WYDZIAŁ BIOINŻYNIERII ZWIERZĄT
Kierunek: BIOINŻYNIERIA PRODUKCJI ŻYWNOŚCI
Program ćwiczeń z chemii ogólnej w roku akademickim 2009/2010
Nazwisko i imię studenta
Mariola Wiśniewska
Grupa nr stanowiska
Opracowanie ćwiczeń: dr Jolanta Paprocka
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.
3. 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.
3. 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 wykonujemy 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.
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.
Program ćwiczeń z chemii ogólnej w roku akademickim 2009/2010 w semestrze zimowym ogółem 30 godzin lekcyjnych, 10 spotkań.
Ćwiczenie 1 (3h) 21 - 22 październik 2009 r.
Sprawy organizacyjne. Regulamin pracowni. Przepisy BHP. Zapoznanie się ze sprzętem laboratoryjnym. Wybrane metody otrzymywania kwasów zasad i soli.
Ćwiczenie 2 (3h) 28 - 29 październik 2009 r. SPRAWDZIAN 1
Amfoteryczność pierwiastków i ich związków. Hydroliza soli. Reakcje utleniania i redukcji.
Ćwiczenie 3 (3h) 4 - 5 listopada 2009 r. SPRAWDZIAN 2
Analiza jakościowa. Reakcje charakterystyczne wybranych kationów: Cu2+, Fe3+, Ca2+, Mg2+.
Ćwiczenie 4 (3h) 25 - 26 listopada 2009 r.
Poprawa zaległych sprawdzianów 1 i 2. Reakcje charakterystyczne wybranych anionów: Cl-, CO32-, PO43-, NO3-.
Ćwiczenie 5 (3h) 2 - 3 grudzień 2009 r.
Wprowadzenie do analizy miareczkowej. Sporządzanie roztworów o określonym stężeniu. Część audytoryjna - rozwiązywanie zadań z zakresu stężeń roztworów.
Ćwiczenie 6 (3h) 9 - 10 grudzień 2009 r. SPRAWDZIAN 3
Analiza miareczkowa acydymetryczna -przygotowanie mianowanego roztworu kwasu solnego -ilościowe oznaczanie NaOH w próbie.
Ćwiczenie 7 (3h) 16 - 17 grudzień 2009 r. SPRAWDZIAN 4
Redoksymetria. Manganometryczne oznaczanie Fe+2 w analizowanej próbie. W okresie przedświątecznym po uzgodnieniu dodatkowego terminu z osobą prowadzącą ćwiczenia możliwe będą poprawy sprawdzianów 3 i 4.
Ćwiczenie 8 (3h) 6 - 7 styczeń 2010 r. SPRAWDZIAN 5
Kompleksonometria. Oznaczanie jonów Ca2+ obok jonów Mg 2+ w analizowanym roztworze.
Ćwiczenie 9 (3h) 13 - 14 styczeń 2010 r. SPRAWDZIAN 6
Przygotowywanie i pomiar pH mieszanin buforowych
Ćwiczenie 10 (3h) 20 - 21 styczeń 2010 r.
Odrabianie i zaliczanie zaległych ćwiczeń. Wpisy do indeksów.
Zagadnienia obowiazujące przy zaliczeniu ćwiczeń
SPRAWDZIAN 1. Podstawowe prawa chemiczne - proste zadania rachunkowe. Klasyfikacja związków nieorganicznych. Tlenki, kwasy, zasady, sole - podział, nazewnictwo i otrzymywanie. Dysocjacja elektrolityczna kwasów, zasad i soli z uwzględnieniem dysocjacji stopniowej. Nazewnictwo jonów. Reakcje całkowitego i stopniowego zobojętniania.
SPRAWDZIAN 2. Reakcje strącania osadów- reakcje w zapisie cząsteczkowym i jonowym. Właściwości amfoteryczne wybranych tlenków i wodorotlenków: PbO, ZnO, Al.2O3, Cr2O3, Pb(OH)2, Zn(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)3 . Hydroliza soli - definicja oraz umiejętność pisania reakcji.
SPRAWDZIAN 3. 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. ♦ Obliczanie pH roztworów mocnych i słabych kwasów i zasad.
♦ Podstawy analizy alkacymetrycznej, zadania: -ustalanie dokładnego stężenia roztworu HCl na roztwór substancji podstawowej KHCO3 -obliczenia dotyczące oznaczeń alkacymetrycznych
SPRAWDZIAN 5 ♦ Podstawy analizy manganometrycznej, zadania: -ustalenie miana KMnO4 na roztwór H2C2O4 -oznaczenie jonów Fe2+ w analizie za pomocą mianowanego roztworu KMnO4
♦ Reakcje utleniania i redukcji w zapisie cząsteczkowym i jonowym
SPRAWDZIAN6. Związki kompleksowe, budowa i nazewnictwo. Podstawy oznaczeń komploksonometrycznych: oznaczanie zawartości jonów Ca2+ obok Mg2+ - zadania rachunkowe. Roztwory buforowe, rodzaje i zasada ich działania. Proste obliczanie dotyczące pH mieszanin buforowych.
LITERATURA:
1. Wiśniewski W., Makowska H., Chemia ogólna nieorganiczna skrypt UWM
2. Szmal Z., Lipiec Z., Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej PZWL
3. Gosiewska H. Materiały do ćwiczeń z chemii ogólnej i analitycznej skrypt UWM
4. Śliwa A., Gorzelny W., Obliczenia chemiczne PWN
PRZYKŁADY ZADAŃ DO SAMODZIELNEGO ROZWIĄZANIA
N A P O D S T A W I E W Y B R A N Y C H P R A W C H E M I C Z N Y C H
Zad.1. Oblicz jaką liczbę moli stanowi:
a. 0,112 dm3 N2O5 odmierzonego w warunkach normalnych
b. 28 g KOH
c. 12,04·1021 cząsteczek H3PO4
Zad.2. Obliczyć masę:
a. 0,08 dm3 NH3 odmierzonego w warunkach normalnych
b. 0,15 mola NaOH
c. 3,01·1022 cząsteczek O2
Zad.3. Obliczyć jaką objętość zajmuje w warunkach normalnych:
a. 88 mg CO2
b. 0,25 mola NO
c. 2,408·1023 cząsteczek SO3
Zad.4. Obliczyć jaka objętość tlenku siarki(IV) potrzebna jest do otrzymania 3,28 g kwasu siarkowego(IV).
Zad.5. Obliczyć jaka objętość wodoru wydzieli się podczas reakcji 9,2 g sodu z wodą. Zad.6. Obliczyć masę tlenku magnezu potrzebną do otrzymania 23,2 gramów wodorotlenku magnezu. Zad.7. Obliczyć ile gramów NH3·H2O powstanie w trakcie reakcji 0,672 dm3 NH3 z wodą. Zad.8. Obliczyć ile cząsteczek a ile atomów znajduje się w:
a. 0,0112 cm3 N2O3 odmierzonego w warunkach normalnych
b. 0,98 g H2SO4
c. 1,5 mola Ca(OH)2
d. 80 mg NaOH
Zad.9. Ile cząsteczek znajduje się w 5 cm3 każdego gazu w warunkach normalnych?
Zad.10. W ilu molach tlenku siarki(IV) SO2 znajduje się tyle samo tlenu co w 5 molach tlenku siarki(VI) SO3.
Zad.11. Jeden z nawozów sztucznych ma skład (NH4)2SO4 + 2 NH4NO3. Obliczyć zawartość procentową azotu w tym nawozie. (28,8%)
Zad.12. Do popularnych nawozów należy mocznik (diamid kwasu węglowego) o wzorze CO(NH2)2. Ustalić zawartość procentową azotu w tym nawozie. (46,7%)
Zad.13. Z 5 g pewnego związku siarki otrzymano 9,32 g BaSO4. Ustalić jaki procent siarki zawierał wyjściowy związek. (25,6%)
STĘŻENIE PROCENTOWE, MOLOWE, WYRAŻONE W JEDNOSTKACH ppm, MIESZANIE ROZTWORÓW TEJ SAMEJ SUBSTANCJI O RÓŻNYM STĘŻENIU, ROZCIEŃCZNIE I ZATĘŻANIE ROZTWORÓW, PRZELICZANIE STĘŻEŃ
Zad.1. Obliczyć ile gram KCl oraz ile gram wody należy użyć w celu przygotowania 800g 4% roztworu tej soli. (32 g; 768 g)
Zad.2. Ile gram FeSO4 ∙ 7 H2O należy użyć, aby sporządzić 500 g 3 % roztworu FeSO4. (27,43 g)
Zad.3. Do 500 g wody dodano 70 g NaOH. Obliczyć stężenie procentowe oraz stężenie molowe, jeśli gęstość otrzymanego roztworu wynosi d = 1,12 g/cm3. (12,28 %;3,43 M)
Zad.4. W 1500 cm3 roztworu znajduje się 25 g HNO3. Gęstość otrzymanego roztworu wynosi d = 1,06 g/cm3. Obliczyć stężenie molowe i procentowe tego roztworu. (0,26 M; 1,57 %)
Zad.5. Obliczyć ile gram KOH znajduje się w 750 cm3 0,2 M roztworu (8,4 g)
Zad.6. Obliczyć ile gram HNO3 znajduje się w 1,5 dm3 roztworu o Cp = 7 % i d = 1,115 g/cm3. (117,075 g)
Zad.7. W 500 cm3 rozpuszczalnika o d = 0,76 g/cm3 rozpuszczono 25 g substancji. Obliczyć Cp roztworu. (6,17 %)
Zad.8. 5 cm3 40 % roztworu NaOH o d = 1,44 g/cm3 rozcieńczono wodą i ostatecznie sporządzono 250 cm3 roztworu. Obliczyć Cm roztworu tej zasady. (0,288 M)
Zad.9. Jaką objętość 0,1 M roztworu CH3COOH można przygotować mając do dyspozycji 100 g 3 % roztworu tego kwasu? (500 cm3)
Zad.10. Do jakiej objętości student musi rozcieńczyć 75 g 55 % roztwór H2SO4 aby przygotować 1 M rostwór kwasu siarkowego(VI) ? (420,9 cm3)
Zad.11. 30 g czystego stałego KOH rozpuszczono w kolbie o pojemności 1 dm3. Kolbę uzupełniono wodą do kreski. Gęstość otrzymanego roztworu wynosi d = 1,23 g/cm3. Obliczyć Cp oraz Cm sporządzonego roztworu. (0,54 M)
Zad.12. W kolbie o pojemności 500 cm3 umieszczono naważkę KHCO3 o masie 2,5200 g. Kolbę uzupełniono wodą do kreski. Obliczyć Cm roztworu tej soli. (0,0504 M)
Zad.13. Obliczyć masę hydratu CuSO4 ∙ 5 H2O potrzebną do sporządzenia 0,25 dm3 0,2 M roztworu tej soli. (12,5 g)
Zad.14. Obliczyć stężenie procentowe Ca(NO3)2 w roztworze otrzymanym po wprowadzeniu 20 g Ca(NO3)2 · 4 H2Ow 130 g H2O. (9,26 %)
Zad.15. Jaką objętość 95% H2SO4 o d = 1,83 g/cm3 należy odmierzyć żeby przygotować 250 cm3 0,4 M roztworu tego kwasu? (5,6 cm3)
Zad.16. Student ma za zadanie przygotować 500 cm3 0,15 M roztworu HCl. Na pracowni chemicznej ma do dyspozycji stężony 36% kwas solny o d = 1,18 g/cm3. Ile cm3 stężonego HCl powinien odmierzyć? (6,44 cm3)
Zad.17. Jaką objętość 0,25 M roztworu można przygotować mając do dyspozycji 8 g KHCO3? (320 cm3)
Zad.18. W 250 cm3 roztworu znajduje się 4 g NaOH. Obliczyć stężenie molowe roztwór. (0,4 M )
Zad.19. Obliczyć ile mmoli CH3COOH znajduje się w 100 cm3 0,2 M roztworu tego kwasu? (20 mmoli)
Zad.20. Obliczyć ile mg NH3∙H2O znajduje się w 50 cm3 0,1 M roztworu? (175 mg)
Zad.21. Do 50 g 3% roztworu NH3∙H2O dodano 70 g 2% roztworu tej samej zasady. Obliczyć stężenie procentowe po zmieszaniu. (2,4 %)
Zad.22. Zmieszano 100 cm3 2 M roztworu H2SO4 oraz 400 cm3 3 M roztworu H2SO4. Obliczyć stężenie molowe kwasu siarkowego(VI) po zmieszaniu. (2,8 M)
Zad.23. Jaką objętość wody należy dodać do 250 g 4 % roztworu HNO3 aby powstał 1,8 % roztwór tego kwasu? (305,6 cm3)
Zad.24. Do 450 cm3 3 % roztworu HCl o d = 1,05 g/cm3 dodano 200 g 4 % roztworu HCl oraz 100 g wody. Obliczyć stężenie procentowe końcowe roztworu tego kwasu. (2,87 %)
Zad.25. Obliczyć ile cm3 wody należy dodać do 500 cm3 3 M roztworu HNO3 aby otrzymać 2 M roztwór tego kwasu? (250 cm3)
Zad.25. Z 750 cm3 1 M roztworu KOH odparowano 100 cm3 wody. Obliczyć Cm po odparowaniu. (1,15 M)
Zad.27. W jakim stosunku wagowym należy połączyć 50 % roztwór H2SO4 i 10 % roztwór H2SO4, aby otrzymać roztwór 15% tego kwasu? (1 : 7 cz. wag.)
Zad.28. W jakim stosunku objętościowym należy połączyć 12 M roztwór NaOH oraz 1 M roztwór NaOH aby przygotować 3 M roztwór tej zasady? (2 : 9 cz. obj.)
Zad.29. W jakim stosunku objętościowym i wagowym należy połączyć 10 M roztwór HNO3 o d = 1,3 g/cm3 oraz 2 M o d = 1,07 g/cm3 aby przygotować 5 M roztwór tego kwasu? (3 : 5 cz. obj.; 3,9 : 5,35 cz. wag.)
Zad.30. Obliczyć stężenie procentowe 0,5 M roztworu Na2S. Gęstość roztworu d = 1,04 g/cm3. (3,75%)
Zad.31. Obliczyć stężenie molowe 14 % roztworu NaCl, jeśli gęstość tego roztworu wynosi d = 1,1 g/cm3. (2,66 M)
Zad.32. Obliczyć stężenie molowe H2O2 w 30 % perhydrolu o gęstości d = 1,11 g/cm3. (9,8 M)
Zad.33. 4 kg miodu zawiera 220 mg glukozy. Obliczyć stężenie glukozy w miodzie w Cp oraz ppm. (55 ppm; 0,0055%)
Zad.34. Analiza chemiczna wykazała, że w 15 gramowej próbce miąższu aroni znajduje się 0,85 mg witaminy C. Wyrazić stężenie witaminy w owocach w jednostkach ppm. (56,67 ppm)
Zad.35. Ile mg jonów Pb2+ znajduje się w 1,5 tony agrestu, jeśli ustalono, że stężenie tego toksycznego pierwiastka w owocach wynosi 7 ppm. (10500 mg)
Zad.36. Stężenie glukozy w miodzie lipowym wynosi 76 ppm. Obliczyć zawartość glukozy w gramach w 25 kg miodu. (1,9 g)
E L E K T R O L I T Y M O C N E
Zad.1. Obliczyć pH oraz pOH a.0.004M HNO3 (pH=2,39; pOH = 11,61)
b.0,0003M H2SO4 (pH=3,22; pOH = 10,78)
c. 0,02M NaOH (pH=12,31; pOH = 1,69)
d. 0,04M Ca(OH)2 (pH12,91; pOH = 1,09)
Zad.2. W 200cm3 roztworu znajduje się 0,112g KOH. Obliczyc pH oraz pOH tego
roztworu. (Cm=0,01 M, pH=2)
Zad.3. W 2 dm3 roztworu znajduje się 0,49g H2SO4. Obliczyć wykładnik stężenia jonów wodorowych. (Cm=0,005 M, pH=2,3)
Zad.4. Ile mg HCl znajduje się w 500cm3 roztworu tego kwasu o pH=2. (0,1825 g)
Zad.5. Obliczyć pH 0,02M roztworu NaOH zdysocjowanego w 90%. (pH=12,26)
Zad.6. Do 300cm3 0,2M roztworu HClO4 dodano 1300cm3 wody. Obliczyć pH oraz pOH powstałego roztworu. (Cm=0,03 M, pH=1,52)
Zad.7. Do 200 cm3 roztworu HNO3 o pH=1 dodano 400 cm3 roztworu HNO3 o pH=2. Obliczyć pH roztworu tego kwasu po zmieszaniu. (Cm=0,04 M, pH=1,40)
Zad.8. Obliczyć ile g Ca(OH)2 znajduje się w 1 dm3 roztworu o pH = 12,5. (1,17 g)
Zad.9. Obliczyć w mg zawartość HNO3 w 0,25 dm3 roztworu tego kwasu o pH = 1,5. (497 mg)
E L E K T R O L I T Y S Ł A B E
Zad.1. Obliczyć pH 0,05 M roztworu HCOOH o K = 1,6 · 10-4. (pH=2,55)
Zad.2. Obliczyć wykładnik stężenia jonów wodorowych w roztworze HNO2. Stopień dysocjacji α = 0,5 % a K = 4,6 · 10-4. (pH = 3,04)
Zad.3. Obliczyć stopień dysocjacji α w roztworze CH3COOH o pH = 3 i K = 1,8 · 10-5. (α = 0,018)
Zad.4. Do 500 cm3 0,25 M NH3 · H2O dodano 1500 cm3 H2O. Obliczyć pH roztworu po rozcieńczeniu. K = 1,8 · 10-5. (Cm = 0,0625 M; pH = 11,03)
Zad.5. Obliczyć pOH oraz pH 0,05 M roztworu NH3·H2O, jeśli stopień dysocjacji α = 0,75%. (pOH = 10,57; pH = 3,43)
Zad.6. Obliczyć stałą dysocjacji K słabego kwasu jednowodorowego, jeżeli wiadomo że pH=3 i Cm 0,25 M. (K = 4 · 10-8)
Zad.7. Obliczyć pH roztworu kwasu fluorowodorowego o K = 6,3 · 10-4, gdzie stopień dysocjacji α = 2,5 %. (pH = 1,6)
Zad.8. Obliczyć stopień dysocjacji α w roztworze HCN o pH = 5 i K = 7,5 · 10-10. (α = 0,0075 %)
A L K A C Y M E T R I A
Zad.1. 2,6685 g KHCO3 przeniesiono ilościowo do kolbki miarowej o pojemności 250 cm3. Kolbkę uzupełniono wodą do kreski. Pobrano 20 cm3 tak przygotowanego roztworu i miareczkowano wobec oranżu metylowego za pomocą 21 cm3 roztworu HCl. Obliczyć Cm KHCO3 oraz Cm HCl i miano HCl. (Cm KHCO3 = 0,1067 M, Cm HCl = 0,1016 M, THC = 3,7 ·10-3 g/cm3)
Zad.2. Na miareczkowanie 25 cm3 0,0988 M roztworu KHCO3 w obecności oranżu metylowego zużyto 22 cm3 roztworu HCl. Obliczyć Cm oraz miano THCl roztworu HCl. (Cm = 0,1123 M, THC l= 4,09 ·10-3 g/cm3)
Zad.3. Z kolbki o poj. 100 cm3 zawierającej KOH do analizy pobrano 20 cm3 i miareczkowano wobec fenoloftaleiny zużywając 11 cm3 0,1124 M roztworu H2SO4. Obliczyć ile gram zasady znajdowało się w kolbce. (0,6923g)
Zad.4. Z kolbki o poj. 250 cm3 zawierającej CH3COOH do analizy pobrano 25 cm3 i miareczkowano wobec wskaźnika zużywając 8 cm3 0,0900 M roztworu NaOH. Obliczyć ile mg kwasu było w kolbce. (432 mg)
Zad.5. Ile cm3 0,55 M roztworu HCl potrzeba na odmiareczkowanie 250 g 0,6% roztworu NaOH. (68,2 cm3)
Zad.6. 10 cm3 roztworu Ca(OH)2 zmiareczkowano wobec wskaźnika za pomocą 15 cm3 0,12 M roztworu HNO3. Obliczyć Cm Ca(OH)2. (Cm = 0,09M)
Zad.7 1,7200 gramową naważkę sody umieszczono w kolbce o poj. 250 cm3 i uzupełniono wodą do kreski. Do analizy pobrano 25 cm3 i miareczkowano wobec oranżu metylowego zużywając 19 cm3 0,1250 M roztworu HCl. Obliczyć procentową zawartość Na2CO3. (73,18 %)
Zad.8. Na miareczkowanie analizy zawierającej Ca(OH)2 zużyto 23 cm3 0,0952 M roztworu HCl. Obliczyć zawartość zasady w analizie. (0,0810 g)
M A N G A N O M E T R I A
Zad.1. Na miareczkowanie 25 cm3 0,0498 M roztworu H2C2O4 w środowisku kwaśnym zużyto 23,7 cm3 roztworu KMnO4. Obliczyć Cm KMnO4. (0,0210 M)
Zad.2. Naważkę 3,86 g H2C2O4·2H2O rozpuszczono w wodzie i przeniesiono do kolby miarowej o pojemności 250 cm3. Do analizy pobrano 25 cm3 tak przygotowanego roztworu i miareczkowano w śr. kwaśnym za pomocą 21 cm3 roztworu KMnO4. Obliczyć Cm roztworów kwasu szczawiowego oraz manganianu (VII) potasu. (0,1225M H2C2O4·2H2O; 0,0583M KMnO4) Zad.3. Z kolby o poj. 100 cm3 zawierającej jony Fe2+ do analizy pobrano 25 cm3 i miareczkowano w śr. kwaśnym zużywając 6,5 cm3 0,0205 M roztworu KMnO4. Obliczyć ile gram Fe2+ było w kolbce. (0,1492 g)
Zad.4. Na zmiareczkowanie roztworu zawierającego FeSO4 w śr. kwaśnym zużyto 14,2 cm3 0,0350 M roztworu KMnO4. Obliczyć ile gram siarczanu(VI) żelaza(II) znajdowało się w roztworze. (0,3777 g)
Zad.5. 14 gramową próbkę rudy zawierającą w swoim składzie FeO rozpuszczono w wodzie, umieszczono w kolbie o poj. 2 dm3 i uzupełniono wodą do kreski. Do analizy pobrano 50 cm3 i miareczkowano w śr. kwaśnym zużywając 18 cm3 0,05 M KMnO4. Obliczyć procentową zawartość tlenku żelaza(II) w rudzie. (12,96 g; 92,57 %)
Zad.6. 7 gramową próbkę minerału zawierającego FeSO4 umieszczono w kolbie o poj. 500 cm3 i uzupełniono wodą do kreski. Pobrano 25 cm3 i zmiareczkowano w śr. kwaśnym za pomocą 14,5 cm3 0,02 M roztworu KMnO4. Obliczyć procent FeSO4 w minerale. (4,408 g; 62,96 %)
Zad.7. Jaką objętość 0,0550 M roztworu KMnO4 zużyje się na zmiareczkowanie 1,52 gramowej próbki rudy (po przeprowadzeniu do roztworu i zakwaszeniu środowiska reakcji) zawierającej 32% żelaza. (31,55 cm3)
Reakcje utleniania i redukcji
1. Cl2 + Br2 + H2O = HCl + HBrO3 (5 + 1 + 6 = 10 + 2)
2. PbO2 + NH3 = Pb + N2 + H2O (3 + 4 = 3 + 2 + 6)
3. HNO3 + P = NO2 + H3PO4 + H2O (5 + 1 = 5 +1 + 1)
4. CrO3 + NH3 = Cr2O3 + N2 + H2O (2 + 2 = 1 + 1 + 3)
5. HNO3 + C = NO + CO2 + H2O (4 + 3 = 4 + 3 + 2)
6. HNO3 + Cu = NO + Cu(NO3)2 + H2O (8 + 3 = 2 + 3 + 4)
7. H2SO4 + Zn = SO2 + ZnSO4 + H2O (2 + 1 = 1 + 1 + 2)
8. H2SO4 + Sn = S + SnSO4 + H2O (4 + 3 = 1 + 3 + 4)
9. HNO3 + AsH3 = NO2 + H3AsO4 (8 + 1 = 8 + 1 + 4)
10. HNO3 + Sn + H2O = NO + H2SnO3 (4 + 3 + 1 = 4 + 3)
11. K2Cr2O7 + H2S + HCl = CrCl3 + S + KCl + H2O (1 + 3 + 8 = 2 + 3 + 2 + 7)
12. KClO3 = KClO4 + KCl (3 = 2 + 1 + 1)
13. H3PO3 = H3PO4 + PH3 (4 = 3 + 1)
14. MnO4- + NO2- + x = Mn2+ + NO3- + H2O (2 + 5 + 6 H+ = 2 + 5 + 3)
15. MnO4- + SO32- + x = Mn2+ + SO42- + H2O (2 + 5 + 6 H+ = 2 + 5 + 3)
16. MnO4- + SO32- + x = MnO42- + SO42- + H2O (2 + 1 + 2 OH- = 2 + 1 + 1)
17. MnO4- + SO32- + H2O = MnO2 + SO42- + x (2 + 3 + 1 = 2 + 3 + 2 OH-)
18. MnO4- + S2- + x = Mn2+ + S + H2O (2 + 5 +16 H+ = 2 + 5 + 8)
19. MnO4- + I- + x = Mn2+ + I2 + H2O (2 + 10 + 16 H+ = 2 + 5 + 8
20. MnO4- + I- + x = MnO42- + IO- + H2O (2 + 1 + 2 OH- = 2 + 1 + 1)
21. CrO42- + S2- + H2O = Cr(OH)3 + So + x (2 + 3 + 8 = 2 + 3 + 10 OH-)
22. CrO42- + SO32- + x = Cr3+ + SO42- + H2O (2 + 3 + 10 H+ = 2 + 3 + 5)
23. Cr2O72- + Fe2+ + x = Cr3+ + Fe3+ + H2O (1 + 6 + 14 H+ = 2 + 6 + 7)
24. Cr2O72- + NO2− + x = Cr3+ + NO3- + H2O (1 + 3 + 8 H+ = 2 + 3 + 4)
25. Cr2O72- + HSO3- + x = Cr3+ + HSO4- + H2O (1 + 3 +8 H+ = 2 + 3 + 4)
26. Cr2O72- + HS- + x = Cr3+ + S + H2O (1 + 3 + 11 H+ = 2 + 3 + 7)
27. PbO2 + Cr(OH)3 + x = PbO22- + CrO42- + H2O (3 + 2 + 10 OH- = 3 + 2 + 8)
28. IO3- + P + x = I2 + HPO32- + H2O (6 + 10 + 14 OH- = 3 + 10 + 2)
29. IO4- + Mn2+ + H2O = IO3- + MnO4- + x (5 + 2 + 3 =5 + 2 + 6 H+)
30. H2O2 + MnO4- + x = O2 + Mn2+ + H2O (5 + 2 + 6 H+ = 5 + 2 + 8)
31. H2O2 + PbO2 + x = O2 + Pb2+ + H2O (1 + 1 +2 H+ = 1 + 1 + 2)
32. H2O2 + Fe2+ + x = Fe3+ + H2O (1 + 2 + 2 H+ = 2 + 2)
33. H2O2 + I- + x = I2 + H2O (1 + 2 + 2 H+ = 1 + 2)
34. H2SO4 + S = SO2 + x (2 + 1 = 3 + 2)
35. BrO- = BrO3- + Br- (3 = 2 + 1)
36. MnO4- + Mn2+ + x = MnO2 + H2O (2 + 3 + 4 OH- = 5 + 2)
K O M P L E K S O N O M E T R I A,
T W A R D O Ś Ć W O D Y
Zad.1. W 2 dm3 wody znajduje się 88,8 mg CaCl2 oraz 190 mg MgCl2. Obliczyć twardość całkowitą tej wody w oN. (7,84 oN)
Zad.2. W 100 cm3 wody znajduje się 24 mg MgSO4 oraz 81 mg Ca(HCO3)2. Obliczyć twardość węglanową, niewęglanową oraz całkowitą w oN. (tnw = 11,2 oN; tw = 28 oN; tc = 39,2 oN)
Zad.3. Na zmiareczkowanie 50 cm3 wody wobec czerni eriochromowej T zużyto 16 cm3 0,01 M roztworu EDTA. Obliczyć twardość całkowitą w oN. (tc = 17,92 oN)
Zad.4. 250 cm3 wody miareczkowano wobec CT za pomocą 26 cm3 0,015 M roztworu EDTA. Obliczyć twardość całkowitą tej wody w oN. (tc = 8,74 oN)
Zad.5. Jaką objętość 0,01 M roztworu EDTA zużyje się na kompleksonometryczne oznaczenie 200 cm3 wody o twardości całkowitej 12 oN? (42,9 cm3)
Zad.6. Na zmiareczkowanie 250 cm3 wody zużyto 10 cm3 0,05 M roztworu HCl. Oznaczenie prowadzono wobec oranżu metylowego. Obliczyć twardość węglanową tej wody w oN. (tw = 5,6 oN)
Zad.7. 100 cm3 wody miareczkowano wobec oranżu metylowego zużywając 9 cm3 0,08 M roztworu HCl. Obliczyć twardość węglanową w oN. (tw = 20,16 oN)
Zad.8. Jaka objętość 0,1 M roztworu HCl jest potrzebna do zmiareczkowania 200 cm3 wody o TW = 12 oN? (8,6 cm3)
Zad.9. Twardość węglanowa wody wynosi 7o N, natomiast twardość niewęglanowa tej samej wody wynosi 9 oN. Obliczyć: a) ile cm3 0,0720 M roztworu HCl zużyje się na zmiareczkowanie 200 cm3 tej wody wobec oranżu metylowego? (6,9 cm3) b) ile cm3 0,01 M roztworu EDTA potrzebne jest do zmiareczkowania 50 cm3 tej wody wobec czerni eriochromowej T? (14,3 cm3)
Zad.10. Na zmiareczkowanie 100 cm3 wody wobec CT zużyto 19 cm3 0,01 M roztworu EDTA, a na oznaczenie tej samej wody wobec mureksydu zużyto 6 cm3 0,01 M roztworu EDTA. Obliczyć ile mg jonów Ca2+ oraz Mg2+ znajduje się w 1 dm3 tej wody. Obliczyć też tc tej wody w oN. (24 mg Ca2+; 31,2 mg Mg2+; tc = 10,6oN)
Zad.11. Z kolby o poj. 500 cm3 zawierającej CaSO4 oraz MgSO4 pobrano 25 cm3 i miareczkowano wobec CT zużywając 20 cm3 0,01 M EDTA. Następnie pobrano ponownie 25 cm3 tej samej analizy i miareczkowano wobec mureksydu zużywając 11 cm3 0,01 M roztworu EDTA. Obliczyć ile mg CaSO4 i MgSO4 znajduje się w kolbce. (299,2 mg CaSO4; 216 mg MgSO4)
Zad.12. Próbkę minerału o masie 2,0 g zawierającą chlorki wapnia oraz magnezu rozpuszczono w wodzie i sporządzono 250 cm3 analizy. Pobrano dwa razy po 25 cm3 tego roztworu i jedną porcję miareczkowano wobec CT zużywając 36 cm3 0,015 M roztworu EDTA, a drugą porcję wobec mureksydu zużywając 12 cm3 0,015 M roztworu EDTA. Obliczyć % zawartość CaCl2 oraz MgCl2 w minerale. (CaCl2 - 0,1998 g, 9,99%; MgCl2 -0,342 g, 17,1%)
Zad.13. Odważkę gliny zawierającą tlenki wapnia i magnezu o masie 1,0205 grama przeprowadzono do roztworu. Otrzymany roztwór rozcieńczono do objętości 200 cm3. Pobrano dwa razy po 50 cm3 tego roztworu. Jedną porcję miareczkowano wobec CT za pomocą 18,26 cm3 0,01 M EDTA. Drugą porcję wobec mureksydu zużywając 10,05 cm3 0,01 M EDTA. Obliczyć procentowe zawartości CaO oraz MgO w glinie. (1,3% MgO; 2,2% CaO)
R O Z T W O R Y B U F O R O W E
Zad.1. Do 400 cm3 0,02 M roztworu HCOOH dodano 200 cm3 0,01 M roztworu HCOOK. Obliczyć pH mieszaniny buforowej. K = 1,6 · 10-4. (pH = 3,2)
Zad.2. Zmieszano 250 cm3 0,2 M NH3·H2O oraz 120cm3 0,4 M roztworu NH4Cl. Obliczyć pH mieszaniny, K = 1,8 · 10-5. (pH = 9,26)
Zad.3. Połączono 36 cm3 0,2 M roztworu CH3COOH i 50 cm3 0,18 M roztworu CH3COOK. Obliczyć pH tej mieszaniny. K = 1,76 · 10-5. (pH = 4,85)
Zad.4. W 2 dm3 roztworu znajduje się 42 g NaHCO3 oraz 26,5 g Na2CO3. Obliczyć pH tej mieszaniny wiedząc że K = 5,6 · 10-11. (pH = 9,95)
Zad.5. W 0,5 dm3 roztworu znajduje się 0,2 mola CH3COOH oraz 8,2 g CH3COONa. Obliczyć pH tej mieszaniny wiedząc że stała dysocjacji kwasu octowego wynosi K = 1,76·105. Jak zmieni się pH mieszaniny po dodaniu 5 dm3 wody? (pH = 4,45)
Zad.6. 100 cm3 roztworu buforowego zawiera 0,15 mola NH3·H2O oraz 0,25 mola NH4Cl . Obliczyć pH tej mieszaniny jeżeli K = 1,8 · 10-5. (pH = 9,03)
Zad.7. W 100 cm3 roztworu buforowego znajduje się 0,7 g NH3·H2O oraz 2,14 g NH4Cl. Obliczyć pH mieszaniny, K = 1,8 · 10-5. (pH = 9,065)
Zad.8. W 1 dm3 roztworu znajduje się 12 g CH3COOH oraz 12 g CH3COONa. K = 1,76·10-5. Obliczyć pH roztworu. (pH = 4,62)
Zad.9. Do 30 cm3 0,2 M roztworu CH3COOH dodano 20 cm3 0,1 M roztworu NaOH. Obliczyć pH powstałej mieszaniny K = 1,76 · 10-5. (pH = 4,45)
Zad.10. Do 0,5 dm3 roztworu zawierającego 0,5 mola NH3 ·H2O wprowadzono 10 g 1,46 % roztworu HCl (nie ma wpływu na zmianę objętości roztworu). Obliczyć pH tej mieszaniny K = 1,8 · 10-5. (pH = 10,3)
Zad.11. Zmieszano 100 cm3 0,5 M roztworu HCOOH oraz 20 cm3 0,4 M roztworu KOH. Obliczyć pH mieszaniny po zmieszaniu, K = 1,6 · 10-4. (pH = 3,08)
Zad.12. Do 2 dm3 roztworu zawierającego 6 g CH3COOH wprowadzono 0,28 g KOH. Obliczyć pH roztworu. K = 1,76 · 10-5. (pH = 3,48)
Zad.13. Do 400 cm3 0,2 M roztworu CH3COOH dodano 500 cm3 0,1 M roztworu CH3COONa. K = 1,76 · 10-5. Obliczyć: a. pH mieszaniny buforowej. (pH = 4,55) b. jak zmieni się pH tej mieszaniny po dodaniu 5 cm3 0,1 M roztworu NaOH. (pH = 4,56) c. jak zmieni się pH mieszaniny
po dodaniu 2 cm3 1 M roztworu HCl.(pH = 4,52)
Zad.14. Do 100 cm3 0,5 M roztworu NH4OH dodano 50 cm3 0,5 M roztworu NH4Cl.
K=1,8·10-5. Obliczyć: a. pH mieszaniny buforowej. (pH = 9,56)
b. jak zmieni się pH po dodaniu 0,002 mola KOH. (pH = 9,61) c. jak zmieni się pH po dodaniu 3 cm3 0,2 M roztworu HCl.(pH=9,54)
Zad.15. W 1 dm3 roztworu znajduje się 2,4 g CH3COOH oraz 1,96 g CH3COOK. K=1,76·10-5. Obliczyć: a. pH mieszaniny buforowej. (pH = 4,45) b. pH mieszaniny po dodaniu 2 cm3 1 M roztworu HCl. (pH = 4,39) c. pH mieszaniny po dodaniu 3 cm3 1 M roztworu KOH. (pH = 4,52)
Zad.16. Ile gram HCOOK potrzeba dodać do 100 cm3 0,5 M roztworu HCOOH celem sporządzenia roztworu buforowego o pH = 4. K = 1,6 · 10-4. (6,72g)
ĆWICZENIE 1
WYBRANE METODY OTRZYMYWANIA KWASÓW ZASAD I SOLI
Otrzymywanie wodorotlenków
1.Reakcja metali np. Na, K, Ca, z wodą
Do probówki zawierającej ok. 5 cm3 wody destylowanej wrzucić kawałek metalicznego sodu. Po zakończonej reakcji zbadać odczyn roztworu za pomocą 2-3 kropli fenoloftaleiny.
Zapis reakcji chemicznej i obserwacje:
2.Otrzymywanie słabych wodorotlenków np. Fe(OH)3, Cu(OH)2, Zn(OH)2, NH3∙H2O z ich soli.
a) Do probówki wlać ok.2 cm3 2 M roztworu Fe(NO3)3 i dodać taką samą objętość 2 M roztworu NaOH.
Zapis reakcji chemicznej i obserwacje:
b) Do probówki wlać ok.2 cm3 2 M roztworu (NH4)2SO4 i dodać taką samą objętość 2 M roztworu NaOH. Produkt zidentyfikować po zapachu.
Zapis reakcji chemicznej, obserwacje:
Otrzymywanie kwasów z ich soli
Wypieranie słabych kwasów z ich soli.
a) do probówki wlać ok. 2 cm3 roztworu Na2CO3 oraz taką samą objętość 2 M roztworu H2SO4
Zapis reakcji chemicznej i obserwacje:
b) do probówki wlać ok.2 cm3 2M roztworu CH3COONa i taką samą objętość 2 M roztworu HCl.
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
c) W probówce umieścić ok. 2 cm3 2 M roztworu Na2S oraz taką samą objętość 2 M roztworu H2SO4 - reakcja pokazowa z uwagi na wydzielający się toksyczny produkt !!!
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
Otrzymywanie soli - wybrane metody
Reakcje strącania
Do probówek wlać po ok. 2 cm3 2 M roztworów następujących związków chemicznych
1. Reakcja soli z kwasem
a) AgNO3 + HCl →
Zapis reakcji obserwacje:
b) BaCl2 + H2SO4 →
Zapis reakcji i obserwacje
2. Reakcja między dwiema solami
a) Na2CO3 + CuCl2 →
zapis reakcji i obserwacje:
b) Pb(NO3)2 + K2CrO4 →
zapis reakcji i obserwacje:
ĆWICZENIE 2
AMFOTERYCZNOŚĆ WYBRANYCH PIERWIASTKÓW I ICH ZWIĄZKÓW. REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI. HYDROLIZA SOLI
Badanie właściwości amfoterycznych wodorotlenków
Do probówki zawierającej 2 cm3 2 M roztwór Zn(NO3)2 dodać kroplami 2 M roztwór NaOH - do wytrącenia osadu. Powstały osad rozdzielić na dwie części - do dwóch probówek. W jednej probówce zbadać rozpuszczalność osadu w 4 M NaOH, drugiej probówce zbadać rozpuszczalność osadu w 4 M HNO3.
Zapis przebiegającej reakcji i obserwacje:
Reakcje utleniania i redukcji
1.Wpływ środowiska na przebieg reakcji redoks
Do 3 probówek zawierających po 2 cm3 roztworu Na2SO3. Do każdej z probówek dodać kolejno po 2 cm3
a) 2 M roztworu H2SO4,
b) wody destylowanej,
c) 2 M roztworu NaOH.
Następnie do każdej z probówek wkraplać rozcieńczony roztwór KMnO4.
Cząsteczkowy i jonowy zapis przebiegu reakcji chemicznych oraz obserwacje:
a) KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 →
b) KMnO4 + Na2SO3 + H2O →
c) KMnO4 + Na2SO3 + NaOH →
2. H2O2 - substancja, która wykazuje właściwości utleniające i redukujące
a) H2O2 jako utleniacz
Do probówki zawierającej ok. 2 cm3 0,1 M roztworu KI dodać ok. 2 cm3 2 M roztworu H2SO4 oraz roztworu skrobi, a następnie kilka kropli 10% roztworu H2O2.
Zapis jonowy reakcji i obserwacje:
b) H2O2 jako reduktor
Do probówki zawierającej ok. 2 cm3 10% roztworu H2O2 dodać ok. 2 cm3 2 M roztworu H2SO4 i kilka kropli rozcieńczonego roztworu KMnO4.
Zapis jonowy reakcji i obserwacje:
Hydroliza soli
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.
Wskaźnik Sól |
Oranż metylowy |
Fenoloftaleina |
Papierek wskaźnikowy |
Odczyn roztworu |
Na2CO3 |
|
|
|
|
SnCl2 |
|
|
|
|
CH3COONH4 |
|
|
|
|
NaCl |
|
|
|
|
ĆWICZENIE 3
ANALIZA JAKOŚĆIOWA WYBRANYCH KATIONÓW
Jakościowa analiza chemiczna
Metody analizy jakościowej oparte na reakcjach chemicznych badanych jonów czy cząsteczek nazywa się metodami chemicznymi. 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.CO2, H2) lub o specyficznym zapachu (np. H2S, NH3). Reakcje chemiczne w analizie jakościowej przeprowadza się głównie w roztworach. 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.
Reakcje charakterystyczne wybranych kationów : Cu2+, Fe3+, Ca2+, Mg2+
1. Reakcje charakterystyczne kationu miedzi(II) Cu2+
a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH Do probówki zawierającej ok. 2 cm3 roztworu soli miedzi(II) dodawać niewielkimi porcjami 2 M roztwór mocnej zasady do momentu uzyskania osadu. Probówkę z osadem wstawić do łaźni wodnej.
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
b) Reakcja z roztworem zasady amonowej NH3 ·H2O Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli miedzi(II) dodawać kroplami 2 M roztwór zasady amonowej do wytrącenia jasnoniebieskiego osadu. Następnie sprawdzić zachowanie osadu w nadmiarze roztworu amoniaku.
Zapis przebiegu reakcji chemicznej i obserwacje:
2. Reakcje charakterystyczne kationu żelaza(III) Fe3+
a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH
Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli żelaza(III) dodać taką samą objętość roztworu mocnej zasady. Zapis reakcji i obserwacje:
b) Reakcja z roztworem zasady amonowej NH3·H2O
Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli żelaza(III) dodawać 2 M wodnego roztworu amoniaku do momentu wytrącenia osadu.
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
c) Reakcja z heksacyjanożelazianem (II) potasu K4[Fe(CN)6] Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli żelaza(III) dodać taką samą objętość roztworu heksacyjanożelazianu(II) potasu. Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
d) Reakcja z rodankiem amonu NH4SCN Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli żelaza(III) dodać taką samą objętość roztworu rodanku amonu.
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
3. Reakcje charakterystyczne kationu wapnia Ca2+
a) Reakcja z mocną zasadą KOH lub NaOH Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli jonów wapnia dodać taką samą objętość roztworu mocnej zasady.
Zapis przebiegu reakcji chemicznej i obserwacje:
b) Reakcja z węglanem amonu (NH4)2CO3
Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli jonów wapniowych dodać taką samą objętość 2 M roztworu węglanu amonu.
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
c) Reakcja ze szczawianem amonu (NH4)2C2O4
Do probówki zawierającej ok.2 cm3 roztworu soli jonów wapniowych dodać taką samą objętość 2 M roztworu szczawianu amonu.
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
4. Reakcje charakterystyczne kationu magnezu Mg2+
reakcja podjodynowa
Do probówki zawierającej o. 2 cm3 płynu Lugola (I2 w KI) dodać ostrożnie roztworu KOH aż do odbarwienia. Zachodzi reakcja samoutleniania i samoredukcji:
I2 + 2OH- ↔ I- + IO- + H2O (reakcja1)
Do odbarwionego roztworu dodajemy roztworu jonów Mg2+, 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 cząsteczek I2. Adsorbujące się na powierzchni białego galaretowatego osadu wodorotlenku magnezu brunatne cząsteczki jodu świadczą o obecności w roztworze jonów Mg2+.
ĆWICZENIE 4
REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE ANIONÓW: Cl-, SO42-, PO43-, NO3-
1.Reakcje charakterystyczne anionu chlorkowego Cl-
a) Reakcja z azotanem (V) srebra AgNO3
Do probówki wlać ok. 1 cm3 2 M roztworu jonów Cl-, a następnie taką samą objętość 2 M roztworu AgNO3. Na powstały osad podziałać roztworem NH3∙H2O
Zapis reakcji i obserwacje:
2. Reakcje charakterystyczne z anionu siarczanowego SO42-
a) Reakcja z chlorkiem baru BaCl2
Do probówki wlać ok. 2 cm3 2M roztworu jonów SO42- oraz taką samą objętość 2 M roztworu chlorku baru.
Zapis reakcji i obserwacje:
3. Reakcje charakterystyczne anionu ortofosforanowego(V) PO43-
4. Reakcje charakterystyczne anionu azotanowego (V) NO3- Reakcja obrączkowa - do zimnego nasyconego roztworu FeSO4 (lub krystaliczny) należy dodać ok. 1 cm3 roztworu jonów NO3-, a następnie po ściance probówki z pipetki, powoli dodawać stężony H2SO4. Powstająca w miejscu zetknięcia się dwóch warstw cieczy brunatna obrączka wskazuje na obecność jonów azotanowych NO3-. NO3- w roztworze zakwaszonym stęż H2SO4 jest redukowany kationami Fe2+ do NO, natomiast jony Fe2+ utleniają się do kationów Fe3+.
Zapis przebiegu reakcji i obserwacje:
ĆWICZENIE 5
SPORZĄDZANIE ROZTWORÓW O OKREŚLONYM STĘŻENIU
Doświadczenie 1. Przygotowanie roztworu NaOH.
Na wadze analitycznej wytarować zlewkę o pojemności 100 cm3 i odważyć w niej 2,5 g NaOH. Następnie przy użyciu cylindra miarowego wlać 45 cm3 wody destylowanej. Ostatnie porcje wody destylowanej dodawać małymi porcjami z tryskawki aż do otrzymania w zlewce 50 gramów roztworu. Roztwór dokładnie wymieszać i przelać do butelki. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego roztworu.
Obliczyć teoretycznie ile gram wody należałoby wlać do tak przygotowanego roztworu aby sporządzić roztwór 2 % tej zasady.
Doświadczenie 2. Sporządzenie 50 g 3 % roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) mając do dyspozycji hydrat .
Obliczyć ile gramów CuSO4 ∙ 5H2O, a ile gramów wody potrzeba do sporządzenia 50 gramów 3 % roztworu CuSO4.
Na wadze analitycznej na szkiełku zegarkowym (sączku lub bezpośrednio w wytarowanej na wadze zlewce) odważyć obliczoną wcześniej masę ………g CuSO4 x 5H2O, a w cylindrze miarowym przygotować ok. 40 cm3 wody destylowanej. Odważkę soli przenieść do wytarowanej zlewki o pojemności 100 cm3, 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.
Doświadczenie 3. Przygotowanie 100 cm3 1 M roztworu H2SO4 ze stężonego H2SO4. Stężenie procentowe oraz gęstość stężonego H2SO4 podane są na opakowaniu. Cp = ……. , d = ……. Wykonać obliczenia:
Do kolby miarowej o poj. 100 cm3 wypełnionej do około 1/3 objętości wodą destylowaną dodać pipetą zaopatrzoną w „gruszkę” lub nasadkę obliczoną wcześniej objętość …..cm3 stęż. H2SO4. Zawartość kolby delikatnie wymieszać. Następnie uzupełnić kolbkę wodą destylowaną do kreski tak, aby menisk dolny był styczny do kreski wygrawerowanej na szyjce kolbki. Ostatnie porcje wody dodawać małymi porcjami z tryskawki. Po zamknięciu kolby korkiem wymieszać roztwór przez obracanie kolby do góry dnem kilkadziesiąt razy.
Doświadczenie 4.Rozcieńczanie1 M roztworuH2SO4 przygotowanego w poprzednim ćwiczeniu. Przygotowanie 50 cm3 0,05 M roztworu H2SO4 z 1 M roztworu tego kwasu sporządzonego w doświadczeniu 3. Wykonać obliczenia:
Do kolbki o poj. 50 cm3 wypełnionej do około 1/3 obj. wodą destylowaną przenieść pipetą zaopatrzoną w nasadkę obliczoną wcześniej objętość …….cm3 1M H2SO4. Następnie należy dopełnić kolbę wodą destylowaną do kreski znajdującej się na szyjce kolby (zgodnie z meniskiem dolnym). Ostatnie porcje wody dodawać małymi porcjami z tryskawki. Po zamknięciu kolby korkiem zawartość dokładnie wymieszać.
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 KHCO3.
3. Oznaczenie zawartości NaOH w analizowanej próbie.
Wykonanie ćwiczenia
1. Przygotowanie 0,25 dm3 ok. 0,1 M roztworu HCl
▪ obliczamy ile gram czystego HCl potrzeba do sporządzenia 0,25 dm3 0,1 M roztworu HCl
1 dm3 1M roztworu HCl ----------- zawiera 36,47 g HCl
0,25 dm3 0,1 M roztworu HCl ----------- zawiera x g HCl
X= 0,25dm3 . 0,1M .36,47g / 1dm3 .1M = 0,912 g HCl
▪ stężony HCl dostępny na pracowni jest Cp=36,23%
100 g stężonego roztworu HCl zawiera 36,23 g HCl
y g stężonego roztworu HCl zawiera 0,912 g HCl
y=0,912g . 100g/ 36,23g = 2,5 g 36,23% roztworu HCl
▪ stężony kwas łatwiej jest odmierzyć i dlatego 2,5 g roztworu należy przeliczyć na objętość korzystając z gęstości stężonego roztworu kwasu podanej na opakowaniu
V=m/d 2,5g / 1,18g\cm3= 2,13cm3
Przygotowaną kolbę miarową o pojemności 250 cm3 napełnić do 1/3 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 KHCO3. Do każdej z trzech kolb stożkowych odmierzyć pipetą po (20 lub 25 cm3) roztworu KHCO3. Do każdej kolbki dodać po 3 - 4 krople oranżu metylowego i miareczkować roztworem HCl do zmiany barwy wskaźnika z żółtej na pomarańczową.
Objętość roztworu HCl zużyta do miareczkowania:
V1=………….cm3 HCl, V2=…………cm3 HCl, V3=…………cm3 HCl
VśrHCl=V1+V2+V3/3=………………cm3 HCl
przebieg reakcji podczas miareczkowania:
HCl + KHCO3 → KCl +H2O + CO2↑
Na podstawie reakcji układamy proporcję:
1000 cm3 1M roztworu HCl ------ 1000 cm3 1M roztworu KHCO3
VśrHCl Cm roztworu HCl ------ 20(25)cm3 Cm roztworu KHCO3
CmHCl=1M. 1000cm3 . 20 (25)cm3 . Cm KHCO3 / VśrHCl . 1M . 1000cm3=
20(25) Cm . KHCO3/ Vśr = ………………….M HCl
3.Oznaczenie zawartości NaOH w analizowanej próbie Otrzymaną w kolbce próbkę do analizy rozcieńczyć wodą destylowaną do kreski i dobrze wymieszać. Pipetę przepłukać wodą destylowaną, a następnie roztworem analizy. Do trzech kolbek stożkowych odmierzyć pipetą po 25cm3 (lub 20 cm3) tak przygotowanego roztworu. Do każdej dodać po 2-3 krople oranżu metylowego i miareczkować zawartość każdej kolbki zmianowanym roztworem HCl do pierwszej zmiany zabarwienia wskaźnika.
Obliczyć średnią z otrzymanych trzech wyników (trzy kolejne objętości HCl odczytane z biurety), a nastepnie zawartość NaOH w całej kolbce.
Objętość HCl zużyta podczas miareczkowania:
V1 = ……..cm3 HCl, V2 = ……..cm3 HCl, V3 = ……….cm3 HCl
VśrHCl=V1+V2+V3/3=………………cm3 HCl
obliczenia:
Podczas miareczkowania zachodzi reakcja:
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Na tej podstawie układamy proporcję:
1000cm3 1M roztworu HCl -------40g NaOH
Vśrcm3 CMHCl roztworuHCl --------xg NaOH
X= Vśr.CMHCl. 40 / 1000 . 1 . Vk (100cm3)/ Vp (20lub25cm3)= ………………..gNaOH
VśrHCl - ilość cm3 zużytego HCl (średnia z trzech odczytów na biurecie)
Vk -objętość kolbki (w tym oznaczeniu 100cm3)
Vp - objętość pipety
x - ilość gramów NaOH zawartych w próbie
40g - masa molowa NaOH
CmHCl - stężenie molowe kwasu HCl (obliczone w punkcie 2)
Numer analizy ………..
Zawartość NaOH w badanej próbie: …………… g NaOH
ĆWICZENIE 7
MANGANOMETRYCZNE OZNACZENIE JONÓW Fe2+ W ANALIZOWANYM ROZTWORZE
Oznaczenie wykonuje się w dwóch etapach:
1.Ustalenie dokładnego stężenia(miana) roztworu manganianuVII potasu (KMnO4) przy użyciu roztworu substancji podstawowej H2C2O4 o dokładnie znanym stężeniu.
2.Oznaczanie zawartości jonów Fe+2 w analizowanej próbie za pomocą zmianowanego wcześniej roztworu KMnO4.
1.Oznaczanie miana roztworu KMnO4 za pomocą roztworu kwasu szczawiowego (H2C2O4) o dokładnie znanym stężeniu.
Z przygotowanego roztworu H2C2O4 odpipetować po jednej objętości pipety (20 lub 25cm3) do trzech kolbek stożkowych. Do każdej kolbki dodać ok.20cm3 1M roztworu H2SO4 i każdą kolbkę ogrzać do temp. ok.80oC. Gorący roztwór miareczkować roztworem KMnO4 z biurety aż do pojawienia się trwałego różowego zabarwienia roztworu.
Podczas oznaczenia zachodzi reakcja:
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
z reakcji wynika, że 2mole KMnO4 reagują z 2 molami H2C2O4, a zatem stężenie molowe roztworu KMnO4 oblicza się z proporcji:
2 · 1000cm3 1M KMnO4 ------- 5 · 1000cm3 1M H2C2O4
Vśr Cm KMnO4 ----- Vp CmH2O2C4