При твердении протекает реакция 7 страница
Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора С6Н12О6 находим из формулы:
Δtкр = К·m·1000 /М·m1 = 1,86·2·1000/(180·98) = 0,21°С.
Вода кристаллизуется при 0°С, следовательно, температура кристаллизации раствора tкр = 0— Δtкр = 0 - 0.21 = -0,21°С.
Из формулы (1) находим и повышение температуры кипения 2%-ного раствора:
Δtкип = 0,52•2•1000/(180•98) = 0,06°С.
Вода кипит при 100 °С, следовательно, температура кипения этого раствора
tкип = 100 + Δtкип = 100+ 0,06=100,06 С.
Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529° С. Температура кипения сероуглерода 46,3°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.
Решение. Повышение температуры кипения Δtкип = 46,529 - 46,3 = 0,229°. Мольная масса бензойной кислоты 122 г/моль. Из формулы
Δtкип = К·m·1000/М·m1
находим эбуллиоскопическую константу:
К = Δtкр·М·m1/m·1000 = 0,229·122·100/1,22·1000 = 2,29°С
Пример 3. Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при - 0,279 °С. Вычислить мольную массу глицерина.
Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, понижение температуры кристаллизации Δtкр = 0-(-0,279) = 0,279°
Вычисляем мольную массу глицерина из формулы:
Δtкр = К·m·1000/М·m1;
М = К·m·1000/Δtкр·m1 = 1,86·11,04·1000/0,279·800 = 92 г/моль.
Пример 4. Вычислите процентную концентрацию водного раствора мочевины (NH2)2CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна - 0,465 °С.
|
|
|
Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно,
Δtкр = 0 - (-0,465) = 0,465 °С. Мольная масса мочевины 60 г/моль.
Находим массу (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды из формулы:
Δtкр = К·m/М;
m = Δtкр·М/К = 0,465·60/1,86 = 15 г.
Общая масса раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения
С% = m·100/m1
Где: m – масса растворенного вещества, г;
m1 – масса раствора, г.
С% = m∙100 /m1 = 15∙100/1015 = 1,48%
Пример 5. Определите осмотическое давление при 18,5°С раствора, в 5 дм3 которого содержится 62,4 г CuSO4∙5Н2О. Кажущаяся степень диссоциации соли в растворе равна 0,38.
Решение.CuSO4 - сильный электролит. Осмотическое давление в растворе электролита рассчитываем по формуле
Росм = iCМRT,
где: i – изотонический коэффициент;
CМ – молярная концентрация;
R – универсальная газовая постоянная;
T – температура, Т = 273 +18,5 = 291,5 К.
Изотонический коэффициент (i)определяем из формулы кажущейся степени диссоциации (α):
α = (i – 1) / (n –1)
где: n – число ионов, на которые диссоциирует молекула электролита.
CuSO4 диссоциирует на два иона: CuSO4 ↔ Cu2+ + SO42- (n = 2)
Рассчитаем изотонический коэффициент:
0,38 = (i – 1) / (2 –1); i = 1,38.
|
|
|
Определим молярную концентрацию: СМ = m(CuSO4)/M(CuSO4) ∙ V(H2O)
Масса CuSO4 в 62,4 г CuSO4∙5Н2О составляет:
М(CuSO4∙5Н2О) = 160 + 5 ∙ 18 = 250 г/моль
250 г CuSO4∙5Н2О содержит 160 г CuSO4
62,4 г CuSO4∙5Н2О содержит m CuSO4
m CuSO4 = 62,4 ∙ 160/250 = 39,94 (г)
СМ = 39,94/160 5 = 0,05 моль/дм3
Росм = iCМRT = 1,38∙0,05∙8,314∙291,5 = 167,2 Па
Контрольные вопросы
161. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна - 0,558°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°.
Ответ: 442 г/моль.
162. Осмотическое давление 0,125 М раствора KBr равно 5,63∙105 Па при 25°С. Определите величину кажущейся степени диссоциации соли. Ответ: 82%.
163. Чему равны рН и рОН 1 н раствора НСN, если ее константа диссоциации Кдис = 4,9∙10-10? Ответ: рН = 4,6; рОН = 9,4.
164. Кажущаяся степень диссоциации 0,12 М раствора AgNO3 равна 60 %. Определите концентрацию ионов Ag+ и NO3- в моль/дм3 и г/дм3.Ответ: 0,072 моль/дм3; 4,46 г/дм3; 7,78 г/дм3
165. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы С6Н12О6, зная, что этот раствор кипит при 100,26°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°. Ответ: 8,25%.
166. Раствор, содержащий 0,60 г Na2SO4 в 720 г воды начинает кристаллизоваться при температуре – 0,028°С. Чему равно осмотическое давление в этих же условиях, если ρ = 1 г/см3? Ответ: 34,74 Па.
|
|
|
167. Чему равна температура кристаллизации раствора, который содержит 84,9 г NаNO3 в 1000 г воды? Давление насыщенного пара над этим раствором составляет 2268 Па, а давление водяного пара при той же температуре 2338 Па. Ответ: -3,16ºС.
168. Найдите моляльность, нормальность и молярность 15%-ного (по массе) раствора Н2SO4 (ρ = 1,10 г/мл). Ответ: 1,80 моль/кг; 3,37 н; 1,68 моль/л.
169. Рассчитайте относительное понижение давления насыщенного пара над раствором, содержащем 0,1 моль Na2SO4 в 900 г воды при 70°С. Кажущаяся степень диссоциации в этом растворе равна 80%. Давление насыщенного водяного пара при этой же температуре равно 31157 Па. Ответ: 0,0052 Па.
170. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН3ОН, температура кристаллизации которого -2,79°С. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 4,58%.
171. Определите сильный или слабый электролит уксусная кислота, если раствор, содержащий 0,571 г кислоты в 100 г воды, замерзает при - 0,181°С. Ответ: 2,2%.
172. Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара С12Н22О11, зная, что температура кристаллизации раствора -0,93°С. Криоскопическая константа воды 1,86о. Ответ: 14,6%.
173. Давление насыщенного пара над раствором, который содержит 66,6 г СаСl2 в 90 г воды при 90°С равно 56690 Па. Чему равна степень диссоциации соли, если давление водяного пара води при этой же температуре равно 70101 Па? Ответ: 39 %.
|
|
|
174. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С10Н16О в 100 г бензола, кипит при 80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола. Ответ: 2,57ºС.
175. Изотонический коэффициент водного раствора хлоридной кислоты (ωHCl = 6,8%) равен 1,66. Определите температуру кристаллизации этого раствора. Ответ: - 6,17ºС.
176. Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при - 0,279 °С. Криоскопическая константа воды 1.86 °С. Ответ: 60 г/моль.
177. Вычислите температуру кипения 5%-го раствора нафталина С10Н8 в бензоле. Температура кипения бензола 80,2°С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57°С. Ответ: 81,25°С.
178 Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при - 0,465°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°С. Ответ: 342 г/моль.
179. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25 г антрацена С14Н10 в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718 °С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65 °С. Ответ: 3,9°С.
180. При растворении 4,86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0,81º. Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбуллиоскопическая константа бензола 2,57°. Ответ: 8.
ТЕМА: Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена
При решении задач этого раздела необходимо пользоваться таблицей растворимости солей и оснований в воде и таблицей констант и степеней диссоциации слабых электролитов.
Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.
В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения
Пример 1. Написать ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ: а) НС1 и NaOH; б) РЬ(NО3)2 и Na2S; в) NaCIO и HNO3; г) К2СОз и H2SO4 ; д) СН3СООН и NaOH.
Решение. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:
а) НС1 + NaOH = NaС1 + Н2O
б) РЬ(NО3)2 + Na2S = РЬS + 2NaNО3
в) NaCIO + HNO3 = NaNO3 + HCIO
г) К2СОз + H2SO4 = К2 SO4 + H2О + СО2
д) СН3СООН + NaOH = СН3СООNa + Н2O
Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием слабых электролитов (Н2O, HCIO), осадка (РЬS), газа (СО2).
В реакции (д) два слабых электролита, но так как реакции идут в сторону большего связывания ионов и вода — более слабый электролит, чем уксусная кислота, то равновесие реакции смещено в сторону образования воды. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства a) Na+ и С1-; б) Na+ и NO3-; в) Na+ и NO3-; г) К+ и SО42-; д) Na+, получим ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций:
а) Н+ + ОН- = Н2O
б) РЬ2+ + S2- = РЬS
в) CIO- + H+ = HCIO
г) СОз2- + 2H+ = H2О + СО2
д) СН3СООН + OH- = СН3СОО- + Н2O
Пример 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:
а) SО32- + 2H+ = SО2 + Н2O
б) РЬ2+ + СrО42- = РЬСrО4
в) НСО3- + ОH- = СО32- + H2О
г) ZnОН+ + H+ = Zn2+ + H2О
В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов. Следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов.
Например:
а) Nа2SО3 + 2HС1 = 2NаС1 + SО2 + Н2O
б) РЬ(NО3)2 + К2СrО4 = РЬСrО4 + 2КNО3
в) КНСО3 + КОH = К2СО3 + H2О
г) ZnОНС1 + HС1 = ZnС12 + H2О
Контрольные вопросы
181. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а). СаСОз + 2H+ = Са2+ + H2О + СО2
б). А1(ОН)3 + ОН- = А1О2- + 2H2О
в). Pb2+ + 2I- = PbI2
182. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Ве(ОН)2 и NaOH; б) Cu(OH)2 и HN03; в) ZnOHN03 и HN03.
183. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Nа3РО4 и СаС12; б) К2СОз и BaС12;
в) Zn(OH)2 и КОН.
184. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а). Fе(ОН)3 + 3Н+ = Fе3+ + 3Н2О
б) Cd2+ + 2OH- = Cd(OH)2
в). Н+ + NО2- = HNО2
185. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) CdS и НС1; б) Сг(ОН)3 и NaOH, в) Ва(ОН)2 и СоС12.
186. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а). Zn2+ + Н2S = ZnS + 2Н+
б).НСО3- + Н+ = Н2О + СО2
в). Ag+ + С1- = AgС1
187. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) H2SO4 и Ва(ОН)2; б) FеС1з и NH4ОH;
в) CH3COОNa и HCI.
188. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) FеС1з и КОН; б) NiSО4 и (NH4)2S;
в) МgСОз и HNО3.
189. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а). Ве(ОН)2 + 2ОН- = ВеО22- + 2Н2О
б). CH3COО- + H+ = CH3COОH
в). Ва2+ + SО42- = ВаSО4
190. Какое из веществ: NaCI, NiSО4, Ве(ОН)2, КНСОз - взаимодействует с раствором гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
191. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) NаНСО3 и NaOH; б) К2SiО3 и HС1; в) BaС12 и Na2SО4.
192. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) K2S и НС1; б) FeSО4 и (NН4)2S; в) Сг(ОН)3 и КОН.
193. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а) Мg2+ + СО32- = МgСО3; б) Н+ + ОН- = Н2O
194. Какое из веществ: А1(ОН)3; H2SО4; Ba(OH)2 - будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.
195. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) КНСО3 и Н2SО4; б) Zn(OH)2 и NaOH;
в) СаС12 и AgNO3.
196. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) CuSО4 и Н2S; б) ВаСО3 и НNО3; в) FеС13 и КОН.
197. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями: а) Cu2+ + S2- = CuS;
б) SiО32- + 2Н+ = Н2SiО3
198. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) Sn(OH)2 и НС1; б) и ВеSО4 и КОН; в) NH4C1 и Ва(ОН)2.
199. Какое из веществ: КНСО3, СН3СООН, NiSО4, Na2S — взаимодействует с раствором серной кислоты? Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
200. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) AgNO3 и K2CrО4; б) Pb(NО3)2 и КI; в) CdSО4 и Na2S.
ТЕМА: Гидролиз солей
Химическое обменное взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением рН среды, называется гидролизом.
Пример 1. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: a) KCN, б) Na2CO3. в) ZnSO4. Определите реакцию среды растворов этих солей.
Решение. а) Цианид калия KCN — соль слабой одноосновной кислоты HCN и сильного основания КОН. При растворении в воде, молекулы KCN полностью диссоциируют на катионы K+ и анионы CN-. Катионы К+ не могут связывать ионы ОН- воды, так как КОН — сильный электролит. Анионы же CN- связывают ионы Н+ воды, образуя молекулы слабого электролита HCN. Соль гидролизуется, как говорят, по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
CN- + Н2О ↔ НCN + ОН-
или в молекулярной форме
КCN + Н2О ↔ НCN + КОН
В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов ОН-, поэтому раствор KCN имеет щелочную реакцию (рН > 7).
б) Карбонат натрия Na2CO3 — соль слабой многоосновной кислоты и сильного основания. В этом случае анионы соли CO32-, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО3-, а не молекулы Н2СО3, так как ионы НСО3-диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Н2СО3. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!