Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria i Gospodarka Wodna w ramach projektu „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość”

Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii

dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego

Inżynieria i Gospodarka Wodna

w ramach projektu „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość”

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek

Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1. Iloczyn rozpuszczalności.

Schemat reakcji

AB _(osad) ⇄ A⁺_(aq) + B^-_(aq)

W roztworze nasyconym osadu jego stężenie CAB ma wartość stałą, stąd iloczyn rozpuszczalności jonów elektrolitu w jego roztworze nasyconym wynosi:

Kir = CA+ × CB-

Tabela przykładowych wartości iloczynów rozpuszczalności niektórych elektrolitów.

2. Efekt wspólnego jonu.

Wprowadzenie do nasyconego roztworu trudno rozpuszczalnego elektrolitu jonów wspólnych z jednym z jonów tego elektrolitu zmniejsza jego rozpuszczalność.

Przykłady: dodatek chlorku sodu do roztworu nasyconego chlorku srebra powoduje wytrącenie osadu chlorku srebra.

Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Dodatek stężonego kwasu solnego do solanki powoduje wytrącenie osadu chlorku sodu.

3. Reakcje zobojętniania.

Klasyczny przykład reakcji zobojętniania przedstawia reakcja wodortlenku sodu z kwasem solnym.

Zapis cząsteczkowy: NaOH + HCl ⇄ NaCl + H₂O

Ponieważ wodorotlenek sodu i kwas solny są mocnymi elektrolitami, to w roztworach wodnych występują w postaci zdysocjowanej, podobnie jak sól powstająca w wyniku reakcji zobojętnienia:

Na⁺ + OH^- + Cl^- + H₃O⁺ ⇄ Na⁺ + Cl^- + 2H₂O

Po uproszczeniu równania otrzymujemy:

OH^- + H3O⁺ ⇄ 2H2O

4. Reakcje wytrącania osadów.

Zmieszania dwóch roztworów zawierających kombinację jonów tworzących trudno rozpuszczalny osad może prowadzić do przekroczenia iloczynu rozpuszczalności i wytrącenia osadu.

Przykłady:

a) sól1 + sól2 → sól3↓ + sól4

Na₂SiO₃ + Mg(NO₃)₂ → 2NaNO₃ + MgSiO₃↓

2Na⁺ + SiO32− + Mg²⁺ +2NO3− → 2Na⁺ + 2NO3− + MgSiO3↓ SiO32− + Mg²⁺ → MgSiO3↓

Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

b) sól1 + kwas1 → sól2↓ + kwas2

CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + 2HCl

Ca²⁺ + 2Cl⁻ + 2H⁺ + SO42− → CaSO4↓ + 2H⁺ + 2Cl⁻ Ca²⁺ + SO42− → CaSO4↓

c) sól1 + zasada1 → sól2(↓) + wodorotlenek2(↓)

2Na₃PO₄ + 3Ba(OH)₂ → Ba₃(PO₄)₂↓ + 6NaOH

6Na⁺ + 2PO43− + 3Ba²⁺ + 6OH⁻ → Ba3(PO4)2↓ + 6Na⁺ + 6OH⁻ 2PO43− + 3Ba²⁺ → Ba3(PO4)2↓

Fe2(SO4)3 + 6NaOH → 3Na2SO4 + 2Fe(OH)3↓

2Fe³⁺ + 3SO42− + 6Na⁺ + 6OH⁻ → 6Na⁺ + 3SO42− + 2Fe(OH)3↓ 2Fe³⁺ + 6OH⁻ → 2Fe(OH)₃↓