Задачи для самостоятельного решения. 1. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей по I ступени
1. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей по I ступени. Указать область значений рН (больше, меньше или равно 7).
2. Рассчитать константу гидролиза (Кг), используя справочные данные для констант диссоциации слабых электролитов.
3. Вычислить степень гидролиза раствора соли указанной концентрации (С моль/л).
4. Вычислить рН раствора соли (сравнить результат с ответом на первый вопрос !).
5. Куда и почему сместится равновесие гидролиза, если к раствору указанной соли добавить кислоту ?
6. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза при смешивании растворов двух солей, взаимно усиливающих гидролиз друг друга.
Варианты заданий
| № вари- анта | формула соли | Ссоли (моль/л) | смешать раствор двух солей под № № |
| NH4Cl | 0,1 | 5 + 12 | |
| KF | 0,01 | 6 + 16 | |
| KCN | 0,001 | 7 + 16 | |
| NaNO2 | 0,02 | 8 + 18 | |
| ZnCl2 | 0,03 | 10 + 18 | |
| CrCl3 | 0,05 | 11 + 19 | |
| AlCl3 | 0,06 | 5 + 18 | |
| FeCl3 | 0,07 | 5 + 15 | |
| NH4NO3 | 0,002 | 2 + 19 | |
| CuJ2 | 0,003 | 3 + 10 | |
| Na2CO3 | 0,004 | 10 + 11 | |
| KNO2 | 0,005 | 8 + 16 | |
| RbCN | 0,006 | 8 + 16 | |
| CsF | 0,007 | 10 + 15 | |
| Rb2SO3 | 0,04 | 7 + 15 | |
| Rb3PO4 | 0,08 | 18 + 19 | |
| Na2Se | 0,008 | 16 + 19 | |
| Na2S | 0,009 | 10 + 16 | |
| BeCl2 | 0,07 | 7 + 11 | |
| CH3COONa | 0,08 | 6 + 18 |
Растворимость. Равновесие осадок - раствор
Растворимость
Растворимость вещества измеряется концентрацией его насыщенного раствора. Наиболее распространенные формы выражения растворимости следующие:
а) процентная растворимость, выражаемая процентной концентрацией насыщенного раствора по отношению к массе растворителя или по отношению к массе раствора;
б) молярная растворимость, выражаемая молярной концентрацией насыщенного раствора;
в) растворимость, выражаемая содержанием вещества в граммах на литр насыщенного раствора. Растворимость газов выражается объемом растворяемого газа в единице объема растворителя.
Растворимость обозначается S(x).
Пример 1
При 20оС в 50,00 г воды растворяется 8,05 г сульфата натрия. Вычислить растворимость Na2SO4 при данной температуре, выразив ее в процентах по отношению к массе растворителя и раствора.
Решение
S(Na2SO4) = 8,05/50,00 × 100% = 16,1% - по отношению к массе растворителя.
S(Na2SO4) = 8,05/(50,00+8,05) × 100% = 13,9 % - по отношению к массе раствора.
Пример 2
При 18оС в 200 мл насыщенного раствора сульфата натрия содержится 32,66 г растворенного вещества. Вычислить молярную растворимость Na2SO4 при 18оС.
Решение
Согласно уравнению для молярной концентрации раствора находим
S(Na2So4) = (32,66 г/142 г/моль)/0,2 л = 1,15 моль/л.
Пример 3
При нормальных условиях в 100 л воды растворяется 6,985 г кислорода. Выразить растворимость кислорода в миллитрах на литр воды.
Решение
Вычислим объем 6,985 г О2 при нормальных условиях:
VO2 = (6,985 г/ 32 г/моль)×22,4 л = 4,90 л.
Этот объем кислорода растворяется в 100 л воды, следовательно, растворимость, отнесенная к 1 л воды, равна 0,049 л/л =49 мл/л.
Пример 4
При некоторой температуре в 1 кг водного раствора KNO3 содержится 450 г растворимого вещества. Сколько KNO3 выделится из раствора при охлаждении его до 25оС. Растворимость KNO3 при 25оС равна 38,5 % по отношению к массе воды.
Решение
Вычислим массу воды в исходном растворе:
m(H2O) = 1000 г - 450 г = 550 г.
Вычислим массу KNO3 , оставшуюся в растворе после выпадения кристаллов:
m’ = 550 г× 0,385 = 211,8 г.
Вычислим массу выделившихся кристаллов:
m = 450,0 г - 211,8 г = 238,2 г.
Равновесие осадок-раствор. Произведение растворимости.
Между осадком вещества и расположенным над ним его насыщенным раствором существует равновесие, т. е. скорость растворения осадка равна скорости его кристаллизации из раствора. Условно это равновесие записывается в виде
СmАn (T)« mСn+ (P)+nАm- (P).
Константа этого равновесия называется произведением растворимости (ПР):
ПР=[Сn+]m×[Аm-]n.
Если произведение концентраций ионов меньше значений ПР рассматриваемого вещества или равно ему, то осадок не образуется. Осадок образуется лишь тогда, когда произведение концентраций ионов больше ПР.
Пример 5
Произведение растворимости йодида свинца при 20оС равно 8×10-9. Вычислить растворимость соли (в моль/л и в г/л) при этой температуре.
Решение
Обозначим искомую растворимость через S(моль/л), тогда, в соответствии с уравнением рассматриваемого равновесия
PbJ2 (Т) « Pb2+(Р) + 2J-(Р) ,
в насыщенном растворе PbJ2 содержится S моль/л ионов Pb2+ и 2S моль/л ионов J-, откуда
ПР = [ Pb2+ ]×[ J- ]2 = S × (2s)2 = 4S3,
S = (ПР /4)1/3=1,3 × 10-3 моль/л.
Поскольку мольная масса PbJ2 равна 461 г/моль, то растворимость PbJ2, выраженная в г/л, составит 1,3 × 10-3 × 461=0,6 г/л.
Пример 6
Растворимость гидроксида магния при 18оС равна 1,7 × 10-4 моль/л. Найти ПР гидроксида магния при 18оС.
Решение
При растворении каждого моля Mg(OH)2 в раствор переходит 1 моль ионов Mg2+ и в 2 раза больше ионов ОН-:
Mg(OH)2(Т) « Mg2+(Р)+ 2 ОН-(Р) ,
поэтому в насыщенном растворе гидроксида магния [Mg2+ ] = 1,7×10-4 моль/л; [ОН- ] = 3,4×10-4 моль/л, следовательно,
ПР = [Mg2+ ] × [ОН- ]2 = 1,7×10-4× (3,4×10-4)2 = 1,96 × 10-11.
Пример 7
Произведение растворимости СаSO4 равно 6,1×10-5. Выпадает ли осадок при смешивании равных объемов 0,01 М раствора СаС12 и 0,02 М раствора Na2So4?
Решение
После смешивания объем полученного раствора станет в 2 раза больше объема каждого из взятых растворов, поэтому концентрации растворенных веществ в смеси будут в 2 раза меньше:
ССаС12 = 0,005 моль/л; СNa2SO4 = 0,010 моль/л.
В соответствии со схемами диссоциации
СаС12 ® Ca2+ +2С1-,
Na2So4 ® 2 Na+ + So42-,
[Ca2+] = 0,05 моль/л; [SO2-4] = 0,01 моль/л Þ
[Ca2+ ]×[SO2-4] = 0,005 × 0,01 = 5 × 10-5 < ПР Þ
осадок не выпадает.