Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Якщо до 1 моля розчину калій галогеніду (= , , ) додати кілька крапель сильно розведеного розчину нітрату срібла (c = 0,01 моль/л), то відповідний галогенід срібла (, , ) негайно випадає в осад, оскільки добуток розчинності цих погано розчинних солей вже перевищує цю невелику кількість доданих іонів срібла. У цих розчинах галогенідів срібла залишається тільки стільки вільних іонів срібла, скільки дозволяє добуток розчинності .
Оскільки зв'язок між різницею концентрацій і напругою в концентраційному ланцюжку відповідає рівнянню Нернста, добуток розчинності або концентрацію іонів срібла у відповідному розчині галогеніду срібла можна обчислити за виміряною напругою.
Додаткова інформація для вчителів (1/4)
Попередні знання
Учні вже мають знати, що таке концентраційні ряди, як вимірюється їхня напруга та як обчислюють добутки розчинності осаджених галогенідів срібла.
Принцип
Оскільки залежність між різницею концентрацій і напругою в концентраційному пяду (ланцюжку) відповідає рівнянню Нернста, добуток розчинності або концентрацію іонів срібла у відповідному розчині галогеніду срібла можна обчислити за виміряною напругою.
Додаткова інформація для вчителів (2/4)
Мета навчання
Учні складають концентраційні ряди (ланцюжки) зі срібного напівелемента з 0,01 молярним розчином нітрату срібла (як еталонний елемент) і напівелементів з 1 молярними розчинами , , , в яких невелика кількість відповідного галогеніду срібла була осаджена додаванням кількох крапель розчину срібла. Вимірюють напруги цих концентраційних рядів і розраховують добутки розчинності відповідних галогенідів срібла.
Завдання
Концентраційні ряди складаються з срібного напівелемента з 0,01 молярним розчином нітрату срібла (як еталонний елемент) і напівелементів з 1 молярними розчинами , , , в яких невелика кількість відповідного галогеніду срібла була осаджена додаванням кількох крапель розчину срібла. Виміряйте напруги цих концентраційних рядів (ланцюжків) і обчисліть добутки розчинності відповідних галогенідів срібла.
Додаткова інформація для вчителів (3/4)
Додаткова інформація (1/2)
Оскільки тільки незначна кількість цього типу іонів зв'язана порівняно з початковою концентрацією галогенід-іонів (c = 1 моль/л), його концентрація залишається практично постійною, незважаючи на осадження галогенідів срібла; таким чином, концентрація залишається = 1 моль/л. Тоді добуток розчинності галогеніду срібла після осадження дорівнює концентрації вільних іонів срібла.
Додаткова інформація для вчителів (4/4)
Додаткова інформація (2/2)
Якщо тепер помістити срібний електрод у такий насичений іонами срібла розчин галогеніду калію, то практично вийде срібний напівелемент з дуже сильно розведеною концентрацією іонів срібла. Якщо цей напівелемент з'єднати з іншим срібним напівелементом з відомою концентрацією іонів срібла (елементом порівняння), утворюючи концентраційний ряд, можна виміряти напругу , що відповідає різниці концентрацій іонів срібла в цьому ряду (ланцюжку).
Оскільки залежність між різницею концентрацій і напругою в концентраційному ряду відповідає рівнянню Нернста, за виміряною напругою можна розрахувати добуток розчинності або концентрацію іонів срібла у відповідному розчині галогеніду срібла.
Інструкції з техніки безпеки
- Одягніть захисні окуляри та рукавички.
- Розчини броміду та хлориду калію з концентрацією c = 1,0 моль/л мають подразнюючу дію.
- Розчини йодиду калію з концентрацією c = 1,0 моль/л шкідливі при ковтанні, можлива підвищена чутливість при контакті зі шкірою.
- Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Експериментальна установка
Оскільки залежність між різницею концентрацій і напругою в концентраційному відповідає рівнянню Нернста, можна обчислити добуток розчинності або концентрацію іонів срібла у відповідному розчині галогеніду срібла за виміряною напругою.
Завдання
Побудуйте концентраційні ряди із срібного напівелемента з 0,01 молярним розчином нітрату срібла (як еталонний елемент) і напівелементів з 1 молярними розчинами , , , в яких невелика кількість відповідного галогеніду срібла була осаджена додаванням кількох крапель розчину срібла.
Виміряйте напруги цих концентраційних рядів (ланцюжків) і обчисліть добутки розчинності відповідних галогенідів срібла.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Цифровий мультиметр, 3 1/2 розрядний дисплей з NiCr-Ni термопарою | 07122-00 | 1 |
| 2 | З'єднувальний провідник, 2 мм-штепсель, 500 мм, червоний | 07356-01 | 1 |
| 3 | З'єднувальний провідник, 2 мм-штепсель, 500 мм, синій | 07356-04 | 1 |
| 4 | Перехідний штекер, гніздо 4 мм/ 2 мм, 2 шт. | 11620-27 | 1 |
| 5 | Затискач типу "Крокодил", з ізоляцією, 2 мм, 2 шт. | 07275-00 | 1 |
| 6 | Блок із 8 заглибленнями, d=40 мм | 37682-00 | 1 |
| 7 | Кришки для блоку з заглибленнями, 8 шт. | 37683-00 | 1 |
| 8 | Мензурка, висока, 50 мл | 46025-00 | 4 |
| 9 | Пляшка-крапельниця, пластик, 50 мл | 33920-00 | 1 |
| 10 | Піпетка, з гумовим ковпачком | 64701-00 | 1 |
| 11 | Лист срібла, 150 x 150 x 0,1 мм, 1 шт (приблизно 25 г) | 31839-04 | 1 |
| 12 | Наждачний папір, середньозернистий | 01605-00 | 1 |
| 13 | Набір електродів (Al, Fe, Pb, Zn, Cu) | 07856-00 | 2 |
| 14 | Розчин нітрату срібла, 0,1М 250 мл | 30223-25 | 1 |
| 15 | Калій хлористий, 250 г | 30098-25 | 1 |
| 16 | Калій бромід, 100 г | 30258-10 | 1 |
| 17 | Калій йодистий, 50 г | 30104-05 | 1 |
| 18 | Калійна селітра (нітрат калію), 250 г | 30106-25 | 1 |
| 19 | Вода дистильована | 31246-81 | 1 |
| 20 | Фільтрувальний папір 580 мм x 580 мм, 10 аркушів | 32976-03 | 1 |
Підготовка
Підготовка необхідних розчинів
- Розчин нітрату срібла 0,01 М: Налийте 25 мл 0,1 М розчину нітрату срібла в мензурку і заповніть її до 250 мл дистильованою водою.
- Розчин хлориду калію 1 М:Помістіть 18,64 г хлориду калію в мензурку та заповніть її до 250 мл дистильованою водою. Це розчинить в ній тверду речовину.
- Розчин броміду калію 1 М: Помістіть 29,75 г броміду калію в мензурку і наповніть її до 250 мл дистильованою водою. Це розчинить в ній тверду речовину.
- Розчин йодистого калію 1 М: Помістіть 41,5 г йодиду калію в мензурку і наповніть її до 250 мл дистильованою водою. Це розчинить в ній тверду речовину.
- Розчин нітрату калію 1 М:Помістіть 25,28 г нітрату калію в мензурку і наповніть її до 250 мл дистильованою водою. Це розчинить в ній тверду речовину.
Підготовка (1/2)
Заповніть комірку 1 розчином калій хлориду (c = 1 моль/л), комірку 2 - розчином калій броміду, а комірку 3 - розчином калій йодиду тієї ж концентрації.
Заповніть комірку 4 0,01 молярним розчином нітрату срібла.
Накрийте комірку 1 кришкою. Комірка 2 залишається відкритою.
Додайте 3-4 краплі 0,01 молярного розчину нітрату срібла до кожного з трьох розчинів галогенідів за допомогою піпетки-крапельниці, а потім з'єднайте ці вимірювальні комірки з коміркою 4 за допомогою струмових ключів (смужки фільтрувального паперу, змочені в розчині нітрату калію).
Встановіть кришки на чотири вимірювальні комірки
Підготовка (2/2)
Встановіть кришки на чотири вимірювальні комірки.
Потім підключіть абсолютно чистий срібний електрод до роз'єму напруги (= позитивний полюс) вимірювального приладу і вставте його у вимірювальну комірку 4 (розчин нітрату срібла).
Підключіть другий абсолютно чистий срібний електрод до роз'єму заземлення вимірювального приладу (= з'єднання з негативним полюсом). Потім вставте цей електрод спочатку у вимірювальну комірку 1 (розчин хлориду калію з осадом хлориду срібла) і виміряйте напругу між напівелементами 1 і 4.
Виміряйте напругу між напівелементами 1 і 4.
Виконання роботи
Знову вийміть срібний електрод з вимірювальної комірки 1, ретельно очистіть його і вставте у вимірювальну комірку 2 (розчин броміду калію з осадом броміду срібла) (рис. праворуч).
Виміряйте напругу між напівелементами 2 і 4. Потім зробіть те саме з напівелементом 3 (розчин йодистого калію з осадом срібла йодиду).
Виміряйте напругу між напівелементами 2 і 4.
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання