4.4 РІШЕННЯ ТИПОВИХ ЗАВДАНЬ ПО ТЕМІ "РОЗЧИНИ"
(Для нехімічних спеціальностей)
1. Який із зазначених нижче електролітів є слабким?
Сірчана і соляна кислоти є сильними (див. Розділ 4.3.1), а йодид натрію являє собою легко розчинну сіль (таблиця 3 додатка). Ці електроліти добре дисоціюють на іони у водному розчині. Слабким. тобто погано дисоціюють на іони електролітом, є ціанової кислота.
2. Визначте концентрацію (моль / л) іонів H + в розчині, якщо pH середовища дорівнює 12,7.
За визначенням pH = - lg [H +]. Тому [H +] = 10 - pH. Отже, в даному випадку [H +] = 10 -12,7 = 2 · 10 -13.
Відповідь: 2 · 10 -13 моль / л.
3. Визначте pH середовища, якщо концентрація іонів OH - в розчині становить 1,8 · 10 -9 моль / л.
Використовуючи іонний добуток води. обчислимо концентрац ію ио новий H + в розчині:
[H +] = Kw / [OH -] = 10 -14 / 1,8 · 10 -9 = 5,56 · 10 -6 моль / л
Визначимо pH c Реди. pH = - lg [H +] = - lg 5,56 · 10 -6 = 5,25.
4. Запишіть у молекулярної і іонно-молекулярної формах рівняння реакцій між речовинами. У відповіді вкажіть молярну масу утворюється слабкого електроліту. а) H2 S + Ba (OH) 2 →. ; б) Pb (NO3) 2 + H2 SO4 →.
а) Реакція між сірководнем і гідроксидом барію відноситься до типу реакцій іонного обміну. Тому в утворюються з'єднаннях позитивно заряджений іон з одного вихідного речовини з'єднується з негативно зарядженим іоном з іншого. Молекулярне рівняння реакції:
В іонно-молекулярному рівнянні сильні електроліти повинні бути записані у вигляді іонів, а слабкі - у вигляді молекул. Слабо диссоциирующих речовинами в цій реакції є сірководень і вода. Тому іонно-молекулярне рівняння реакції має вигляд:
H2 S + Ba 2 + 2OH - → Ba 2+ + S 2 + 2H2 O.
В скороченому іонно-молекулярному рівнянні повинні бути виключені однакові частки, що знаходяться в лівій і правій частинах повного рівняння, тобто іони, які не зазнають змін в ході реакції. В даному випадку це іони Ba 2+. Скорочена іонно-молекулярне рівняння реакції:
H2 S + 2OH - → S 2 + 2H2 O.
Слабким електролітом, що утворюється в реакції, є H2 O. Обчислюємо молярну масу води: 1 + 1 + 16 = 18.
б) Реакція між нітратом свинцю і сірчаною кислотою відноситься до типу реакцій іонного обміну. Тому в утворюються з'єднаннях позитивно заряджений іон з одного вихідного речовини з'єднується з негативно зарядженим іоном з іншого. Молекулярне рівняння реакції:
Слабо диссоциирующих речовиною в цій реакції є сульфат свинцю (погано розчинна сіль, що випадає в осад, див. Таблицю 3 додатка). Тому іонно-молекулярне рівняння реакції має вигляд:
Pb 2+ + 2NO3 - + 2H + + SO4 2- → 2H + + 2NO3 - + PbSO4 ↓.
В скороченому іонно-молекулярному рівнянні повинні бути виключені однакові частки, що знаходяться в лівій і правій частинах повного рівняння, тобто іони, які не зазнають змін в ході реакції. В даному випадку це іони NO3 - і H +. Скорочена іонно-молекулярне рівняння реакції:
Pb 2+ + SO4 2- → PbSO4 ↓.
Слабким електролітом, що утворюється в реакції, є PbSO4. Обчислюємо молярну масу сульфату свинцю: 207 + 32 + 4 · 16 = 303.
Відповідь: 303 г / моль.
5. C залиште іонно-молекулярні і молекулярні рівняння реакції гідролізу солей. а) K2 S; б) CuCl2. У відповіді вкажіть різницю молярних мас іонів, що утворюються при гідролізі.
а) Гідролізом солей називається процес взаимодейств ія ио новий солі з іонами води, що приводить до утворення слабодіссоціірующіх речовин і часто супроводжується зміною реакції середовища (рН).
При складанні рівнянь гідролізу в першу чергу необхідно визначити іони солі, связивающ ие ио ни води в малодиссоциирующие з'єднання, тобто іони, що зумовлюють гідроліз.
В даному вип ае в.о. ни S 2 пов'язують катіон H +. утворюючи іон HS -
S 2 + H2 O HS - + OH -
Рівняння гідролізу в молекулярній формі:
Практично гідроліз солі обмежується першим ступенем з утворенням кислої солі (в даному випадку KHS). Таким чином, гідроліз солі, утвореної сильною основою і слабкою кислотою (такий, як K2 S) протікає по аніону солі. Надлишок іонів OH - в розчині обумовлює лужну реакцію середовища в розчині (p Н> 7). В результаті гідролізу утворюються 2 іона: HS - і OH -. Розраховуємо різницю їх молярних мас: (1 + 32) - (16 + 1) = 16.
б) При розчиненні в воді CuCl2 дисоціює. СuCl2 Cu 2+ + 2Cl -
В даному вип ае в.о. ни Cu 2+ з'єднуються з іонами OH -. утворюючи гідроксоіони CuOH +. Гідроліз солі практично обмежується першим ступенем. і освіту молекули Cu (OH) 2 не відбувається. Іонно-молекулярне рівняння має вигляд:
Cu 2+ + HOH CuOH + + H +
В даному випадку продуктами гідролізу є основна сіль і кислота. Рівняння гідролізу в молекулярній формі записується в такий спосіб:
Таким чином, гідроліз солі, утвореної слабкою основою і сильною кислотою (в даному випадку CuCl2) протікає по катіону солі. Надлишок іонів H + в розчині обумовлює кислу реакцію середовища в розчині (рН <7). В результате гидролиза образуются 2 иона: CuOH + и H + ( c м. ионно-молекулярное уравнение). Рассчитываем разность их молярных масс: (64+16+1)–1=80.