Зертханалық жұмыс №1 Химиялық реакциялармен қатар жүретін сiлтiлеу үрдiстерiнің термодинамикасын зерделеу

2.6 Катион гидролизінің әсері

Кейбір металдардың катиондары бейтарап, әсіресе сілтілік ортада гидролизге ұшырайды

Осылайша, катион гидролизі тұз ерігіштігін жоғарлатады (2.14) теңдеуінің талдау = 1 сутегі иондарының концентрациясы артқан сайын гидролиз жүрмейді деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді.

Бірақ сутегі иондарының концентрациясының төмендеуі (рН өсуі) катиондар гидролизіне және қиын еритін тұздың ерігіштігінің артуына жағдай жасайды.
2.7 Эксперимент нәтижелерiн өңдеу және зерттеу әдiстемесі
2.7.1 Қажеттi материалдар, құралдар, ыдыстар:

– 250 мл-лік конустық колба;

– 20 мл-лік тамшуыр;

– бюреткалар;

– 100 мл-лік мензурка;

– сағаттық шыны;

– судағы мыстың бірхлорлы қаныққан ерітіндісі CuC;

– судағы 0,1н күкірт қышқылындағы мыстың қымыздық қышқылының CuС₂O₄ қаныққан ерітіндісі;

– 0,1М Na₂CO₃ ерітіндісі;

– 0,1М Na₂C₂О₄ ерітіндісі;

– 0,01М H₂SO₄ ерітіндісі;

– 1,0М NaOH ерітіндісі;

– 0,01М (NH₄)₂SO₄ ерітіндісі;

– 0,1М NaCl ерітіндісі.

2.7.2 Талдауға арналған реагенттер:

– 0,05н натрий тиосульфат ерітіндісі Na₂S₂O₄;

– 20 %-дық KJ ерітіндісі;

– крахмал ерітіндісі (индикатор).

2) зертханашыдан әрбіреуінің құрамында қандай да бір қиын еритін тұздың қаныққан ерітіндісінің 100 мл бар 5 конустық колба алу (кесте 2.2);

3) әрбір колбаға бюреткадан түрлі көлемдегі реагентті қосамыз. Бір тәжірибені жүргізу шарттары; (кесте 2.2). Тұнба мен ерітінді арасындағы тепе-теңдікті орнату үшін колбадағы ерітінділерді сілку арқылы араластырады және 5-10 минутқа тыныш күйде қалдырады.
Кесте 2.1 – Жұмыс нұсқалары

Нұсқа №	Жұмыс мазмұны (қандай фактордың әсерін анықтайды)
1	Ерітіндінің иондық күшінің әсері
2	Біртекті ионның әсері
3	Ерітінді рН әсері
4	Катион гидролизінің әсері
5	Кешенқұрушының әсері
6	Анионның тұнбаға түсуі мен кешеннің пайда болуы

Кесте 2.2 – Жұмыс нұсқалары мен тәжірибе шарттары

4) абайлап құрғақ таза тамшуырмен ерітінді сынамасын алады (тұнбасыз) және құрамындағы мысты білу үшін оны талдайды. Сынама көлемі 20 мл;

5) талдау нәтижелері мен эксперимент шарттарын жұмыс дәптеріне жазады және кесте түрінде рәсімдейді. Кесте формасы мен оны орындау үлгілері 2.3 кестесінде келтірілген;

6) жұмысты екі студент орындайды: біреуі сынамаларды таңдап алады, екіншісі талдау жүргізеді. Зертханалық жұмыс барысында студенттер міндеттерімен ауысады.

Колба №	Сынама көлемі, мл	Ерітінді көлемі, мл	Мыс концентрациясы, моль/л	Қосқан реагент көлемі, мл	Тұз ерітіндісіндегі реагент концентрациясы, моль/л	Тұздың есептік ерігіштігі, моль/л	Ерітіндінің иондық күші, моль/л
	Vм	n	Cм	ΔV		S*	J
1	20	n1	(Cм)1	ΔV1		S1*	J1
2	20	n2	(Cм)2	ΔV2		S2*	J2
3	20	n3	(Cм)3	ΔV3		S3*	J3
4	20	n4	(Cм)4	ΔV4		S4*	J4
5	20	n5	(Cм)5	ΔV5		S5*	J5

мұндағы V_м – талдауға арналған қиын еритін тұздың қаныққан ерітіндісінің сынама көлемі, мл;

Зерттеу шарттарында МА типті қиын еритін тұз пайда болғандықтан, зерттелінетін ерітіндіден металдың қалдық концентрациясы тұз ерігіштігіне тең;

2) бірінші нұсқа үшін (ерітіндінің иондық күшіне әсері) зерттелінетін ерітіндінің иондық күшін келесі теңдеу бойынша есептейді


мұндағы V – тұз ерітіндісінің алғашқы көлемі, л;

ΔV – қосылған реагент ерітіндісінің көлемі, л;

С_м – тұз ерітіндісінің концентрациясы, моль/л;

C_p – реагент ерітіндісінің концентрациясы, моль/л;

z ₊ және z _- – тұз (индексі "м") немесе реагента (индексі "р") тұзының катион мен анионның сәйкес заряды.

координаттардағы тұз ерігіштігінің ерітіндінің иондық күшіне графиктік тәуелділігін құрады (сурет 2.1).

Ерігіштіктін эксперименталды мәнін әдебиет мәліметтерімен салыстыру (кесте 2.4).

3) 1 нұсқа (ерітіндінің иондық күшінің әсері) үшін (2.6) тендеуін қолданып, қиын балқитын тұздын белсенділігінің орташа коэффициентін есептейді


f (J) тәуелділігін координаттарында құрады (суретін 2.2)

Сурет 2.1 – Тұз ерігіштігінің ерітіндігінің иондық күшінен тәуелділігі

Кесте 2.4 – Ерігіштік туындысы L мен мыстын кейбір қиын еритін тұздарының судағы ерігіштігі S₀

Тұз	CuCl	CuCO3	CuC2O4
L	1,02∙10-6	2,36∙10-10	2,87∙10-8
S0	1,10∙10-3	1,53∙10-5	1,40∙10-4

Сурет 2.2 – Қиын еритін тұздын белсенділігінен ерітіндінін иондық күшінің тәуелділігі
4) 2 нұсқа үшін (2.7) тендеуі бойынша тұз ерігіштігін есептейді

мұндағы L – тұз ерігіштігінің туындысы (кесте 2.4);

С_А – жалпы анион ерітіндісіндегі концентрация, моль/л;

n – тұздың химиялық тендеуіндегі аниондар саны;

m – тұздың химиялық тендеуіндегі катиондар саны;

Жалпы анион ерітіндісіндегі концентрациясын келесі теңдеу арқылы табады

Ерігіштіктің S^* есептік мәндерін эксперименталды тапқан мәнмен (S = С_M) салыстырады.

5) 3 нұсқа (ерітіндінің рН әсері) үшін тұз ерігіштігін (2.11) теңдеу бойынша есептейді

мұндағы K₁ мен K₂ – әлсізқымыздық қышқылдың диссоциациясының сатылы константалары H₂С₂O₄ (K₁ = 6∙10^-2, К₂ = 6∙10^-5);

С_H – зерттелінетін ерітіндідегі сутегі иондарының концетрациясы, моль/л.

Оны келесі формула бойынша есептеуге болады

Ерігіштіктің сутегі иондарының концентрациасынан тәуелділігін S – C_H координаталарында құрайды. Ордината өстеріне тәуелділікті пайдаланып, судағы тұздын ерігіштігін табады және оны әдебиеттегі мәндермен салыстырады (кесте 2.4);

6) 4 нұсқа (катион гидролизінің әсері) үшін тұз ерігіштігін (2.13) теңдеу бойынша есептейді

Тұзының жалпы концентрациясындағы гидролизденбеген катиондардың үлесін (2.14) теңдеуі бойынша есептейді:
,
мұндағы К – гидролизденген катионнын СuОН⁺ диссоциация константасы (К = 3,4∙10^-7).

Сутегі иондарының концентрациясын келесі теңдеу бойынша есептейді