АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Примеры решения задач. Пример 1. Степень диссоциации уксусной кислоты (α) в 0,1 М растворе равна 1,32∙10–2

Читайте также:
  1. C) Любой код может быть вирусом для строго определенной среды (обратная задача вируса)
  2. I. Постановка задачи маркетингового исследования
  3. I. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ
  4. II. Основные задачи и функции Отдела по делам молодежи
  5. II. Цели и задачи конкурса
  6. III. Задачі
  7. III. ЗАДАЧІ
  8. III. Описание основных целей и задач государственной программы. Ключевые принципы и механизмы реализации.
  9. III. Принятие решения, заполнение протоколов и комментарии
  10. L Перевірка виконання домашньої задачі.
  11. V2: Предмет, задачи, метод патофизиологии. Общая нозология.
  12. VII. Вирішіть задачі:.

1.1. ВЫЧИСЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ДИССОЦИАЦИИ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Пример 1. Степень диссоциации уксусной кислоты (α) в 0,1 М растворе равна 1,32∙10–2. Найти константу диссоциации кислоты (К) и значение рК.

Решение: Подставим данные задачи в уравнение закона разбавления Оствальда:

К = α2CM/(1–α) = 1,77∙10–5 pK = -lg K = 4,75.

Пример 2. Вычислить концентрацию ионов водорода в 0,1 М растворе хлорноватистой кислоты HClO (K=5∙10-8).

Решение: Найдем степень диссоциации HClO(α):

. Отсюда [H+] = α∙CM = 7∙10–5 моль.

Задачу можно решить и другим способом, используя соотношение

тогда [H+] = 7∙10–5 моль/л.

Пример 3. Во сколько раз уменьшится концентрация ионов водорода в 0,2 М растворе HCOOH (K = 0,8∙10–4), если к 1 л этого раствора добавить 0,1 моль HCOONa. Считать, что соль полностью диссоциирована.

Решение: HCOOH H+ + НCOO

HCOONa → HCOO+ Na+

Исходная концентрация ионов водорода:

.

Концентрацию ионов водорода в растворе после добавления соли обозначим х. Тогда концентрация недиссоциированных молекул кислоты равна (0,2- х). Концентрация же ионов HCOO слагается из двух величин: из концентрации, создаваемой диссоциацией молекул кислоты, и концентрации, обусловленной присутствием в растворе соли. Общая концентрация ионов HCOO равна, следовательно, (0,1+ х). Подставляем в формулу константы равновесия:

откуда х = 3,6∙10–4 моль/л.

Сравнивая исходную концентрацию ионов водорода с найденной, находим, что прибавление соли HCOONa вызвало уменьшение концентрации ионов [H+] в

 

Подставляем в формулу константы равновесия

 

1.2. СИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ. ВЫЧИСЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ

Пример 1. Раствор, содержащий 8г NaOH в 1000 г H2O, кипит при 100,184 ºС. Определите изотонический коэффициент (i) (для воды Kэ=0,516 ºС).

Решение:

Второй закон Рауля для растворов электролитов выражается уравнением

, где g – масса растворенного вещества (г); G - масса растворителя (г); Мr – молекулярная масса растворенного вещества.

Молярная масса NaOH равна 40,0. Изотонический коэффициент равен

Пример 2. Изотонический коэффициент 0,2 н. раствора нитрата кальция равен 2,48. Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита.

Решение:

В случае сильных электролитов кажущуюся степень диссоциации определяют экспериментально, она всегда меньше истинной степени диссоциации, которая близка к единице. Степень диссоциации и изотонический коэффициент электролита связаны между собой соотношением

где n- число ионов, образующихся при диссоциации одной молекулы вещества.

При диссоциации Сa(NO3)2 образуется три иона. Кажущаяся степень диссоциации этого электролита равна

(или 74 %).

Пример 3. Давление пара водного раствора NaNO3 (ω=8%) равно 2268,8 Па при 20ºС. Давление паров воды при этой температуре равно 2337,8 Па. Найдите кажущуюся степень диссоциации нитрата натрия в этом растворе.

Решение:

С помощью первого закона Рауля для электролитов вычисляем значение изотонического коэффициента для NaNO3:

где υ-число молей растворенного вещества; N-число молей растворителя; Р0, Р –давл. паров воды над чистым растворителем и раствором соответственно.

M (NaNO3) =85,00 г/моль; n=

M (H2O)=18,02 г/моль; N=

 

Кажущаяся степень диссоциации NaNO3 в этом растворе равна

(или 63 %).

Пример 4. Вычислить осмотическое давление при 270 С раствора сахара С12Н22О11, один литр которого содержит 91 г растворенного вещества.

Решение:

Росм=См∙RT, где См-молярная концентрация, моль/л; R= 8,31 Дж/моль∙К; Т-температура по Кельвину.

Численное значение R зависит от единиц объема и давления:

Росм кПа; R= 8,31 Дж/моль∙К;

Росм мм Hg ст.; R= 62,32 л∙мм.рт.ст./град. ∙ моль;

Росм. атм.; R= 0,082 л∙атм./град. ∙ моль.

 

1.3. ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ

Пример 1. Растворимость гидроксида магния Mg(OH)2 при 18 оС равна

1,7∙10 –4 моль/л. Найти ПР(Mg(OH)2) при этой температуре.

Решение: При растворении каждого моля Mg(OH)2 в раствор переходит 1 моль ионов Mg+2 и 2 моль ионов ОН.

Mg(OH)2 Mg2+ + 2 OH

Следовательно, в насыщенном растворе Mg(OH)2

[Mg2+] = 1,7∙10-4 моль/л; [OH] = 3,4∙10– 4 моль/л.

Отсюда .

Пример 2. . Вычислить растворимость соли (в моль/л и в г/л) при указанной температуре.

Решение: Обозначим растворимость соли через s (моль/л). Тогда в насыщенном растворе PbI2 cодержится s моль/л ионов Pb2+ и 2s моль/л ионов I.

PbI2 Pb+2+2I

s s 2 s

ПР=[Pb2+][I]2 = 4 s 3

; .

Растворимость PbI2, выраженная в г/л, (m = ν∙M) составляет 1,3∙10-3∙461 = 0,6 г/л.

Пример 3. Во сколько раз растворимость CaC2O4 в 0,1 М растворе (NH4)2C2O4 меньше, чем в воде?

Решение: Вычислим растворимость CaC2O4 в воде. Пусть концентрация соли в растворе будет s (моль/л), поэтому можем записать

Отсюда

Найдем растворимость этой соли в 0,1 М растворе (NH4)2C2O4; обозначим её через s ′. Концентрация ионов Ca2+ в насыщенном растворе тоже будет s ′, а концентрация [C2O42–] составит (0,1+ s ′), т.к. s ′<<0,1, то можно считать, что [C2O42–] = 0,1моль/л. Тогда ; s ′=2,6∙ 10–7 моль/л. Следовательно, в присутствии (NH4)2C2O4 растворимость СaC2O4 уменьшилась в =620 раз.

Пример 4. Смешаны равные объемы 0,02 н. растворов CaCl2 и Na2SO4; образуется ли осадок CaSO4?

Решение: Найдем произведение концентраций ионов Ca+2 и SO42– и сравним его с . Условием выпадения осадка является [Ca2+][SO42–] > .

Исходные молярные концентрации растворов CaCl2 и Na2SO4 одинаковы и равны 0,01 моль/л, т.к. при смешении исходных растворов общий объем раствора вдвое больше, то концентрация каждого из ионов уменьшается вдвое по сравнению с исходными. [Ca2+] = [SO42–] = 5∙10–3. Находим [Ca2+][SO42–] = 2,5∙10–5

2,5∙10-5 <6,1∙10-5.

Поэтому осадок не образуется.

 

1.4. ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ. ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ

Пример 1. Концентрация ионов водорода в растворе равна 4∙10–3 моль/л. Определить рН раствора.

Решение: рН = -lg(4∙10–3) = -(lg4 + lg10-3)=3-0,6=2,4.

Пример 2. Определить концентрацию [H+] в растворе, рН которого равен 4,60.

Решение: рН = -lg[H+] = 4,6. Перенесем знак минус lg[H+]=-рН=-4,6; чтобы мантисса логарифма стала положительной величиной, произведем следующее действие следовательно, [H+] = 2,5∙10–5 моль/л.

Пример 3. Чему равна концентрация [OH] в растворе, рН которого равен 10,80?

Решение: Из соотношения рН + рОН = 14 имеем рОН = 14 – рН = 3,20.

Отсюда -lg[OH] = 3,2; lg[OH] = -3,20= .

Этому значению логарифма соответствует значение

[OH] = 6,31∙10–4 моль/л.

Пример 4. Определить концентрацию HCO3 и CO32– в 0,01М растворе H2CO3, если рН этого раствора равен 4,18.

Решение: Найдем концентрацию [H+] в растворе:

-lg[H+] = 4,18;

[H+] = 6,61∙10–5 моль/л

H2CO3 H++HCO3 диссоциация по первой ступени

Подставляя значения [H+] и [H2CO3], находим

HCO3 H++CO32– диссоциация по второй ступени

.

1.5. ОБМЕННЫЕ РЕАКЦИИ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Пример. Записать в ионно-молекулярной форме уравнения реакций между следующими веществами: CH3COONa и H2SO4; Na2CO3 и HNO3; HCN и Ca(OH)2; Pb(NO3)2 и K2CrO4.

Решение: Так как CH3COOH, HCN и H2O - слабые электролиты, а CO2 и PbCrO4 - малорастворимые в воде вещества, искомые уравнения будут иметь вид:

CH3COO+ H+ → CH3COOH

CO32– + 2H+ → CO2↑ + H2O

HCN + OH→ CN+ H2O

Pb2+ + CrO42– → PbCrO4

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.011 сек.)