyć iloczyn rozpuszczalności tej soli. Rozwiązanie: x x AgPO Ag PO x Ir Ag PO [ Ag ] [PO ] (x) x 7x x 1,6 10 5 mol/ dm Ir Ag PO 7(1,6 10 5 mol/ dm ) Ir Ag PO 1,8 10 18 (mol/ dm )

Zadania z iloczynu rozpuszczalności i rozpuszczalności, cd. Zadanie Iloczyn rozpuszczalności fosforanu(v) wapnia Ca (PO ) wynosi 1,10-1. Obliczyć rozpuszczalność fosforanu(v) wapnia oraz stężenie każdego rodzaju jonów w roztworze nasyconym wyrażone w g/dm. Rozwiązanie: x x x Ca (PO) Ca PO Ir Ca ( PO ) [Ca ] [PO ] [Ca ] x [PO ] x 5 Ir Ca ( PO ) [Ca ] [PO ] (x) (x) 108x 1 5 Ir Ca ( PO ) 1, 10 (mol/ dm ) Ir 5 Ca ( PO ) 108x 5 x 5 1,10 108-1 6,10 - mol/dm Ir Ca (PO ) x 108

Zadania z iloczynu rozpuszczalności i rozpuszczalności, cd. rozpuszczalność fosforanu(v) wapnia wyrażona w g/dm wynosi: M Ca ( PO ) 0,08 0,97 816 1mol 10,18g / mol 1 mol Ca (PO ) ------------- 10,18 g 6,10 - mola ------------- x g x 6,10 - mol10,18 g 1mol 0,1985 g/dm 0, g/dm 1 mol Ca + = 0 g 1 mol PO - = 95 g [Ca ] ( 6,10 mol/ dm ) 0g / dm 710 g / dm dm ] (6,10 mol/ dm ) 95g / dm 0,1g / [ PO

Zadanie Obliczyć stężenie jonów chlorkowych Cl -, które należy przekroczyć, aby spowodować wytrącenie osadu chlorku srebra AgCl w roztworze soli srebrowej, w której stężenie jonów Ag + wynosi 10 - mol/dm. Iloczyn rozpuszczalności AgCl wynosi 1,610-10 w temperaturze 5 C. Rozwiązanie: Zadania z iloczynu rozpuszczalności i rozpuszczalności, cd. [Cl Ir AgCl [Cl ] [Ag ] [Cl AgCl [Ag Stężenie jonów chlorkowych [Cl - ] 10-8 mol/dm osad AgCl wytrąci się. Ir rozpuszczalność elektrolitu jest tym większa, im większy jest iloczyn rozpuszczalności ogólne stwierdzenie odnosi się tylko do elektrolitów jednego typu, np. AgCl, PbSO itp. albo Ca (PO ), Pb (PO ) itp., dla których iloczyny jonowe posiadają jednakową postać. ] ] 10 ] 1,6 10 10 8 10 mol/ dm

Zadania z iloczynu rozpuszczalności i rozpuszczalności, cd. Zadanie Do 500 cm 0,008 M CaCl dodano 500 cm 0,01 M Na SO. Wykazać, czy w podanych warunkach stężeń wytrąci się osad CaSO. Wartość iloczynu rozpuszczalności siarczanu(vi) wapnia wynosi,10-5 w temperaturze 5C. Rozwiązanie: Po zmieszaniu roztworów objętość mieszaniny podwoi się, natomiast stężenia soli zmniejszą się do połowy: [CaCl ] = 0,0080,5 = 0,00 mol/dm [Na SO ] = 0,010,5 = 0,005 mol/dm x x x CaSO Ca SO IrCaSO [Ca ] [SO ] [Ca + ] = 0,00 mol/dm [SO - ] = 0,005 mol/dm 5 [ Ca ] [SO ] 0,000,005 10 IrCaSO 5 5 10,10 Wniosek: roztwór siarczanu(vi) wapnia jest nienasycony więc osad CaSO nie wytrąci się.