Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D.

В этом задании проверяются навыки и умения по составлению уравнений гидролиза для растворов солей, расчета степени гидролиза и водородного показателя рН в растворах гидролизующихся солей.

3.1. Какие процессы имеют место в растворе? Напишите уравнения реакций этих процессов.

Ответ:

В данном растворе имеют место процессы диссоциации и гидролиза.

1) Sc2(SeO4)3 –это соль, все соли сильные электролиты.

Реакция диссоциации: Sc2(SeO4)3 → 2Sc3+ + 3 SeO42-

2) Sc2(SeO4)3 –это соль, образованная сильной кислотой (H2SeO4) и слабым основанием (Sc(OH)3), поэтому в растворе подвергается гидролизу – реакции обмена с водой слабой части соли с образованием слабого электролита. Ион скандия многозарядный, поэтому гидролизуется ступенчато:

1 ст. : Sc3+ + HOH Û(ScOH)2+ + H+

2 ст. : ScOH2+ + HOH ÛSc(OH)2+ + H+

3 ст. : ScOH+ + HOH ÛSc(OH)3

3.2. Рассчитайте водородный показатель раствора при 25°С и стандартных состояниях, учитывая только одну ступень процесса.

Ответ:

В результате гидролиза соли по катиону в растворе появляется избыток иона водорода, среда становится кислой. Расчёт pH гидролиза по катиону (Кд (Sc(OH)3) =7,6∙10-10-3ст.):

pH= Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

где β Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru – степень гидролиза, равная отношению равновесной концентрации гидролизованных ионов к исходной концентрации ионов соли, подвергающихся гидролизу. Степень гидролиза связана с константой гидролиза и исходной концентрацией соотношением, аналогичным закону Оствальда:

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

В выражение для константы гидролиза по I ступени подставляем табличное значение константы диссоциации Sc(OH)3 по последней ступени:

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

M(Sc(OH)3) = 45г/моль + 3∙16г/моль + 3∙1г/моль = 96г/моль

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

pH= Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru (pH<7 – среда кислая)

3.3. Объясните смещение равновесия в растворе при:

а) добавлении раствора вещества В;

Ответ:

при добавлении КОН в растворе появляется избыток гидроксид-ионов ОН-. Согласно принципу ЛеШателье равновесие сместится вправо.Гидроксид ионы ОН-связывают из раствора ионы H+с образованием слабого электролита – воды, концентрация ионов Н+ уменьшится, а

pH увеличится.

б) добавлении 0,5 л Н2О;

Ответ:

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

pH= Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru .При добавлении воды уменьшается концентрация соли, степень гидролиза увеличивается.

в) увеличении температуры;

Ответ:

Реакция гидролиза – эндотермическая реакция. По принципу ЛеШательепри увеличении Т равновесие реакции смещается в сторону эндотермических реакций => в сторону гидролиза (равновесие сместится вправо), то есть концентрация ионов водорода увеличится, а pH раствора соответственно уменьшится

Задание 4.

В этом задании проверка знаний и умений по расчетам в растворах мало растворимых веществ: произведения активностей, возможность выпадения осадка, растворимость малорастворимых веществ.

Имеется два раствора:

а) 5мл 0,004М раствора вещества Е (AgNO3);

б)15мл 0,003М раствора вещества F (NaNO2);

4.1. Определите, произойдет ли выпадение осадка при сливании этих растворов?

Ответ:

При сливании 15 мл одного раствора и 5 мл второго общий объем системы станет 20 мл. Рассчитаем концентрации солей в объеме 20 мл.

а) AgNO3→Ag++NO3-

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru 0,004моль/л – 20мл

=>х= Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru = 10-3 моль/л

х моль/л – 5мл

б) NaNO2→Na++NO2-

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru 0,003моль – 20мл

=>х=15∙0,003:20 = 2,25∙10-3 моль/л

х моль – 15мл

При слиянии растворов образуется малорастворимая соль нитрит серебра:

Ag++ NO2-→ AgNO2

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

ПР(табличное) = 3,1∙10-10

Если произведение активностей (ПА) ионов в растворе больше табличного значения произведения растворимости (ПР), то выпадает осадок труднорастворимого соединения.

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru =>осадок выпадает

4.2. Рассчитайте величину растворимости осадка (п.4.1.) в чистой воде. Как изменится растворимость, если растворителем будет раствор вещества А (см. задание 1).

Ответ:

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Если растворителем будет KNO2:

Концентрация каждого иона в насыщенном растворе электролита может быть изменена, но при этом изменяется и концентрация другого иона так, что произведение концентраций сохраняет прежнюю величину. Поэтому, если в насыщенный раствор электролита ввести некоторое количество одного из ионов, входящих в состав электролита, то концентрация другого иона должна уменьшиться и часть растворенного электролита выпадет в осадок, то есть растворимость электролита понижается от введения в раствор одноименных ионов.

4.3. Определите значение водородного показателя, при котором начинается выпадение осадка вещества G (Cu(OH)2) при 25°С и стандартных состояниях?

Ответ:

1ст.: Cu(OH)2↔ CuОН ++ОН-

2ст.: CuОН +↔ Cu2++ОН- (слабый электролит, Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru )

pH=14 Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

pH=14 Имеется водный раствор объёмом V, л, содержащий d, г, вещества D. - student2.ru

Выпадение осадка начнется при рН=11.

Задание 5.

В этом задании рассматриваются растворы комплексных соединений. Следует знать понятие константы нестойкости комплексов ( табличные значения); уметь писать реакции диссоциации комплексных соединений.

Наши рекомендации