Reakcje chemiczne I: Równania jonowe netto

4.2 Rozpuszczalność związków miedzi

Przedmioty: Reakcje chemiczne, rozpuszczalność Ksp, równania jonowe netto

Opis: Reakcja ta demonstruje różnicę rozpuszczalności chlorku miedzi w wodzie, a następnie z dodatkiem wodorotlenku sodu.

Materiały:

• Chlorek miedzi(s), CuCl2‡
• 1 zlewka o pojemności 100 mL
• 1 zlewka o pojemności 400 mL
• szklanka zegarkowa
• szpatułka
• płytka do mieszania*
• pręt do mieszania
• 1M NaOH‡
• butelka do mycia z wodą

*Przedmiot współdzielony. Ten przedmiot znajduje się w górnej szufladzie naprzeciwko szafek do przechowywania chemikaliów. Na blacie stołu znajdują się również większe płytki do mieszania.

‡ Chlorek miedzi znajduje się w ogólnej szafie do przechowywania chemikaliów. Wodorotlenek sodu znajduje się w szafce pod okapem.

Procedura:

1. Dodaj trochę wody do zlewki o pojemności 300 mL i umieść ją na płytce z mieszadłem.
2. Umieścić trochę chlorku miedzi na szkiełku zegarkowym.
3. Dodaj tyle wody, aby rozpuścić ciało stałe.
4. Przeniesienie roztworu do zlewki z wodą na płytce do mieszania. Mieszać za pomocą pręta do mieszania.
5. Dodać NaOH do otrzymania osadu wodorotlenku miedzi.

Dyskusja:

Chlorek miedzi jest rozpuszczalny w wodzie. Dysocjuje w następujący sposób:

CuCl2(s) → Cu2+(aq) + 2Cl-(aq)

Dodanie wodorotlenku sodu powoduje powstanie osadu wodorotlenku miedzi.

CuCl2(aq) + 2NaOH (aq) → Cu(OH)2(s) + 2NaCl(aq)

Równanie jonowe netto:

Cu2+ (aq) + 2OH-(aq) → Cu(OH)2(s)

W oparciu o zasady rozpuszczalności wodorotlenek miedzi nie rozpuszcza się w wodzie, natomiast chlorek miedzi tak.

Stała produktu rozpuszczalności (Ksp) jest stałą równowagi odnoszącą się do produktów jonizacji rozpuszczonej substancji i pozwala nam zrozumieć, dlaczego wodorotlenek miedzi jest pozornie nierozpuszczalny w wodzie. Ksp jest wyznaczana doświadczalnie poprzez pomiar stężenia jonów w roztworze. Wodorotlenek miedzi rozpuszcza się w niewielkiej ilości w czystej wodzie i ustala się równowaga. Równanie równowagi dla wodorotlenku miedzi w wodzie jest podane poniżej:

Cu(OH)2(s) ⇔ Cu2+(aq) + 2OH-(aq)

Stała iloczynu rozpuszczalności, która jest iloczynem stężeń jonów i została wyznaczona doświadczalnie, jest podana poniżej:

Ksp = 2 = 2,2 x 10-20

Ksp jest bardzo mała co oznacza, że wodorotlenek miedzi w bardzo małym stopniu dysocjuje w wodzie, natomiast w zdecydowanej większości pozostaje ciałem stałym.

Bezpieczeństwo: Chlorek miedzi jest żrący. Wodorotlenek sodu jest bardzo żrący i może powodować poważne oparzenia. Należy nosić odpowiedni sprzęt ochronny, w tym rękawice i okulary ochronne.

Usuwanie: Wodorotlenek miedzi w roztworze może być zachowany do demo 4.10 Oczyszczanie z wodorotlenku. Aby się go pozbyć, dodać trochę kwasu solnego, aby rozpuścić wodorotlenek i usunąć go do odpowiedniego pojemnika na odpady wodne.