Rapport i Kemi: Saltes opløselighed i vand

Side 1

Nam Nguyen 2k2k ke

Side 1 af 7

SALTES OPLØSELIGHED I VAND
            Kemirapport

Nam Hoang Nguyen 2k17

Sct. Knuds Gymnasium

2k ke SK 09/10

Forsøg udført: 8. oktober

STX 2.g

Side 2

Nam Nguyen 2k2k ke

Side 2 af 7

SALTES OPLØSELIGHED I VAND OG

FÆLDNINGSREAKTIONER

FORMÅL:

At undersøge forskellige saltes opløselighed i vand ved at blande letopløselige salte samt, at iagttage tre typiske eksempler på fældningsreaktioner og opskrive de dertilhørende reaktionsskemaer.

TEORI:

Nogle salte består af sammensatte ioner. Det betyder at flere atomer er bundet sammen.

Nogle af de vigtigste eksempler på disse er:

- 2-

Carbonation CO

3

- 3-

Phosfation PO

4

- 3-

Nitration NO

I andre situationer har vi derimod simple ioner der ikke består af mere end ét atom.

Nogle gode eksempler er:

- Clorid Cl

-

- Bromid Br

-

- Iodid I

I dette forsøg vil vi beskæftige os med letopløselige og tungtopløselige salte. Disse to begreber er lavet for at definere hvor let et stof opløses i vand:

I 100 ml vand kan der opløses: Stoffet karakteriseres som:

Mere end 1 g stof Letopløseligt

1 g stof eller mindre tungtopløseligt

Generelt set er salte letopløseligt i vand. Opløseligheden afhænger af:

- Ionernes størrelse og ladning

- Ionernes indbyrdes tiltrækning

- Ionernes tiltrækning af vandmolekylerne

Side 3

Nam Nguyen 2k2k ke

Side 3 af 7

Vi kan forudsige om et salt er let- eller tungopløseligt ved at benytte tabellen herunder:

Opløselighed Salte som indeholder disse Men ikke disse salte ioner

Alle letopløselige 𝑁𝑎^{+}, 𝐾^{+}, 𝑁𝐻_{4}^{+}, 𝑁𝑂_{3}^{−}
De fleste er 𝐶𝑙^{−} 𝐴𝑔𝐶𝑙 𝑜𝑔 𝑃𝑏𝐶𝑙_{2}
letopløselige 𝐵𝑎𝑆𝑂_{4}, 𝑃𝑏𝑆𝑂_{4} 𝑜𝑔 𝐶𝑎𝑆𝑂_{4}
𝑆𝑂_{4}^{2−}
Tungtopløselige 𝑂𝐻^{−}, 𝑂^{2−}, 𝐶𝑂_{3}^{2−}, 𝑆^{2−} 𝑜𝑔 𝑃𝑂_{4}^{3−} 𝑁𝑎^{+} −, 𝐾^{+} − 𝑜𝑔 𝑁𝐻_{4}^{+} − 𝑠𝑎𝑙𝑡𝑒

Når to letopløselige salte blandes kan der komme bundfald. Det sker fordi mængden af ionerne er for store til at de kan eksistere sammen i en opløsning. I stedet for at ionerne bliver opløst går de sammen og danner et iongitter. Derefter bliver de til et fast stof – det er dette stof, der bliver det bundfald, vi kan se. Det er altså 2 modsat ladede ioner, der går sammen og danner et fast stof. Denne reaktion kaldes en fældningsreaktion. De to ioner der ikke reagerer kaldes tilskuerioner, fordi de ikke ”deltager” i fældningsreaktionen, men i stedet findes opløst i vandet som frie ioner.

Tungtopløselige salte vil altså skabe et bundfald, hvorimod letopløselige salte holder sig i opløsningen, og derfor ikke vil falde til bunds.

Eksempel:

Hvis vi blander en opløsnings sølvnitrat AgNO

3 sammen med natriumchlorid NaCl. Ud fra vores opløselighedsskema kan vi se, at natrium og nitrat altid vil danne letopløselige forbindelser, herved dannes der bundfald bestående af sølv- og chlorioner.

𝐴𝑔_{(}^{+}_{𝑎𝑞} + 𝑁𝑂_{3(𝑎𝑞)}^{−} + 𝑁𝑎_{(}^{+}_{𝑎𝑞} + 𝐶𝑙_{(}^{−}_{𝑎𝑞}_{)} → 𝐴𝑔𝐶𝑙_{(𝑠)} + 𝑁𝑎_{(}^{+}_{𝑎𝑞} + 𝑁𝑂_{3(𝑎𝑞)}^{−}

)))

𝑁𝑎_{(}^{+}_{𝑎𝑞} + 𝑁𝑂_{3(𝑎𝑞)}^{−} er tilskuerioner, da de ikke er med i fældningen.

)

Kemiske forbindelser, som disse salte naturligvis består af, kan være faste, flydende og som gas og når et fast stof opløses i vand, siges saltet at være på vandig form.

Stoffets tilstandsform angives efter dets formel med disse betegnelser:

- s = solidus, solid, fast stof. Eks.: NaCl er fast salt

(s)

- l = liquidus, liquid, flydende stof. Eks.: PbBr (l) er flydende

2

- g = gas, (damp). Eks.: l (g) er l gas (eller damp)

2 2

- aq = aqua, vandig opløsning. Eks.: AgNO (aq) er en vandig opløsning

3

APPARATUR:

- OHP-folie

- Køkkenrulle

- Reagensglas

Side 4

Nam Nguyen 2k2k ke

Side 4 af 7

KEMIKALIER:

- Natriumchlorid NaCl

- Kaliumnitrat KNO

3

- Natriumcarbonat Na CO

2 3

- Kaliumfosfat K PO

3 4

- Bariumchlorid BaCl

2

- Sølvnitrat AgNO

3

- Kobbersultat CuSO

4

Vi brugte 0,1 M opløsninger

FREMGANGSMÅDE:

Vi blandede 1 dråbe af to forskellige opløsninger på et stykke OHP-folie. Vi lavede en rækkefølge for at skabe en systematik i hvilke salte vi blandede sammen. Vi blandede de forskellige salte indtil nedenstående resultatskema var udfyldt.

Til det mere specifikke forsøg om fældningsreaktioner blandede vi lige store mængder af følgende opløsninger i et reagensglas:

- Sølvnitrat og kaliumiodid

- Sølvnitrat og natriumsulfid

- Blynitrat og kaliumiodid

Derefter noterede vi vores iagttagelser.

RESULTATER:

Na^{+} K^{+} Ba^{2+} Ag^{+} Cu^{2+}
CO_{3}^{2-}

O | O | X | X | X

NO_{4}^{-}

O | O | O | O | O

PO_{4}^{3-}

O | O | X | X | X

SO_{4}^{2-}

O | O | X | O | O

Cl^{-}

O | O | O | X | O

O = Letopløseligt
X = Tungtopløseligt

Reaktionsskemaer:

Her følger reaktionsskemaer for de opløsninger, der skulle blandes sammen.

Side 5

Nam Nguyen 2k2k ke

Side 5 af 7

NaCl + AgNO → AgCl + NaNO Bundfald

(aq) (aq) (s) 3 (aq)

NaCl + KNO → KCl + NaNO

(aq) 3(aq) (aq) (aq)

3NaCl + K PO → 3KCl + Na PO

(aq) 3 4(aq) (aq) 3 4(aq)

BaCl + CuSO → CuCl + BaSO Bundfald

2(aq) 4(aq) 2(aq) 4(s)

2KNO + Na CO → 2NaNO + K CO

3 2 3 3(aq) 2 3 (aq)

2KNO + BaCl → Ba(NO) + 2KCl

3 2(aq) 3 2(aq) (aq)

K PO + 3AgNO → 3KNO + Ag PO Bundfald

3 4(aq) 3(aq) 3(aq) 3 4(s)

K PO + KNO → KNO + K PO

3 4(aq) 3(aq) 3(aq) 3 4(aq)

BaCl + Na CO → BaCO + 2NaCl

2(aq) 2 3 3(aq) (aq)

3BaCl + 2K PO → 6KCl + Ba (PO) Bundfald

2(aq) 3 4(aq) (aq) 3 4 2(s)

2AgNO + BaCl → Ba(NO) + 2AgCl Bundfald

3(aq) 2(aq) 3 (aq) (s)

2AgNO + Na CO → 2NaNO + Ag CO Bundfald

3(aq) 2 3(aq) 3(aq) 2 3(s)

2AgNO + CuSO → Ag CO + Cu(NO)

3(aq) 4(aq) 2 4(aq) 3 2

CuSO + 2NaCl → CuCl + Na SO

4(aq) (aq) (aq) 2 4(aq)

3CuSO + 2K PO → 3K SO + Cu (PO) Bundfald

4(aq) 3 4(aq) 2 4(aq) s 4 2(s)

CuSO + KNO → K SO + CuNO

4(aq) 3(aq) 2 4(aq) 3(aq)

CuSO + Na CO → Na SO + CuCO Bundfald

4(aq) 2 3(aq) 2 4(aq) 3(s)

Vi gjorde os følgende iagttagelser, da vi blandede tre gange lige store mængder af de forskellige opløsninger, i vores forsøg på at vise fældningsreaktioner:

- Sølvnitrat og kaliumiodid opløsningerne dannede et lyst bundfald med et gulligt skær

- Sølvnitrat natriumsulfid opløsningerne dannede et sort bundfald

- Blynitrat og kaliumiodid opløsningerne dannede et gult bundfald.

Reaktionsskemaer:

I et reaktionsskema med stofformler gør vi rede for alle stoffer, hvorimod vi i et ionreaktionsskema undlader at anføre tilskuerionerne og kun skriver de ioner op som reagerer. Det er fordi, at de som oftest ikke spiller nogen rolle.

Sølvnitrat og kaliumiodid opløsningen:

Ag + NO^{-} + K + I^{-} → AgI + K^{+} + NO^{-}

+ +

(aq) 3 (aq) (aq) (aq) (s) (aq) 3 (aq)

Ag^{+} + I → AgI

(aq) (aq) (s)

-

AgNO KaI → AgI + KNO
3(aq) + (aq) (s) 3(aq)

Sølvnitrat og natriumsulfid opløsningen:

Ag + NO^{-} + Na + S^{2-} → AgS + Na^{+} + NO^{-}

+ +

(aq) 3 (aq) (aq) (aq) (s) (aq) 3 (aq)

  +
Ag    + S                   → AgS
                             2-

(aq) (s)

2-

AgNO + NaS → AgS + NaNO

s(aq) (aq) (s) 3(aq)

Side 6

Nam Nguyen 2k2k ke

Side 6 af 7

Blynitrat og kaliumiodid opløsningen:

Pb +NO + Ka + I^{-} → PbI + Ka^{+} + NO^{-}

2+ - +

(aq) 3 (aq) (aq) (aq) (s) (aq) 3

Pb + I → PbI

2+ -

(aq) (s)

PbNO + KaI → PbI + KaNO

3(aq) (aq) (s) 3(aq)

-

USIKKERHEDER:

Hvis opløsningernes styrke ikke har været tilstrækkelig stærk kan det have givet nogle marginale afvigelser. Hvis reagensglassene ikke har været helt rene og tørre kan det ligeledes have givet små afvigelser, da salte fra tidligere forsøg kan reagere med vores salte og dermed skabe et ”falsk” bundfald.

Det kan endvidere være svært at vurdere om en opløsning er let eller tungtopløselig hvis den ligger på grænsen af de to definitioner vi har opereret med, da det i nogen tilfælde er ganske få gram der skilles med.

DISKUSSION:

Resultaterne i disse forsøg stemmer meget godt overens med de generelle regler for saltes opløselighed i vand (disse kan ses på s. 130-135 i vores grundbog Kend Kemien

1), og der er derfor ingen rigtige afvigelser at spore.

Svar på spørgsmål fra udleverede journal:

1. Hvad gælder der generelt om opløseligheden af natrium- og kaliumsalte?

o De er generelt letopløselige

2. Hvilke bariumsalte er tungtopløselige?

o BaCO | , BaPO | , BaSO

3 4 4

3. Hvilke sølvsalte er letopløselige?

o AgCO | , AgPO | , AgCl

3 4

4. Hvilke kobbersalte er tungtopløselige o CuCO, CuPO

3 4

5. Hvad gælder der generelt om opløseligheden af nitrater o De er letopløselige

6. Hvilke carbonater er tungtopløselige?

o BaCO | , AgCO | , CuCO

3 3 3

7. Hvilke fosfater er tungtopløselige?

o BaPO | , AgPO | , CuPO

4 4 4

8. Hvilke sulfater er tungtopløselige?

o BaSO

4

9. Hvilke chlorider er tungtopløselige?

o AgCl

Side 7

Nam Nguyen 2k2k ke

Side 7 af 7

KONKLUSION:

Vi kan konkludere at forsøget var vellykket, da det er lykkedes os, at påvise at mange ionforbindelser er letopløselige i vand, mens nogle er tungtopløselige. Alle saltene er blevet bearbejdet og resultater anført i et overskueligt skema. Vi kan konkludere at natrium- og kaliumsalte er letopløselige og carbonater samt fosfater er tungtopløselige.

Dette stemmer helt overens med teorien.

Vi kan med vores sideforsøg med fældningsreaktionerne konkludere, at der i alle tre tilfælde var tale om fældningsreaktioner, da der blev dannet bundfald samtidig med, at der blev dannet frie tilskuerioner i væsken. Dette stemmer ligeledes i overens med teorien.

___________________________________

Nam Nguyen