bản tường trình số 13 kẽm

Quá trình hoà tan là quá trình thuận nghịch, do đó cũng tuân theo định luật tác dụng khối lượng. Xét cân bằng hòa tan (Mn+ là ion kim loại, Xm là gốc axit hoặc OH): MmXn mMn+ + nXm T = MmXn () T được gọi là tích số tan (solubility product). Tích số tan được sử dụng để: • So sánh độ tan của các chất ít tan đồng dạng. • Xem một dung dịch đã bão hoà hay chưa:  > T: dung dịch quá bão hoà => xuất hiện kết tủa.  = T: dung dịch bão hoà.  < T: dung dịch chưa bão hoà => không xuất hiện kết tủa. • Tính độ tan của các chất ít tan (muối, hidroxit).

ÊN THÍ HIỆM ghiệm 1: hất m loại tiến u: thực tập ô – 96-1.1 ĐẠI HỌC HUÊ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA HÓA HỌC BẢN TƯỜNG TRÌNH HĨA HỌC Bản tường trình số 13: KẼM Thứ sáu, ngày 15, tháng 05, năm 2014 Họ tên sv:Mai Quang Hoàng HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Khi cho viên kẽm vào dd acid H2SO4 lỗng viên kẽm tan chậm, có tượng sủi bọt khí, thêm tiếp vài giọt CuSO4 viên kẽm tan nhanh, tượng sủi bọt khí xảy mạnh, khí nhiều, tỏa nhiệt mạnh Lúc đầu Zn tan acid H2SO4 phản ứng oxi hóa-khử Zn – 2e = Zn2+ E0 (Zn/Zn2+) = -0,76V 2H+ + 2e = H2 E0 (2H+/H2) = E0 (Zn/Zn2+) = -0,76V < E0 (2H+/H2) = nên phản ứng xảy theo chiều Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2 Khi thêm tiếp vài giọt CuSO4 phản ứng xảy mãnh liệt nhiều vì: Zn khử Cu lên Zn2+ , Cu2+ oxi hóa Cu (E0 (Zn/Zn2+) = -0,76V < E0( Cu2+/Cu) = 0,34V Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu Cu sinh bám vào Zn kim loại tạo nên nguyên tố Gavani, Cu đóng vai trò cực dương, Zn đóng vai trò cực âm Tại cực âm: Zn -2e →Zn2+ Điện tử giải phóng di chuyển đến cực dương Cu Dung dịch H2SO4 dung dịch phân ly tạo H+ H2SO4 → 2H+ + SO42Sau H+ nhận điện tử từ cực dương Cu giải phóng khí H2 2H+ + 2e → H2 Vì H2 sinh cực dương Cu, cực âm Zn nên không ngăn lấy Zn , việc hình thành pin điện hóa làm cho Zn bị ăn mòn nhanh 1.TÊN THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 2: Tính chất muối kẽm kim loại Cách tiến hành: Tài liệu: giảng thực tập hóa vơ – trang 96-1.1.2 HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Khi cho Zn vào HCl lỗng, H2SO4 lỗng Zn tan chậm, sủi bọt khí khơng màu, tỏa nhiệt, hòa tanviên kẽm HCl đậm đặc xảy mãnh liệt Do E0 (Zn/Zn2+) = -0,76V < E0 (2H+/H2) = nên phản ứng xảy theo chiều: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ HCl đặc tác nhân oxi hóa mạnh nên phản ứng mãnh liệt Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑ Khi cho viên kẽm vào dd HNO3 lỗng kẽm tan chậm, khơng có tượng sủi bọt khí Do axit HNO3 có tính oxi hóa mạnh(tác nhân gốc NO3-) nên Zn khử lên Zn2+, NO3- oxi hóa NH4N03 nên ta thấy dd khơng có tượng sủi bọt khí Zn – 2e → Zn2+ NO3- + 10H+ + 8e → NH4+- + 3H2O 8Zn + 20HNO3 (l)→ 8Zn(NO3)2 +2NH4NO3 + 6H2O Khi cho viên kẽm vào dung dịch HNO3 đặc , H2SO4 đặc kẽm tan nhanh, sủi bọt tỏa nhiệt mạnh, với HNO3 giải phóng khí màu nâu đậm, với H2SO4 giải phóng khí khơng màu mùi xốc Do axit H2SO4 đặc HNO3 đặc có tác nhân oxi hóa mạnh( SO42-, NO3-) nên Zn bị oxi hóa nhanh, phản ứng xảy mãnh liệt Zn + 2H2SO4 dđ → ZnSO4 + SO2 + 2H2O Zn +4HNO3 dđ → Zn(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Khi hòa tan Zn vào dd NaOH, đun nhẹ xuất kết tủa trắng, Zn tan nước tạo thành kẽm hidroxit Zn(OH)2 màu trắng Zn + 2H2OZn(OH)2↓ +H2 Zn(OH)2 hidroxit lưỡng tính nên tiếp tục phản ứng với NaOH dư tạo phức tan Na2[Zn(OH)4] Zn(OH)2 + 2NaOH →Na2[Zn(OH)4] Khi sục khí CO2 vào phức thu kết tủa Zn(OH)2 Na2[Zn(OH)4] + CO2 +  Zn(OH)2 + Na2CO3 + H2O 1.TÊN THÍ NGHIỆM HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Thí nghiệm 3: Kẽm hidroxit Cách tiến hành: Tài liệu: giảng thực tập hóa vơ – trang 96-1.2 Khi cho dd ZnCl2 tác dụng với dd NaOH xảy phản ứng trao đổi tạo thành kết tủa Zn(OH)2 ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2 + 2NaCl Zn(OH)2 hidroxit lưỡng tính nên kết tủa tan NaOH dư tạo phức Na2[Zn(OH)4] Zn(OH)2 + 2NaOH →Na2[Zn(OH)4] Kết tủa Zn(OH)2 tan axit HCl xảy phản ứng trung hòa axitbazo Zn(OH)2 +2HCl → ZnCl2 +2H2O Kết tủa Zn(OH)2 tan dd NH3 tạo phức tan [Zn(NH3)4](OH)2 Zn(OH)2 + 4NH3 →[ Zn(NH3)4](OH)2 1.TÊN THÍ NGHIỆM Thí nghiệm 4: Kẽm sunfua Cách tiến hành: Tài liệu thực tập hóa vơ trang 96-1.3 HIỆN TƯỢNG QUAN SÁT, GIẢI THÍCH VÀ PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC Khi cho khí H2S lội qua muối ZnSO4, ZnCl2, khơng có tượng xảy ra, H2S axit yếu nên axit mạnh (H2SO4, HCl, ) khỏi dung dịch muối Ka(H2S) =10-12,9 < Ka(HCl)=Ka(H2SO4)= Khi cho H2S lội qua dd Zn(CH3COO)2 xuất lượng nhỏ kết tủa trắng Zn(CH3COO)2 + H2S → ZnS + 2CH3COOH Khi cho muối Zn2+ tác dụng với dd (NH4)2S xảy phan rứng trao đổi tạo kết tủa trắng ZnS Zn2+ + (NH4)2S → ZnS + NH4+ PHẢN ỨNG TẠO KẾT TỦA TS Vi Anh Tuấn Khoa hóa học – Trường Đại học KHTN - ĐHQG Hà Nội Phản ứng tạo kết tủa phản ứng tạo thành chất rắn từ chất tan dung dịch Thí dụ: Ag+ + Cl- → AgCl (r) Ca2+ + C2O42- → CaC2O4 (r) Trong hoá phân tích, phản ứng tạo kết tủa sử dụng để: • Tách chất cần xác định khỏi chất cản trở • Phân tích khối lượng • Phân tích gián tiếp • Chuẩn độ kết tủa Tích số tan độ tan 1.1 Tích số tan Q trình hồ tan q trình thuận nghịch, tn theo định luật tác dụng khối lượng Xét cân hòa tan (Mn+ ion kim loại, Xm- gốc axit OH-): MmXn mMn+ + nXm- T = [M]m[X]n T gọi tích số tan (solubility product) Tích số tan sử dụng để: • So sánh độ tan chất tan "đồng dạng" • Xem dung dịch bão hoà hay chưa: (*) Q = CMm C Xn  Q = CMm C Xn  Q = CMm C Xn  • > T: dung dịch bão hoà => xuất kết tủa = T: dung dịch bão hoà < T: dung dịch chưa bão hồ => khơng xuất kết tủa Tính độ tan chất tan (muối, hidroxit) Câu 1.1 So sánh độ tan AgCl AgBr nước cất Biết T AgCl = 10-10, TAgBr = 10-13 Hướng dẫn giải (AgCl > AgBr) *Chú ý: Mặc dù TAgCl= 10-10 > TMg(OH)2= 1,2.10-11, nước cất, độ tan Mg(OH)2 lại lớn độ tan AgCl Câu 1.2 (a) Trộn ml dung dịch K2CrO4 0,12M với ml dung dịch Ba(OH)2 0,009M Có kết tủa BaCrO4 tạo thành không? Biết TBaCrO4= 1,2 10-10 (b) Tính nồng độ cân cấu tử sau trộn Hướng dẫn giải (a Q= 0,04 × 0,006 = 2,4.10-4 > T => có kết tủa tạo thành; (b) TPGH: CrO42-: 0,034 M BaCrO4 Cb Ba2+ + CrO42x 0,034 + x T = x (0,034 + x) = 1,2.10-10 ⇒ x = 3,53 10-9 M ⇒ [CrO42-] = 0,034 M; [Ba2+] = 3,53.10-9 M) Câu 1.3 Metylamin, CH3NH2, bazơ yếu phân li dung dịch sau: CH3NH2 + H2O  → ¬   CH3NH3+ + OH- (a) Ở 25°C, phần trăm ion hoá dung dịch CH 3NH2 0,160M 4,7% Hãy tính [OH-], [CH3NH3+], [CH3NH2], [H3O+] pH dung dịch (b) Hãy tính Kb metylamin (c) Nếu thêm 0,05 mol La(NO 3)3 vào 1,00 L dung dịch chứa 0,20 mol CH 3NH2 0,20 mol CH3NH3Cl Có kết tủa La(OH)3 xuất khơng? Cho tích số tan La(OH)3 1.10-19 Hướng dẫn giải (a) [CH3NH2]= 0,152 M; [CH3NH3+]=[OH-]= 7,5.10-3; pH= 11,9 (b) 3,7.10-4 (c) Q = 2,56.10-12 > T, có kết tủa) Câu 1.4 MgF2(r)  → ¬   Mg2+(aq) + F-(aq) Trong dung dịch bão hoà MgF2 18° C, nồng độ Mg2+ 1,21.10-3 M (a) Hãy viết biểu thức tích số tan, T, tính giá trị 18° C (b) Hãy tính nồng độ cân Mg 2+ 1,000 L dung dịch MgF2 bão hoà 18°C chứa 0,100 mol KF (c) Hãy dự đoán kết tủa MgF2 có tạo thành khơng trộn 100,0 mL dung dịch Mg(NO3)2 3.10-3 M với 200,0 mL dung dịch NaF 2,00.10-3 M 18°C (d) Ở 27°C nồng độ Mg2+ dung dịch bão hoà MgF2 1,17.10-3 M Hãy cho biết q trình hồ tan MgF2 toả nhiệt hay thu nhiệt? Giải thích Hướng dẫn giải (a) 7,09.10-9 (b) 7,09.10-7M (c) Q < T, khơng có kết tủa (d) Toả nhiệt) Câu 1.5 Dung dịch bão hòa H2S có nồng độ 0,100 M Hằng số axit H2S: K1 = 1,0 × 10-7 K2 = 1,3 × 10-13 (a) Tính nồng độ ion sunfua dung dịch H 2S 0,100 M điều chỉnh pH = 2,0 (b) Một dung dịch A chứa cation Mn2+, Co2+, Ag+ với nồng độ ban đầu ion 0,010 M Hoà tan H2S vào A đến bão hồ điều chỉnh pH = 2,0 ion tạo kết tủa? Cho: TMnS = 2,5× 10-10 ; TCoS = 4,0× 10-21 ; TAg2S = 6,3× 10-50 (c) Hãy cho biết có gam kết tủa chì(II) sunfua tách từ 1,00 lit dung dịch bão hòa chì(II) sunfat? biết nồng độ sunfua điều chỉnh đến 1,00 10-17 M? Cho giá trị tích số tan: TPbSO4 = 1,6 ·10-8 TPbS = 2,5 ·10-27 Hướng dẫn giải [S 2− ] = a) K a1K a CH S = 1,3.10−17 [ H ] + [ H + ]K a1 + K a1K a 2 + [Mn2+] [S2-] = 10-2 ×1,3 10-17 = 1,3 10-19 < TMnS = 2,5 10-10 ; không b) Có: có kết tủa [Co2+] [ S2-] = 10-2 × 1,3 10-17 = 1,3 10-19 > TCoS = 4,0 10-21 ; có kết tủa CoS [Ag+]2[S2-] = (10-2)2× 1,3 10-17 = 1,3 10–21 > TAg2S = 6,3 10-50 ; có kết tủa Ag2S c) Có: [Pb2+][SO42-] = 1,6.10-8 ⇒ [Pb2+] = [SO42-] = 1,265.10-4 Khi nồng độ sunfua đạt 1,00.10-17 M nồng độ Pb2+ lại dung dịch là: [Pb2+] = 2,5.10-27/ 1,00.10-17 = 2,5.10-10 mPbS = (1,265.10−4 − 2,5.10−10 ) × 239,2 × = 3,03.10−2 gam = 30,3mg ⇒ 1.2 ) Quan hệ độ tan tích số tan Độ tan (S, solubility) chất nồng độ chất dung dịch bão hoà Độ tan thường biểu diễn theo nồng độ mol/l Độ tan tích số tan đại lượng đặc trưng cho dung dịch bão hoà chất tan Do đó, tích số tan độ tan có mối quan hệ với nhau, điều có nghĩa ta tính độ tan chất tan từ tích số tan ngược lại MmXn  → ¬   m Mn+ + n Xm- 10 mS nS ⇒ T = [M]m[X]n = [mS]m[nS]n Có:  T  m+n S = m n  m n  *Nhận xét: Công thức M n+ Xm- khơng tham phản ứng khác Câu 1.6 Cho tích số tan Ag2CrO4 25oC 2,6.10-12 (a) Hãy viết biểu thức tích số tan Ag2CrO4 (b) Hãy tính [Ag+] dung dịch bão hòa Ag2CrO4 (c) Hãy tính khối lượng Ag2CrO4 tan tối đa 100 ml nước 25oC (d) Thêm 0,1 mol AgNO3 vào 1,0 lit dung dịch bão hòa Ag 2CrO4 Giả thiết thể tích dung dịch khơng thay đổi Hãy cho biết [CrO 42-] tăng, giảm hay khơng đổi? Giải thích Trong dung dịch bão hòa Ag3PO4 25oC, nồng độ Ag+ 5,3.10-5 M (e) Hãy tính tích số tan Ag3PO4 25oC (g) Làm bay 1,00 lit dung dịch bão hòa Ag 3PO4 25oC đến 500 ml Hãy tính [Ag+] dung dịch thu Đáp số b 8,66.10-5 M c 2,88.10-3 gam; d giảm; e 2,63.10-18 11 g không đổi, 5,3.10-5 M) 12 ... trở • Phân tích khối lượng • Phân tích gián tiếp • Chuẩn độ kết tủa Tích số tan độ tan 1.1 Tích số tan Quá trình hồ tan q trình thuận nghịch, tuân theo định luật tác dụng khối lượng Xét cân hòa... số tan Độ tan (S, solubility) chất nồng độ chất dung dịch bão hoà Độ tan thường biểu diễn theo nồng độ mol/l Độ tan tích số tan đại lượng đặc trưng cho dung dịch bão hồ chất tan Do đó, tích số. .. + 8e → NH4+- + 3H2O 8Zn + 20HNO3 (l)→ 8Zn(NO3)2 +2NH4NO3 + 6H2O Khi cho viên kẽm vào dung dịch HNO3 đặc , H2SO4 đặc kẽm tan nhanh, sủi bọt tỏa nhiệt mạnh, với HNO3 giải phóng khí màu nâu đậm,