Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации.

Концентрация приготовляемого раствора СН3СООН, моль/л Рассчитанный объем исходного раствора, мл Значение рН среды
измеренное вычисленное
       

Постройте график зависимости рН раствора СНзСООН от ее концентрации со(по теоретическим и экспериментальным данным).

Контрольные вопросы и задачи:

1.Что называют степенью диссоциации электролита? Чему равна степень диссоциации сильных электролитов?

2.В ряду электролитов NaOH, КОН, NH4OH, H2O, CH3COOH, H2S, HNO3, HC1 подчеркните те, диссоциация которых в водных растворах протекает обратимо.

3.Составьте уравнения электролитической диссоциации уксусной и сероводородной кислот (две ступени). Запишите выражения соответствующих констант диссоциации.

4.Вычислите ионную силу 0,05М раствора NaOH. Найдите активность иона ОН- ( Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru ) в этом растворе. Ответ: 0,05; 0,0425 моль/л.

5.Рассчитайте концентрацию ионов ОН- в 0,05 М растворе NH4OH.

Ответ: 9,4; 10-4 моль/л.

6.Рассчитайте активность ионов ОН- в растворе, если Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru моль/л.

Ответ: 10 моль/л.

7.Активность ионов ОН- в водном растворе равна 10-3моль/л. Вычислите рН раствора. Ответ: 11,0.

8.Рассчитайте рН 0,05 М водного раствора HNO3 без учета ионной силы раствора. Ответ. 1,3.

9.Рассчитайте рН 0,005 М водного раствора КОН без учета ионной силы раствора. Ответ. 11,7.

10Найдите молярную концентрацию раствора НС1, рН которого 2,5 (считайте Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru ) Ответ: 0,003 М.

11.Найдите молярную концентрацию раствора NaOH, pH которого 12 (считайте Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru ) Ответ: 0,01 М.

12.Что называют разведением раствора? Какова размерность разведения?

13.Что является аргументом и функцией в законе разведения Оствальда?

14.Зная константу диссоциации гидроксида аммония NH4OH. найдите: а) степень диссоциации; б) концентрацию ионов ОН-; в) рН раствора, если концентрация раствора NH4OH 0,01 моль/л. Ответ: 4,2%; 4,2·10-4 моль/л; 10,62.

15.Учитывая только первую ступень диссоциации, вычислите водородный показатель среды 0,02М раствора Н2СО3. Ответ: 4,02.

16.Сколько миллилитров 0,5 н. раствора НС1 нужно взять для приготовления

100 мл 0,01 н. НС1? Ответ: 2 мл.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 10

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Цель работы: изучение некоторых свойств водных растворов солей, связанных с реакцией гидролиза.

Гидролизом называют обменные химические реакции, про­текающие с участием воды. Если в обменную реакцию с водой вступает соль, то взаимодействие называют гидролизом соли. Признаком гидролиза соли является изменение нейтраль­ной реакции среды воды. Например, при раство­рении в воде хлорида аммония NH4C1 образуется избыток ионов Н+ и раствор подкисляется (рН < 7):

NH4C1 + Н20 Û NH4OH + HC1

или в ионном виде Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru

Если же растворить в воде ацетат натрия CH3COONa, раствор подщелачивается (рН > 7) вследствие образования из­бытка ионов ОН-:

CH3COONa + Н20 Û СН3СООН4 + NaOH

или CH3COO- + Н20 Û СН3СООН + OH-

Следовательно, водные растворы солей могут иметь кислую или щелочную реакцию среды потому, что они вступают в химическое взаимодействие с водой. При гидролизе некоторых солей рН воды не меняется. Однако не все соли вступают в реакцию гидролиза. Если растворить в воде хлорид калия, нейтральная реакция среды (рН = 7) характерная для чистой воды, не изменится, т.е. в растворе сохранится равенство Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru :

KCl + H2O Û KOH + HCl

Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru

Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru

Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru

Можно утверждать, что соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой (KCl, LiNO3, NaCl и т.п.), в реакцию гидролиза не вступают.

С водой взаимодействуют: 1) соли, образованные слабыми основаниями и сильными кислотами (NH4Cl, CuCl2, NH4NO3 и т.п.); 2) соли, образованные слабыми кислотами и сильными основаниями (Na2S, KCN, Na2CO3 и т.п.); 3) соли, образованные слабыми основаниями и слабыми кислотами (NH4CH3COO и т.п.).

Из рассмотренных примеров следует, что в реакцию с водой вступают катионы слабых оснований и анионы слабых кислот. Если эти ионы многозарядные (Fe3+, Cu2+, CO32-, SiO32- и т.п.), их взаимодействие с водой обычно идет до образования основного кислого иона (первая ступень гидролиза), например:

Fe3+ + H2O Û FeOH2+ + H+

CO32- + H2O Û HCO3+ + OH-

О глубине протекания процесса гидролиза при заданных условиях можно судить по степени гидролиза соли b, являющейся отношением концентрации гидролизованных ионов (с) к их исходной концентрации (с0):

b =с/с0

Реакция гидролиза соли обратима. В прямом направлении (®) она протекает в сторону образования молекул (основных ионов) слабых оснований или молекул (кислых ионов) слабых кислот, а в обратном () в сторону образования молекул воды. Реакцию образования молекул воды из ионов Н+ и ОН- называют реакцией нейтрализации. Следовательно, реакция гидролиза соли обратна реакции нейтрализации.

К реакции гидролиза соли применимы все положения и законы учения о химическом равновесии. Константа равновесия реакции гидролиза называется константой гидролиза соли Кг. Ее величина характеризует соотношение между равновесными концентрациями (активностями) всех компонентов системы. Связь между константой гидролиза соли (Кг) и степенью гидролиза (b) в растворе заданной концентрации (С0) выражается законом Оствальда:

Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru ,

если β«1, то Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru

Равновесие процесса гидролиза, отвечающее равенству скоростей реакции гидролиза и нейтрализации ( Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru ), подвижно и может быть смещено вправо ( Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru ) или влево ( Зависимость рН раствора уксусной кислоты от ее концентрации. - student2.ru ) в соответствии с принципом Ле Шателье. Так, например, при повышении температуры равновесие гидролиза смещается вправо, так как прямая реакция эндотермическая (DH > 0), а обратная (нейтрализация) – экзотермическая (DH < 0). При постоянной температуре Т равновесие гидролиза можно сместить вправо, уменьшая концентрацию раствора (разбавляя раствор); это следует из закона Оствальда: при КГ = constb тем больше, чем меньше с0.

Наши рекомендации