Тема 4. розчини. способи вираження. завдання 1. в 1 кг води розчинили 200 г натрій гідроксиду.

СКЛАДУ РОЗЧИНІВ

Завдання 1. В 1 кг води розчинили 200 г натрій гідроксиду.

Обчислити моляльну концентрацію цього розчину, мольну і масову частку розчиненої речовини.

Розв’язок

Моляльна концентрація - це відношення кількості речовини до маси розчинника в кг.

, де: , тому .

M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 (г/моль).

Мольна частка розчиненої речовини дорівнює відношенню кількості розчиненої речовини до суми кількості речовини всіх компонентів розчину.

, де: , .

M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 (г/моль)

М(Н₂О) = 2 ^. 1+16 = 18 (г/моль)

Звідси

Масова частка розчиненої речовини – це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину, виражене у відсотках.

m_р-ну = m_p.p. + m_р-ка; m_р-ка = р ^. V.

m_р-ка = 1 ^. 1000 = 1000

m_р-ну = 40 +1000 = 1400

% = 2,86%

Завдання 2.Обчислити масу натрій карбонату Na₂CO₃, що міститься в 500 мл розчину, молярна концентрація еквівалента якого 0,3 моль/л.

Розв’язок

Молярна концентрація еквівалента – це відношення кількості речовини еквівалента до об’єму розчину.

де: ;

Еквівалентне число z для солі дорівнює добутку валентності елемента на число його атомів в солі.

Отже,

Звідси М_Е (Na₂CO₃) = ½ ^. (23^.2+12+16^.3)=53 (г/моль).

З формули визначимо масу розчиненої речовини:

m = C_Е ^.М_Е ^.V; m = 0,3 моль/л · 53 г/моль · 0,5 л = 7,95 г.

ТЕМА 5. РЕАКЦІЇ ОБМІНУ В РОЗЧИНАХ

ЕЛЕКТРОЛІТІВ

Завдання 1. Написати молекулярне, йонно-молекулярне і скорочене йонне рівняння реакції між натрій карбонатом і сульфатною кислотою.

Розв’язок

Запишемо молекулярне рівняння:

H₂O

Na₂CO₃+ H₂SO₄ = Na₂SO₄+H₂CO₃

CO₂

Na₂CO₃, H₂SO₄ і Na₂SO₄ - сильні електроліти, а H₂CO₃ - слабкий, електроліт, що розкладається на воду і вуглекислий газ.

Всі сильні електроліти запишемо в йонному виді, продукти розкладу слабкого електроліту – в молекулярній формі^

H₂O

2Na⁺ +CO₃^2- + 2H⁺ + SO₄^2- = 2Na⁺ + H₂CO₃

CO₂↑

Виключимо подібні йони, що не беруть участі в реакції, і одержимо скорочене йонне рівняння:

Н₂О

2Н⁺ + СО₃^2- = Н₂СО₃

СО₂↑

Реагують сильні електроліти, а в результаті реакції утворюється слабкий електроліт.

Отже, ця реакція йде до кінця.

ТЕМА 6. ДИСОЦІАЦІЯ ВОДИ. ВОДНЕВИЙ ПОКАЗНИК

Завдання 1. Визначити концентрацію йонів Гідрогену в розчині, рН якого дорівнює 6,3.

Розв’язок

З умови завдання маємо: рН = -Ig[H⁺] = 6,3 або lg[H⁺] = -6,3; [H⁺] = 10^-6,3; [H⁺] = 5^. 10^-7 моль/л.

Завдання 2.Концентрація йонів Н⁺ в грунтовому розчині сильно кислих підзолистих грунтів дорівнює 10^-3 - 10^-4 моль/л.

Визначити концентрацію йонів ОН^-, рН і рОН розчину.

Розв’язок

З формули йонного добутку води

визначаємо концентрацію гідроксид-йонів:

;

моль/л

моль/л

За концентрацією йонів Н⁺ визначаємо рН:

pH= -Ig [H⁺]:

pH₁ = -Ig10^-3 = 3; pH₂ = -Ig10^-4 = 4.

За концентрацією йонів ОН^- визначаємо pOH:

pOH = -Ig[OH];pOH₁ = -Ig10^-11 = 11; pOH₂ = -Ig10^-10 = 10.

ТЕМА 7. ГІДРОЛІЗ СОЛЕЙ

Завдання 1.Кислі болотні грунти мають високий вміст алюміній хлориду, який знижує рН і погіршує структуру грунтів. Чим це пояснюється?

Розв’язок

Алюміній хлорид АІСІ₃ – це сіль, утворена слабкою основою і сильною кислотою, тому вона гідролізується. Гідроліз відбувається за катіоном, і в розчині накопичуються йони Гідрогену, які спричиняють зниження водневого показника рН:

АІСІ₃ = АІ⁺³ +3СІ^-

АІ³⁺ + НОН L АІОН²⁺ +Н⁺ , рН< 7, в молекулярній формі.

АІСІ₃ + НОН L АІОНСІ₂ + НСІ.

Завдання 2.В грунтовому розчині солончаків міститься натрій карбонат Na₂CO₃(сода). Чому ці грунти мають лужну реакцію?

Розв’язок

Сода Na₂CO₃ – це сіль, утворена сильною основою і слабкою кислотою, тому вона гідролізується. Гідроліз відбувається за аніоном, і в розчині накопичуються йони ОН^-, які спричиняють лужну реакцію.

Na₂CO₃ = 2Na⁺ + CO₃^2-

СО₃^2- + НОН L НСО₃^- + ОН^- або в молекулярній формі

Na₂CO₃ + H₂O L NaHCO₃ + NaOH; рН > 7 (лужне cередовище).

ТЕМА 8. ОКИСНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ

Завдання 1.Лужність ґрунтового розчину може виникнути внаслідок життєдіяльності сульфатредукуючих бактерій, які відновлюють натрій сульфат в анаеробних умовах за схемою:

Na₂SO₄ + C → CO₂ + Na₂S;

Na₂S + CO₂ + H₂O → Na₂CO₃ + H₂S.

До яких типів належать ці реакції?

Для окисно-відновної реакції скласти електронні рівняння, розставити коефіцієнти і визначити молярні маси еквівалентів окисника та відновника.

Розв’язок

Визначаємо ступені окиснення елементів в обох реакціях:

В першому випадку змінюються ступені окиснення елементів, в другому - ступені окислення залишаються незмінними.

Отже, перша реакція - окисно-відновна, друга - не належить до окисно-відновних.

В окисно-відновній реакції змінюють ступінь окиснення Сульфур і Карбон.

Визначаємо окисник і відновник.

Окисник – це речовина, атоми або йони якої приєднують електрони, а відновник – це речовина, атоми або йони якої віддають електрони. Отже, окисник – Na₂SO₄, відновник – С.

Складаємо електронні рівняння і визначаємо процеси відновлення і окиснення.

- відновлення-приєднання електронів;

- окиснення-втрата електронів.

Визначаємо найменше спільне кратне для кількості відданих і приєднаних електронів та одержуємо коефіцієнти для окисника і відновника.

За коефіцієнтами лівої частини рівняння ставимо коефіцієнти в праву частину:

Na₂SO₄ + 2C = 2CO₂ + Na₂S.

Завдання 2.Визначити еквіваленти і молярні маси еквівалентів окисника і відновника в такій окисно-відновній реакції:

H₂S + H₂SO₃ = S + H₂O.

Розв’язок

відновник окисник

Йон S^2- віддає 2 електрони, тому f_ЕКВ для H₂S дорівнює , а еквівалент - - H₂S. Йон SO₃^2- приймає 4 електрони, тому f_ЕКВ для

H₂SO₃ дорівнює , а еквівалент - H₂SO_3.

Молярна маса еквівалента відновника H₂S:

Молярна маса еквівалента окисника H₂SO₃: