|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Произведение растворимости. Примеры решения задачГетерогенное равновесие "осадок ↔ насыщенный раствор" подчиняется правилу произведения растворимости, если малорастворимый 1. Условие растворения осадка. Произведение концентраций ионов, возведенных в степень стехиометрических коэффициентов, должно быть меньше величины произведения растворимости:[А+]m[B-]n<ПР (AmBn). 2. Условие осаждения осадка. Произведение концентраций ионов, Пример 1. Определение условий выпадения осадка. Образуется ли осадок СаСО3 при смешивании равных объемов 0,02 М растворов хлористого кальция и углекислого натрия? (Пр(СаСО3) = 1,0∙10-3) Решение: При смешении равных объемов растворов CaCI2 и Na2CO3 объем смеси увеличивается в 2 раза, а концентрация каждого из ионов уменьшается в 2 раза. Следовательно, [CaCI2]= [Ca+2] = 0,02∙0,5=1∙10-2 моль∙л-1. [Na2CO3] = [CО32-] = 0,2∙0,5 = 1∙10-2 моль∙л-1. Откуда [Ca+2]∙[CО32-]= 1∙10-2 ∙1∙10-2 = 1∙10-4. Осадок образуется, так как 1,0∙10-3< 1∙10-4. Пример 2. Вычисление концентрации ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе. Произведение растворимости BaF2 при 18ºС равно 1,7∙106. Рассчитайте концентрацию ионов Ba+2 и F- в насыщенном растворе BaF2 при этой температуре. Решение: BaF2 диссоциирует по уравнению BaF2 Ba+2 + 2F-. При диссоциации BaF2 ионов F-1 получается в 2 раза больше, чем ионов Ba+2. Следовательно, [F-1] = 2[Ва+2]. Произведение растворимости соли ПР(BaF2)=[Ва+2]∙[F+]. Выразим концентрацию ионов Ва+2, тогда ПР (BaF2) = [Ва+2] ∙ 2∙ [Ва+2]2 = 4[Ва+2]3= 1,7∙10-6 Концентрация ионов [Ва+2] равна: [Ва+2]= √1,7∙10-6 / 4 = 0,75∙10-2 моль∙л-1; Концентрация ионов F-1 равна: [F-1]=0,75∙10-2∙2=1,5∙10-2 моль∙л-1; Пример 3. Вычисление произведения растворимости малорастворимого электролита. Растворимость Ag3PO4 в воде при 20ºС равна 0,0065 г∙л-1. Рассчитайте значение произведения растворимости. Решение. Растворимость Ag3PO4 в моль∙л-1 равна: Р=6,5∙10-3/418,58 = 1,6∙10-5 моль∙л-1. При диссоциации 1 моль Ag3PO4 образует 3 моль ионов Ag+. 1 моль ионов PO43-, поэтому концентрация ионов PO43- равна растворимости Ag3PO4, а концентрация иона Ag+ в 3 раза больше, т.е. С[PO43-] =1,6∙10-5моль∙л-1. [Ag+]= 3∙1,6∙10-5. Произведение растворимости Ag3PO4 равно: ПР=[Ag+]3 + [PO43-]= (4,8∙10-5)3∙1,6∙10-5= 110,6 ∙10-15∙1,6∙10-3= 1,77∙10-18. Пример 4. Определение условий одновременного выпадения осадков солей из раствора. При каком соотношении концентрации ионов Zn+2Cd+2 в растворе прибавление к нему раствора Na2CO3 вызывает одновременное осаждение карбонатов этих ионов? ПР(ZnCOз)= 6∙10-11 Решение. Концентрацию вводимых карбонат-ионов обозначим через [Zn+2]=ПР(ZnCOз) / С(СО32-), [Cd+2] = ПР (CdСОз)/[СО32- ]. [Zn+2]/[Cd+2] = ПР(ZnCOз)/ПР (CdСОз)=6∙10-11/2,5∙10-14=2,4∙103=2400 Карбонаты цинка и кадмия будут выпадать одновременно из раствора, если [Zn+2] >[Cd+2] в 2400 раз. Если отношение [Zn+2] /[Cd+2] > 2400, то первым из раствора будет выпадать ZnCO3, до тех пор, пока отношение [Zn+2] /[Cd+2] не будет равным 2400. И только после этого начнется одновременное выпадение осадков. Если же отношение концентрации ионов цинка и кадмия меньше 2400, то первым начнет осаждаться карбонат кадмия. Осаждение карбоната кадмия будет протекать до тех пор, пока отношение [Zn+2] /[Cd+2] не достигнет значения, при котором ZnCOз и CdСОз будут осаждаться одновременно. Пример 5. Вычисление растворимости электролита по величине Произведение растворимости ПР оксалата бария ВаС2О4 равно Решение. В растворе труднорастворимого сильного электролита ПрВаС2О4= [Ва+2] ∙ [С2О42-] в осадке в растворе Так как оксалат бария диссоциирует на два иона, то его концентрация в растворе равна концентрации каждого из ионов, т.е. [ВаС2О4] = [Ва+2] = [С2О42-] = √1,62∙10-7 = 0,4∙10-3моль-л-1, т.е. растворимость оксалата бария в воде при t =20°С равна 0,4∙10-3моль-л-1. ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ В природной воде содержатся различные по растворимости соли. Карбонатная жесткость обусловлена содержанием гидрокарбонатов Вода, обладающая карбонатной жесткостью, при кипячении дает Са(НСС3)2 → СаСО3↓ + СО2↑ + Н2О Карбонатная жесткость относится к временной жесткости, количественно она характеризуется содержанием гидрокарбонатов, удаляющихся при кипячении воды в течение одного часа. Жесткость, остающаяся после такого кипячения, называется постоянной жесткостью. Сумма миллиэквивалентов ионов магния и кальция, содержащаяся Жесткая вода непригодна для технических целей. Для уменьшения - осаждение катионов Са2+ и Mg2+кипячением или добавлением - ионный обмен (воду пропускают последовательно через слой Пример 1. Вычислите жесткость воды, зная, что в 500 л ее со- Решение. В 1л воды содержится 202,5: 500 = 0,405 г Са(НСОз)2, 81 г/моль - эквивалентная масса Са(НСОз)2. Следовательно, жесткость воды 5 мкэв. Пример 2. Сколько граммов CaSO4 содержится в 1 м3 воды, если Решение: Мольная масса CaSO4=136,14 г/моль; эквивалентная Пример 3. Какую массу соды надо добавить к 500 л воды, чтобы Решение. В 500 л вода содержится 530 ∙ 5 = 2500 мэкв солей, обусловливающих жесткость воды. Для устранения жесткости следует Пример 4. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что на титрование 100 см3 этой воды, содержащей гидрокарбонат кальция, Решение. Вычисляем нормальность раствора гидрокарбоната кальция. Обозначив число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора, т.е. нормальность, через х, составляем пропорцию. 6,25/100=х/0,08, х= 0,005. Таким образом, в 1 л исследуемой воды содержится 0,005∙1000 = 5 мэкв гидрокарбоната кальция или 5 мэквСа2+ ионов. Карбонатная жесткость воды 5 мэкв. Приведенные примеры решают, применяя формулу Ж =m/ЭV, где m- масса вещества, обусловливающего жесткость воды или применяемого для устранения жесткости воды, мг; Э - эквивалентная масса этого вещества; V - объем воды, л. Решение примера 1. Ж =m/ЭV=202500/81∙500=5 мэкв. 81 - эквивалентная масса Ca(HCO3)2, равная половине его мольной массы. Решение примера 2. Из формулы Ж =m/ЭV, m = 4∙68,07∙1000=272280 мг = =272,280 г. CaSO4. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.) |