Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Використовуючи формулу (13.7), знаходимо ізотонічний коефіцієнт






    ( = ):

    За допомогою рівняння (13.6) знаходимо кількість іонів, що утворюються внаслідок дисоціації електроліту:

    (іони)

    Таким чином, молекула даного електроліту дисоціює у воді з утворенням двох іонів.

    Задача 5. Обчислити ступінь дисоціації та концентрацію іонів Н+ у розчині хлорнуватистої кислоти НClО з концентрацією 0, 01 моль/л. Константа дисоціації кислоти K Д = 5, 8 × 10-8. Як зміниться концентрація іонів Н+, якщо до 1 л вихідного розчину кислоти додати 0, 02 моль NaClО?

    Розв’язання. Хлорнуватиста кислота – слабкий електроліт, який у водному розчині дисоціює на іони згідно зі схемою

    НClО Н+ + ClО-.

    Ступінь дисоціації кислоти a < < 1, тому використовуємо спрощену формулу закону Оствальда:

    K Д = a2 С (Х),

    де

    a = [H+]/ C (Х).

    У свою чергу,

    [H+] = ;

    [H+] = = 2, 41 × 10-5 (моль/л);

    a = 2, 41 × 10-5/0, 01 = 2, 44 × 10-3.

    Ступінь дисоціації слабкого електроліту сильно зменшується, якщо до розчину додати сильний електроліт з однойменним іоном. У цьому випадку під час дисоціації NaClО (a = 1) утворюються однойменні ClО--іони:

    NaClО Na+ + ClО-.

    Тому у розчині збільшується концентрація іонів ClО- і, відповідно, зменшується концентрація іонів Н+. Це обумовлено зміщенням рівноваги (формула (15.13)) вліво – у напрямі процесу моляризації.

    Позначимо нову концентрацію іонів Н+ через х (тобто С(Н+) = х), тоді концентрація іонів СlО- дорівнюватиме х + С (СlО-), де С (СlО-) – концентрація іонів СlО-, що утворилися дисоціацією сильного електроліту NaClО:

    С (СlО-) = С (NaClО) = ;

    С (СlО-) = 0, 02 / 1 = 0, 02 (моль/л).

    Константа рівноваги процесу дисоціації кислоти (константа дисоціації) має вигляд

     

    .

    Через те, що хлорнуватиста кислота дуже слабкий електроліт, можна припустити, що рівноважна концентрація кислоти [HClO] близька до вихідної молярної концентрації: [HClO]» С(HClO).

    Тоді

    ;

    х 2 + 0, 02 х = 5, 8 × 10-10.

    Оскільки величина х 2 достатньо мала, нею можна знехтувати, тоді

    0, 02 х» 5, 8 × 10-10

    х» 2, 9 × 10-8.

    Отже,

    С+) = 2, 9 × 10-8 моль/л.

    Таким чином, концентрація іонів водню зменшиться приблизно в

    Задача 5. Розрахуйте рН та рОН водних розчинів: а) нітратної кислоти з молярною концентрацією 0, 001 моль/л; б) гідроксиду калію з молярною концентрацією 0, 01 моль/л.

    Розв’язання:

    а) нітратну кислоту вважають сильним електролітом (a = 1), тому схему її дисоціації можна подати у вигляді

    HNO3 = H+ + NO3-.

    Концентрація іонів H+ та NO3- у розчині сильного електроліту дорівнює молярній концентрації кислоти, тому

    [H+] = [NO3-] = C(HNO3) = 0, 001 моль/л.

    Тоді

    рН = - lg 0, 001 = 3;

    рОН = 14 - 3 = 11.

    б) гідроксид калію також є сильним електролітом (a = 1), тому схема його дисоціації

    KOH = K+ + OH-.

    Концентрації іонів K+ та ОН- у розчині цього сильного електроліту дорівнюють його молярній концентрації:

    [OH-] = [K+] = C (KOH) = 0, 01 моль/л.

    Тоді розраховуємо рОН розчину за формулою (15.9):

    pОH = -lg [ОH-];

    pОH = -lg 0, 01 = 2;

    рН = 14 - 2 = 12.

    Задача 6. Розрахуйте рН та рОН водного розчину мурашиної кислоти НСООН з масовою часткою 0, 05 (густина розчину - 1000 г/дм3), якщо константа дисоціації мурашиної кислоти дорівнює 2, 1 · 10-4.

    Розв’язання. Мурашину кислоту відносять до слабких електролітів, тобто вона частково дисоціює за схемою

    НСООН Н+ + СОО-.

    Масову частку розчиненої речовини розраховуємо за формулою (13.8):

    ,

    тобто маса мурашиної кислоти, що міститься в 1 л розчину:

    m (HCOOH) = m розч w(НСООН) = V розч d розч w(НСООН);

    m (HCOOH) = 1 × 1000 × 0, 05 = 50 г.

    Молярна концентрація розчину кислоти:

    С (НСООН) = ;

    М (НСООН) = 46 г/моль;

    С (НСООН) = моль/л.

    Оскільки aНСООН < < 1, її константу дисоціації можна визначити за спрощеною формулою закону Оствальда:

    K Д = С (НСООН).

    У свою чергу,

    aНСООН = [H+]/C(HCOOH),

    де [H+] - концентрація іонів H+ у розчині мурашиної кислоти, моль/л.

    Тоді

    [H+] = ;

    [H+] = = 1, 51 × 10-2 моль/л.

    Розраховуємо рН розчину за формулою (15.2):

    pH = -lg [H+];

    pH = -lg(1, 51 × 10-2) = 1, 82.

    Оскільки

    рН + рОН = 14, то

    рОН = 14 - рН = 14 - 1, 82 = 12, 18.

    Задача 7. Концентрація насиченого при 20 °С водного розчину H2S дорівнює 0, 1 моль/л. Обчисліть рівноважні концентрації іонів [H+], [HS-], [S2-]. Константи дисоціації кислоти

    Розв’язання. Сірководнева кислота є слабким електролітом, вона ступенево дисоціює за схемами:

    H2S H+ + HS- ();

    HS- H+ + S2- ().

    Оскільки , дисоціацією за другим ступенем можна знехтувати.

    Тоді

    [H+]» [HS-] = ;

    [H+]» [HS-] = = 7, 75 × 10-5 моль/л.

    Для приблизного розрахунку [S2-] використовуємо вираз

    .

    Враховуючи, що [H+]» [HS-], [S2- = 1 × 10-14 моль/л.

    Отже,

    [H+] = 7, 75 × 10-5 моль/л;

    [HS-] = 7, 75 × 10-5 моль/л;

    [S2-] = 1 × 10-14 моль/л.

    Задача 8. За якої молярної концентрації оцтової кислоти у водному розчині її ступінь дисоціації дорівнює 0, 01? Константа дисоціації оцтової кислоти дорівнює 1, 8 × 10-5.

    Розв’язання. Оцтова кислота – слабкий електроліт, що частково дисоціює на іони:

    СН3CООН СН3CОО- + Н+.

    онстанту дисоціації кислоти можна розрахувати за спрощеною формулою закону Оствальда: K Д» a2 С,

    С (СН3CООН) = 1, 8 × 10-5/0, 012 = 0, 18 моль/л.

    Задача 9. Скільки грамів KOH міститься в 10 л розчину, рН якого дорівнює 11?

    Розв’язання. KOH – луг, сильний електроліт (a = 1), який у водному розчині повністю дисоціює на іони:

    KOH K+ + OH-.

    Для сильних електролітів концентрація іонів дорівнює молярній концентрації розчиненої речовини, тобто

    [OH-] = [K+] = C (KOH).

    Оскільки

    рОН = 14 - рН, рОН = 14 - 11 = 3, то

    [OH-] = 10-рОН,

    [OH-] = 10-3 моль/л.

    Тоді

    C(KOH) = 0, 001 моль/л.

    Завдання 10. Напишіть у молекулярній та іонній формі рівняння реакцій і вказати сполуку, утворення якої визначає напрям перебігу процесу:

    (NH3× H2O)
    а) Pb(NO3)2 + KI; б) AlBr3 + AgNO3; в) FeCl3 + NH4OH;

    г) NaHCO3 + HNO3.

    Розв’язання:

    а) Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2¯ + 2KNO3,

    сильний електроліт
    сильний електроліт
    сильний електроліт  
    Pb2+ + 2NO3- + 2K+ + 2I- = PbI2¯ + 2K+ + 2NO3-,

     

     

    Pb2+ + 2I- = PbI2¯.

    Оскільки внаслідок взаємодії утворюється поганорозчинний йодид свинцю,

    рівновага у системі зміщується у напрямі прямої реакції.

     

     

    б) AlBr3 + 3AgNO3 = 3AgBr¯ + Al(NO3)3,

    сильний електроліт  
    сильний електроліт
    сильний електроліт
    Al3+ + 3Br- + 3Ag+ + 3NO3- = 3AgBr¯ + Al3+ + 3NO3-,

     

     

    Взаємодія у процесі відбувається з утворенням малорозчинного броміду срібла:

    Ag+ + Br- = AgBr¯.

    (NH3× H2O)
    в) FeCl3 + 3NH4OH = Fe(OH)3¯ + 3NH4Cl,

     

    сильний електроліт
    слабкий електроліт
    сильний електроліт  
    Fe3+ + 3Cl- + 3NH4OH = Fe(OH)3¯ + 3NH4+ + 3Cl-,

     

     

    Fe3+ + 3NH4OH = Fe(OH)3¯ + 3NH4+.

    У цьому випадку взаємодія сильного електроліту FeCl3 та слабкого

    NH3× H2O º NH4OH приводить до утворення осаду Fe(OH)3, тому рівновага зміщується у напрямі прямого процесу.

    Н2СО3  
    г) NaHCO3 + HNO3 = NaNO3 + CO2­ + H2O,

     

    малодисоційована речовина
    сильний електроліт
    сильний електроліт
    сильний електроліт  
    Na+ + HCO3- + H+ + NO3- = Na+ + NO3- + CO2­ + Н2О,

     

     

    HCO3- + H+ = CO2­ + Н2О.

    Утворюється газоподібна речовина, тому рівновага у системі зміщується вправо.

    Як можна простежити за цими прикладами, зміщення іонних рівноваг іде у напрямі, в якому найповніше відбувається зв’язування іонів, а концентрації вільних, незв’язаних іонів, що залишаються у розчині, стають мінімально можливими.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.