Задачі для самостійного розв’язування
1. Визначити молярну та нормальну концентрації 20%-го розчину кальцій хлориду (r=1,178 г/см3).
2. Обчислити масу гідроген хлориду, який міститься в 2 л хлоридної кислоти (r=1,108 г/см3) із масовою часткою речовини 22%.
3. Розрахувати об'єми розчину сульфатної кислоти (r=1,84 г/см3) та води, які потрібно змішати, щоб приготувати 10 л розчину кислоти густиною 1,42 г/см3.
4. Змішали 200 мл розчину калій гідроксиду з масовою часткою лугу 20% (r=1,173 г/см3) і 500 мл розчину цієї ж речовини з масовою часткою 40% (r=1,408 г/см3). Визначити масову частку (%) лугу в одержаному розчині.
5. Обчислити, яку масу хлоридної кислоти (w=0,30) необхідно додати до 400 г хлоридної кислоти з масовою часткою гідроген хлориду 0,15, щоб одержати розчин з масовою часткою речовини 0,2.
6. Визначити, який об'єм 0,5 М розчину калій гідроксиду потрібно використати для приготування 0,1 М розчину лугу об'ємом 200 мл.
7. З’ясувати, які об'єми води та 2 М розчину сульфатної кислоти потрібні для приготування 1 200 мл 1,5 М розчину кислоти.
8. Обчислити молярну та еквіваленту концентрації таких розчинів:
а) 27,1%-го розчину амоній хлориду (r=1,075 г/см3);
б) 6,91%-го розчину барій гідроксид дигідрату (r=1,04 г/см3).
9. Визначити масову частку розчиненої речовини в розчинах:
а) нітратної кислоти з молярною концентрацією еквівалентів 4,85 моль/л (r=1,16 г/см3);
б) натрій карбонату з молярною концентрацією еквівалентів 3,07 моль/л (r=1,15 г/см3).
10. Визначити об'єм 10%-го розчину натрій карбонату (r=1,105 г/см3), потрібного для приготування 5 л 2%-го його розчину (r=1,02 г/см3).
11. Розрахувати масу натрій нітрату, який треба додати до 160 г розчину цієї солі з масовою часткою розчиненої речовини 10%, щоб отримати розчин цієї солі з масовою часткою речовини 20%.
12. Розчинність безводного натрій карбонату в 100 г води при 500С становить 47 г, а при 150С – 16 г. Визначити масу солі, що викристалізується внаслідок охолодження 220 г розчину, насиченого при 500С, якщо відомо, що кристалогідрат відповідає формулі Na2CO3·10H2O.
13. Написати рівняння реакцій обміну в іонно-молекулярній формі:
| а) AgNO3 + FeCl3 → | е) Ba(NO3)2 + Al2(SO4)3 → |
| б) Pb(CH3COO)2 + K2S → | є) Na3PO4 + HCl → |
| в) SrSO4 + BaCl2 → | ж) K2CO3 + H2SO4 → |
| г) CaCl2 + Na3PO4 → | з) HClO + NaOH → |
| д) NH4Cl + NaOH → | и) NH4OH + HCN → |
| 14.Написати рівняння реакцій обміну в іонно-молекулярній формі: | |
| а) Na3PO4 + HClO → | е) NaClO + H2SO4 → |
| б) FeCl2 + NH4OH → | є) CrCl3 + NaOH → |
| в) Cr(OH)3 + HCl → | ж) KHSO3 + KOH → |
| г) NaHS + H2SO4 → | з) Fe(OH)3 + HNO3 → |
| д) AgNO3 + K2S → | и) CaCO3 + HCl → |
15. Визначити рН водних розчинів, у яких концентрація гідроген-катіонів (моль/л) становить: а) 10-4; б) 3,2·10-6; в) 7,4·10-11.
16. Обчислити концентрацію Н+ у 1%-му розчині ацетатної кислоти (r=1 г/см3).
17. Визначити, у скільки разів концентрація катіонів Н+ у розчині мурашиної кислоти більша за концентрацію цих іонів у розчині оцтової кислоти тієї ж концентрації.
18. З’ясувати концентрацію іонів Н2РО4-; НРО42- та РО43- у 0,4М розчині фос-фатної кислоти.
19. Виходячи з ДР кальцій карбонату обчислити масу кальцій карбонату, що міститься в 100 мл його насиченого розчину.
20. Визначити, чи випаде осад аргентум хлориду, якщо до 50 мл розчину хлоридної кислоти з молярною концентрацією еквівалентів 0,001 моль/л додати 450 мл розчину аргентум нітрату з молярною концентрацією еквівалентів 0,0001 моль/л.
21. З’ясувати, чи випаде осад плюмбум (ІІ) хлориду, якщо до розчину з молярною концентрацією еквівалентів 0,1 моль/л плюмбум (ІІ) нітрату додати рівний об'єм розчину натрій хлориду з молярною концентрацією еквівалентів 0,4 моль/л.
22. Визначити, чи випаде осад аргентум сульфату, якщо до 0,02 М розчину арґентум нітрату додати рівний об'єм сульфатної кислоти з молярною концентрацією еквівалентів 1 моль/л.
23. Визначити розчинність аргентум хлориду у: а) воді; б) розчині 0,001 М хлоридної кислоти.
24. Обчислити концентрації іонів Са2+ та РО43- у насиченому розчині кальцій фосфату, якщо ДР(Са3(РО4)2) при 25°С дорівнює 1·10-25.
25. Обчислити рН розчину, якщо концентрація йонів ОН- дорівнює (моль/л): а) 2,52·10-5; б) 1,78·10-7; в) 4·10-6.
ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ (до розділу 4.3)
1. Розрахувати рН середовища для водного розчину натрій хлориду.
Розв’язання
Солі, утворені катіоном та аніоном сильних електролітів гідролізу не підлягають.
.
.
Сутність реакції – дисоціація води, порушення рівноваги між іонами Гідрогену та гідроксилу немає.
Відповідь: рН водного розчину натрій хлориду має нейтральне значення.
2. Розрахувати рН середовища під час взаємодії з водою калій ацетату і натрій карбонату.
Розв’язання
Ці солі, утворені сильною основою та слабкою кислотою.
а) 
.
Гідроліз відбувається за аніоном:
− середовище лужне.
Запишемо повне іонно-молекулярне рівняння:
.
та молекулярне рівняння:
б) 
.
Натрій карбонат утворений сильною основою (NaOH) та слабкою кислотою (H2CO3). Гідроліз відбувається за аніоном, а реакція середовища визначатиметься за сильним компонентом (у даному випадку вона буде лужною):
.
Зі скороченого рівняння першої стадії гідролізу одержимо повне іонно-молекулярне рівняння:
та молекулярне рівняння:
.
Оскільки в результаті гідролізу утворилася кисла сіль, вона також підлягає подальшому гідролізу за другою стадією:
,
,
.
Таким чином, якщо сіль утворена сильною основою і слабкою
багатоосновною кислотою, то її гідроліз відбувається за декілька стадій, кількість яких дорівнює основності кислоти. У нашому випадку кислота двоосновна, тобто гідроліз має дві стадії. Причому в першій стадії гідроліз здійснюється швидше. У другій − він можливий у разі розведення розчину та нагрівання.
Під час гідролізу карбонат-іона як продукт реакції утворюються іони гідроксиду, накопичення яких згідно з принципом Ле Шательє повинно запобігати гідролізу. Тому за наявності лугів гідроліз натрій карбонату пригнічується, а в кислому середовищі відбувається зв’язування іонів гідроксиду і гідроліз підсилюється.
3. Розрахувати рН середовища під час взаємодії з водою амоній хлориду та алюміній сульфату.
Розв’язання
Ці солі, утворені слабкою основою та сильною кислотою.
а) Амоній хлорид утворений слабкою основою NH4OH та сильною кислотою HCl. Сіль розчинна, тобто може дисоціювати у водному розчині:
.
Гідроліз відбувається за катіоном, середовище визначається сильним компонентом, тому буде кислим.
;
;
.
б) Запишемо дисоціацію алюміній хлориду:
.
Гідроліз за катіоном. Якщо основа слабка та багатокислотна, гідроліз повинен здійснюватися поступово. Кількість його стадій дорівнює кислотності основи. У даному випадку можливі три стадії. Але самовільний гідроліз можливий тільки в першій, інші − відбуваються тільки за певних умов:
;
;
.
ІІ стадія гідролізу можлива тільки в разі розведення та нагрівання:
;
;
.
ІІІ стадія гідролізу можлива лише в тому випадку, коли до киплячої води додають краплями розчин алюміній хлориду:
Al(OH)2+ + HOH Û Al(OH)3 + H+;
;
.
Розглянемо ще гідроліз солі хром (ІІІ) сульфату:
.
І стадія:
;
;
.
ІІ стадія:
;
;
.
ІІІ стадія:
;
;
/
4. Розрахувати рН середовища під час взаємодії з водою амоній ціаніду.
Розв’язання
Ця сіль утворена катіоном та аніоном слабких електролітів, тому реакція середовища визначається співвідношенням сили слабких електролітів, що утворюються.
,
,
рН > 7 , оскільки Кд (NH4OH)=1,76∙10-5 , а Кд (HCN)=7,2∙10-10.
Середовище може наближатися до нейтрального, якщо константи дисоціації слабкої кислоти та основи близькі за значенням.
Ще одним прикладом можливого перебігу реакції в розчинах солей, утворених частинками слабких електролітів, є так зване підсилення гідролізу. Цей тип гідролізу ускладнює реакції обміну між солями. Солі, які не належать до важкорозчинних і утворені аніоном та катіоном дуже слабких багатоосновних кислот та багатокислотних основ, не можна отримати реакцією обміну у зв’язку з їх глибоким гідролізом, який часто відбувається до кінця. Наприклад, сіль алюміній сульфід можна отримати спіканням алюмінію із сіркою. У таблиці розчинності цієї солі немає, оскільки під час розчинення відбувається її повний гідроліз. За рахунок останнього іон Алюмінію зв’язує іони гідроксилу, а сульфід-іон – іони Гідрогену. У результаті в надлишку не накопичуються ні іони ОН- , ні іони Н+, гідроліз не закінчується на перших стадіях, а відбувається далі – до утворення кінцевих продуктів.
,
.
5. Визначити рН середовища під час взаємодії з водою натрій гідрокарбонату.
Розв’язання
Реакція гідролізу кислих солей багатоосновних слабких кислот може бути як кислою, так і слабколужною. Гідроліз натрій гідрокарбонату:
NaHCO3 + H2O Û H2CO3 + NaOH,
HCO3- + H2O Û H2CO3 + OH-.
Особливість гідролізу солей такого типу полягає в тому, що одночасно із зазначеною реакцією гідролізу відбувається також реакція дисоціації аніона кислої солі, яка обумовлює утворення в розчині іонів Н+:
,
які нейтралізують іони гідроксилу.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 2448;