Література для підготовки теоретичного матеріалу
Опрацювати розділи 9, 10 підручника [6] та 3.2 посібника [3].
План вивчення розділу
1 Дисперсні системи: визначення, класифікація, основні
поняття.
2 Механізм розчинення, розчинність та її чинники.
3 Концентрації розчинів.
4 Колігативні властивості розчинів.
5 Електролітична дисоціація:
5.1 теорія електролітичної дисоціації, елементи
теорій Бренстеда і Льюїса;
5.2 елементи теорії сильних електролітів;
5.3 електролітична дисоціація води.
6 Рівновага у розчинах електролітів:
6.1 зміщення рівноваги дисоціації слабких електро-
літів;
6.2 добуток розчинності;
6.3 електролітична дисоціація води;
6.4 гідроліз солей.
7 Приклади розв’язання типових задач і виконання завдань.
8 Завдання для самоперевірки.
Приклади розв’язання типових задач і виконання
Завдань
Приклад 1 Коефіцієнт розчинності CuSO4 при 250С дорівнює 25 г. Скільки грамів солі міститься у 200 г насиченого розчину?
Розв’язання. Маса насиченого розчину складається з маси солі і маси води. Коефіцієнт рочинності CuSO4 показує, що 25 г солі розчиняється у 100 г води, тобто в такому випадку усього насиченого розчину утворюється 125 г. А далі складемо пропорцію:
| 125 г | розчину містить | 25 г  ;
|
| 200 г | розчину містить | x г .
|
Звідси маса у 200г насиченого розчину
Приклад 2 Натрій гідроксид кількістю речовини 1,5 моль розчинили у 140 г води. Визначити масову частку NaOH у розчині.
|
|
|
Розв’язання. З урахуванням співвідношення
обчислимо масу 
:
Маса усього розчину складається з маси і маси води:
Знайдемо масову частку натрій гідроксиду в розчині:
Приклад 3 Розрахуйте: а) молярну концентрацію; б) молярну концентрацію еквівалента; в) мольну частку розчиненої речовини 49% розчину 
( 
).
Розв’язання: а) для зручності розрахунку беремооб’єм розчину таким, що дорівнює 1л. Розраховуємо масу 1л розчину:
Розраховуємо масу в розчині:
Також розраховуємо масу води у розчині:
Розраховуємо молярну концентрацію :
б) розраховуємо молярну концентрацію еквівалента :
в) для розрахунку мольної частки спочатку встановлюємо кількості компонентів розчину:
Розраховуємо мольну частку :
Приклад 4 У трьох склянках міститься по 100 мл 0,1М розчину 
з густиною 1,012 г/мл. До однієї з них додали 60 мл води, до другої – 10 г сухого 
, а з третьої випарили 20 г води. Як змінилася масова частка у кожному випадку?
Розв’язання. Для визначення масової частки вихідного розчину 
спочатку необхідно обчислити масу розчину
і масу речовини , враховуючи об’єм 
і молярну масу солі 
:
Тоді масова частка вихідного розчину:
|
|
|
(або 
).
Після того як у першу склянку долили воду, маса одержаного розчину збільшилися на масу води:
тобто маса першого розчину:
а масова частка 
у ньому:
(або 
).
Отже, у першій склянці масова частка зменшилась у:
У другій склянці після додавання 10 г маса розчину становить:
а маса речовини в ньому:
Масова частка у другому розчині:
(або 
).
Масова частка у другому розчині зросла у:
Маса розчину у третій склянці після випаровування 20 г води дорівнює:
Беручи до уваги, що маса речовини не змінилася, обчислимо масову частку у третьому розчині:
(або 
).
Отже, у третьому розчині масова частка теж зросла у:
Приклад 5 При температурі 800С у 500 г води можна максимально розчинити 325 г 
. Визначити коефіцієнт розчинності 
.
Розв’язання. Складемо пропорцію:
| у 500 г | розчиняється | 325 г ;
|
| у 100 г | розчиняється | x г  .
|
Звідки знайдемо коефіцієнт розчинності:
Приклад 6 У 1,2 л розчину міститься 20,5 мг сахарози 
. Розрахуйте осмотичний тиск розчину при 220С.
Розв’язання.З урахуванням маси сахарози ( 
та її молярної маси 
обчислимо молярну концентрацію розчину
При розв’язуванні задач, пов’язаних із знаходженням осмотичного тиску, слід пам’ятати, що одиницею його вимірювання є 
. З іншого боку, 
|
|
|
Відповідно до закону Вант-Гоффа осмотичний тиск розчину становить:
Приклад 7 У 250 мл розчину міститься 17 мг розчиненої речовини. Осмотичний тиск розчину при 270С становить 1,84 кПа. Визначте молярну масу речовини.
Розв’язання. Враховуючи, що
,
розраховуємо молярну масу речовини за формулою
Приклад 8 Розрахуйте тиск пари води над розчином, що містить 45 г глюкози С6Н12О6 в 720г води при 250С. Тиск пари води при 250С становить 3168 Па.
Розв’язання.Для даного випадкузгідно з І (тонометричним) законом Рауля можна розрахувати тиск пари води над розчином за такою формулою:
де 
- тиск пари води над розчином при 250С;
- тиск пари води при 250С;
- мольна частка води в розчині.
Спочатку знайдемо мольну частку води в розчині:
Тепер можна обчислити тиск насиченої пари розчинника над розчином:
Приклад 9 Розрахуйте молекулярну масу речовини, якщо відомо, що водний розчин, у якому міститься 5,12 г у 100 г води, замерзає при -0,2800С; кріоскопічна стала води 
Розв’язання.За наслідком закону Рауля зниження температури кристалізації (або замерзання) розчину порівняно з температурою кристалізації чистого розчинника пропорційно моляльній концентрації розчиненої речовини ( 
). Якщо підставити в рівняння Рауля вираз моляльної концентрації, одержимо
|
|
|
звідки молярна маса речовини становить:
Оскільки відносна молекулярна маса чисельно дорівнює молярній масі, то маємо:
Приклад 10Складіть рівняння електролітичної дисоціації таких речовин: а) хлоридної кислоти; б) ортоарсенатної кислоти; в) купрум(ІІ) гідроксиду; г) ферум(ІІІ) сульфату; д) кальцій дигідрогенортофосфату; е) гідроксокупрум(ІІ) хлориду.
Розв’язання.При виконанні подібних завдань ви маєте змогу перевірити заряди йонів у таблиці розчинності (додаток Д). У рівняннях дисоціації сильних електролітів замість знаку оборотності необхідно зазначати напрямок процесу за допомогою стрілочки.
а) хлоридна кислота – сильний електроліт, отже, дисоціює практично повністю:
;
б) ортоарсенатна кислота є слабким електролітом, піддається ступеневій дисоціації, причому на кожному ступені дисоціація проходить частково:
(за першим ступенем),
(за другим ступенем),
(за третім ступенем);
в) купрум(ІІ) гідроксид є слабким електролітом, теж дисоціює по всім ступеням неповністю:
(за першим ступенем),
(за другим ступенем),
г) ферум(ІІІ) сульфат – сильний електроліт, добре розчинна сіль, тому дисоціює в одну стадію повністю:
;
д) кальцій дигірогенортофосфат – кисла сіль, яка за першим ступенем дисоціює повністю, а з іншими – ні:
(за першим ступенем),
(за другим ступенем),
(за третім ступенем);
е) гідроксокупрум(ІІ) хлорид – основна сіль, яка за першим ступенем дисоціює повністю, а за другим – тільки частково:
(за першим ступенем),
(за другим ступенем).
Приклад 11 Складіть молекулярні рівняння можливих хімічних реакцій, які відбуваються при зливанні розчинів таких речовин: а) калій сульфіду та хлоридної кислоти; б) аргентум нітрату та калій ортофосфату; в) купрум(ІІ) гідроксиду та нітратної кислоти; г) натрій гідрогенкарбонату та сульфатної кислоти; д) барій гідроксиду та натрій гідроксиду.
Розв’язання.При виконанні подібних завдань дотримуються такого алгоритму:
1 Уявно прогнозують можливі продукти реакції обміну, аналізують їх з урахуванням умов перебігу реакцій йонного обміну до кінця (випадіння осаду, утворення слабкого електроліту, утворення леткої сполуки) і роблять висновок про можливість або неможливість перебігу хімічної реакції.
2 Якщо перебіг реакції можливий, складають її рівняння в молекулярному вигляді.
3 Потім складають рівняння реакції в повному йонному вигляді (формули неелектролітів та слабких електролітів записують у молекулярному вигляді, а формули сильних електролітів – у йонному), встановлюють «йони-спостерігачі» – ті, що не брали участі у реакції.
4 Записують скорочене йонне рівняння реакції, в якому наводять формули лише тих йонів і речовин, які взаємодіють.
а) 
(молекулярне рівняння),
(повне йонне рівняння),
(скорочене йонне рівняння);
б) 
,
,
;
в) 
,
,
;
г) 
,
;
д) якщо уявити можливість перебігу реакції між сильними електролітами 
і 
, то можна очікувати утворення продуктів 
і 
, які теж є сильними електролітами, завдяки чому перебувають в розчинах у вигляді йонів. Оскільки не виконується умова необоротності процесу, тобто не утворюються нерозчинні, леткі чи малодисоційовані сполуки, перебіг реакції між і неможливий.
Приклад 12Складіть молекулярні рівняння хімічних реакцій за наведеними скороченими йонними:
а) 
;
б) 
Розв’язання.При виконанні завдань такого типу необхідно спочатку проаналізувати схему реакції, а потім на підставі таблиці розчинності (додаток Д) та відомостей про сильні та слабкі електроліти запропонувати формули реагентів внаслідок дисоціації яких у розчині утворюються наведені йони.
а) очевидно, що катіони 
утворюються під час дисоціації розчинних солей Феруму (III), а гідроксид-іони – при дисоціації лугів. Тому наведеному йонному рівнянню реакції може відповідати таке молекулярне:
;
б) можна зробити висновок, що катіони Н+ утворюються під час дисоціації розчинних сильних кислот, а карбонат-іони – при дисоціації розчинних карбонатів. Отже, наведеному йонному рівнянню реакції може відповідати таке молекулярне:
Приклад 13 Визначте 
в 
розчині 
. Відомо, що 
Розв’язання. Оскільки є слабким електролітом, то значенням константи дисоціації за другим ступенем можна знехтувати. За законом розбавлення Оствальда розраховуємо ступінь дисоціації :
.
Розраховуємо концентрацію гідроксид-іонів:
; 
Приклад 14Складіть рівняння гідролізу в йонному та молекулярному вигляді, зазначте реакцію середовища у розчинах таких солей: а) 
б) 
в) 
Розв’язання: а) 
– сіль, утворена катіоном сильної основи 
та аніоном слабкої кислоти 
, гідроліз відбувається по аніону за першим ступенем. Унаслідок цього утворюється слабка кислота 
і накопичуються йони 
, тому реакція середовища лужна, 
:
б) 
– сіль, утворена катіоном слабкої основи 
та аніоном сильної кислоти 
, гідроліз відбувається по катіону за першим ступенем. Унаслідок цього утворюється слабка основа 
і накопичуються йони 
, тому реакція середовища кисла, 
:
в) 
– сіль, утворена катіоном слабкої основи 
та аніоном слабкої кислоти 
, тому гідролізується одночасно як за катіоном, так і за аніоном. Завдяки зв’язуванню йонів і у недисоційовані сполуки (осад і газ) гідроліз солі проходить необоротно. Реакція середовища нейтральна, 
Приклад 15 Чи утвориться осад барій хромату при зливанні 0,02 M розчину та 0,01 M розчину 
однакового об`єму? Добуток розчинності 
дорівнює 
Розв’язання. Осад випадає за умови, що добуток концентрацій йонів перевищує їх добуток розчинності: 
1 Складаємо рівняння реакцій дисоціації реагентів і визначаємо концентрації катіонів Барію та дихромат-іонів у вихідних розчинах.
;
.
З рівняння дисоціації видно, що початкова концентрація катіонів Барію у вихідному розчині дорівнює концентрації барій хлориду:
У свою чергу, з рівняння дисоціації випливає, що початкова концентрація дихромат-іонів у вихідному розчині дорівнює концентрації калій дихромату:
2 При зливанні вихідних розчинів однакового об’єму концентрація йонів зменшується вдвічі і набуває значень:
3 Знаходимо добуток концентрацій 
катіонів Барію та дихромат-іонів, враховуючи, що
,
4 Порівнюємо значення добутку концентрацій 
з довідковим значенням добутку розчинності 
. Встановлюємо, що
Порівняння згаданих величин доводить, що при зливанні названих розчинів осад випадає.
Завдання для самоперевірки
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 125; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!