Константы диссоциации некоторых слабых кислот и оснований 13 страница
Значение рН, при котором из данного раствора начинает выпадать осадок гидроксида, называют рН гидратообразования. Для расчета этой характеристики используют формулы
М(ОН)z(т) Û Мz+(р-р) + zOH-(р-р);
L = [Mz+][OH-]z. (4.28)
Из формулы (4.28) находят концентрацию ионов гидроксила, а затем рН гидратообразования.
Пример 25.Рассчитать растворимость флюорита CaF2 в воде и в растворе NaF (концентрация 0,1 моль/л).
Решение. 1. Запишем уравнение диссоциации CaF2, отвечающее равновесному растворению флюорита:
CaF2(т) ® Сa2+(p-p) + 2F-(p-p),
согласно которому [Ca2+] = S; [F-] = 2S.
Составим уравнение произведения растворимости CaF2
L = [Ca2+][F-]2 = S×(2S)2 = 4S3,
из которого растворимость флюорита в воде
моль/л.
2. Для расчета растворимости в растворе NaF, которую обозначим S1, произведем следующие подстановки в уравнение произведения растворимости L = [Ca2+][F-]2: [Ca2+] = S1; [F-] = 2S1 + + CNaF = 0,1 моль/л, так как S1 << 0,1. Тогда L = S1(0,1)2, откуда
моль/л.
Пример 26. Вычислить рН гидратообразования для раствора сульфата никеля с концентрацией 0,01 моль/л ( = 1,2×10-16).
Решение. Осадок гидроксида образуется из раствора NiSO4 в результате установления следующего равновесия:
Ni(OH)2 ® Ni2+ + 2OH-.
Гидратообразование начинается при условии [Ni2+]×[OH-]2 = L, откуда
рОН = -lg[OH-] = -lg1,09×10-7 = 6,96;
рH = 14 – рОН = 7,04.
Пример 27. Произойдет ли осаждение малорастворимого AgNO2 (L = 1,6×10-4) по реакции AgNO3 + KNO2 ® AgNO2 + KNO3 при смешивании равных объемов растворов AgNO3 и KNO2 (концентрация растворов 0,02 М)?
|
|
Решение. Для образования осадка AgNO2 должно выполняться условие [Ag+][NO2-] ≥ L. Проверим, выполняется ли это условие. После смешивания равных объемов растворов AgNO3 и KNO2 общий объем раствора будет в 2 раза больше каждого из исходных, и концентрации AgNO3 и KNO2 соответственно уменьшатся в 2 раза, т.е. будут равны 0,01 моль/л. Так как [Ag+][NO2-] = 0,01×0,01 = 1×10-4 < L, осадок не образуется.
Задание XVI. Вычислить растворимость предложенного соединения в воде при температуре 25 °С и в присутствии электролита с одноименным ионом (табл.4.9).
Таблица 4.9
Номер задачи | Твердая фаза | Электролит | Концентрация раствора |
724 | AgBr | AgNO3 | 0,01 г/л |
725 | Ag2SO4 | K2SO4 | 0,01 М |
726 | PbI2 | KI | 0,05 н. |
727 | CaCO3 | Na2CO3 | 0,005 н. |
728 | BaCrO4 | K2CrO4 | 0,001 М |
729 | BaSO4 | BaCl2 | 0,001 г/л |
730 | Ag2CO3 | Na2CO3 | 0,1 % |
731 | CaSO4 | K2SO4 | 0,02 % |
732 | PbBr2 | KBr | 0,003 н. |
733 | PbSO4 | Pb(NO3)2 | 0,005 М. |
734 | ZnS | ZnCl2 | 0,09 г/л |
735 | Hg2SO4 | Na2SO4 | 0,001 г/л |
736 | PbCO3 | K2CO3 | 0,02 г/л |
737 | BaSO3 | Na2SO3 | 0,028 М |
738 | AgIO3 | KIO3 | 0,009 н. |
739 | CaHPO4 | CaCl2 | 0,01 г/л |
740 | CuI | KI | 0,01 М |
741 | TlI | NaI | 0,05 н. |
742 | Hg2I2 | Hg2(NO3)2 | 0,005 н. |
743 | Ag2S | AgNO3 | 0,001 М |
744 | TlBr | NaBr | 0,001 г/л |
745 | BaSO3 | Na2SO3 | 0,003 н. |
746 | Ag3PO4 | AgNO3 | 0,005 М. |
747 | PbS | Pb(NO3)2 | 0,09 г/л |
748 | CaF2 | NaF | 0,001 г/л |
749 | LaF3 | NaF | 0,02 г/л |
750 | Ca3(PO4)2 | CaCl2 | 0,028 М |
751 | Na3AlF6 | NaCl | 0,1 % |
752 | AgBrO3 | NaBrO3 | 0,02 % |
753 | AgCl | KCl | 0,003 н. |
754 | AgI | KI | 0,005 М. |
755 | Ag2CrO4 | AgNO3 | 0,09 г/л |
|
|
Окончание табл.4.9
Номер задачи | Твердая фаза | Электролит | Концентрация раствора |
756 | CdCO3 | Cd(NO3)2 | 0,001 г/л |
757 | CuCl | KCl | 0,02 г/л |
758 | Hg2Br2 | KBr | 0,028 М |
759 | Hg2Cl2 | KCl | 0,009 н. |
760 | PbCl2 | KCl | 0,01 г/л |
761 | TlCl | KCl | 0,01 М |
762 | Ba3(AsO4)2 | Ba(NO3)2 | 0,05 н. |
763 | Ba3(PO4)2 | K3PO4 | 0,005 н. |
764 | Bi2(C2O4)3 | Bi(NO3)3 | 0,001 М |
765 | Li3PO4 | K3PO4 | 0,001 г/л |
766 | In4[Fe(CN)6]3 | K4[Fe(CN)6] | 0,003 н. |
767 | Na2BeF4 | NaNO3 | 0,01 г/л |
768 | K2SiF6 | KNO3 | 0,01 М |
769 | Hg2CrO4 | Hg2(NO3)2 | 0,05 н. |
770 | SnS | Na2S | 0,0005 н. |
771 | Pb3(PO4)2 | K3PO4 | 0,01 М |
772 | Tl2S | Na2S | 0,0005 н. |
773 | Zn3(AsO4)2 | ZnSO4 | 0,009 н. |
Задание XVII. Определить рН гидратообразования предложенных солей (табл.4.10).
Таблица 4.10
Номер задачи | Соль | Концентрация соли, моль/л | Номер задачи | Соль | Концентрация соли, моль/л |
774 | AlCl3 | 0,01 | 782 | CdCl2 | 0,15 |
775 | MgCl2 | 0,38 | 783 | Sb(NO3)3 | 0,002 |
776 | Be(NO3)2 | 0,52 | 784 | CoSO4 | 0,006 |
777 | MnSO4 | 0,062 | 785 | Sc(NO3)3 | 0,001 |
778 | Bi(NO3)3 | 0,046 | 786 | Cr2(SO4)3 | 0,059 |
779 | NiCl2 | 0,031 | 787 | SnCl2 | 0,012 |
780 | CaCl2 | 0,023 | 788 | Cu(NO3)2 | 0,038 |
781 | Pb(NO3)2 | 0,004 | 789 | SnCl4 | 0,003 |
Окончание табл.4.10
Номер задачи | Соль | Концентрация соли, моль/л | Номер задачи | Соль | Концентрация соли, моль/л |
790 | FeSO4 | 0,064 | 794 | LaCl3 | 0,008 |
791 | Sr(NO3)2 | 0,055 | 795 | Y(NO3)3 | 0,0012 |
792 | FeCl3 | 0,26 | 796 | ZrOCl2 | 0,056 |
793 | Tl(NO3)3 | 0,001 | 797 | ZnSO4 | 0,022 |
|
|
Задание XVIII. Решить задачи.
798. Определить концентрацию карбоната натрия, необходимую для того, чтобы снизить растворимость карбоната серебра в 100 раз по сравнению с растворимостью в воде.
799. Чему равно произведение растворимости и растворимость иодида серебра в воде, если концентрация иодида серебра в 0,001 н. растворе иодида калия равна 1,5×10-13 моль/л?
800. Во сколько раз меньше растворимость гидроксида кобальта (II) в растворе с рН = 12, чем в растворе с рН = 10?
801. Какое из оснований – гидроксид железа (II) или гидроксид железа (III) – и во сколько раз лучше растворимо в щелочном растворе с рН = 9?
802. Определить растворимость и произведение растворимости гидроксида кальция, если его насыщенный раствор имеет рН = 12,4.
803. Определить растворимость гидроксида никеля в воде и в растворе с рН = 1.
804. При каком значении рН растворимость гидроксида кадмия снизится в 20 раз по сравнению с растворимостью в воде?
805. Определить произведение растворимости и растворимость в воде сульфата кальция, если концентрация соли в 0,2 н. растворе серной кислоты составляет 6×10-5 моль/л.
|
|
806. Определить произведение растворимости и растворимость сульфата свинца в воде, если концентрация соли в 0,004 н. растворе серной кислоты равна 8×10-6 моль/л.
807. Во сколько раз растворимость хлорида серебра в 0,001 н. растворе хлорида натрия меньше, чем в воде?
808. Определить растворимость гидроксида кобальта (II) в воде и в 0,1 н. растворе сульфата кобальта.
809. Определить растворимость гидроксида железа (II) в воде и в 0,05 М растворе сульфата железа (II).
810. Смешаны равные объемы 0,02 н. растворов хлорида кальция и сульфата натрия. Образуется ли при этом осадок сульфата кальция?
811. Во сколько раз растворимость оксалата кальция Са2С2О4 в 0,1 М растворе оксалата аммония меньше, чем в воде?
812. Во сколько раз уменьшится концентрация ионов серебра в насыщенном растворе хлорида серебра, если прибавить к нему столько соляной кислоты, чтобы концентрация хлорид-ионов в растворе стала равной 0,03 моль/л?
813. Растворимость бромида таллия (I) в воде 1,9×10-3 моль/л. Определить его произведение растворимости и растворимость в 0,1 н. растворе нитрата таллия (I).
814. Растворимость карбоната кальция в воде составляет 4,15×10-6 моль/л. Определить его произведение растворимости и растворимость в 0,001 М растворе карбоната натрия.
815. К 150 мл насыщенного раствора AgCl прибавили 10 мл раствора NaCl концентрацией 3 %. Сколько молей серебра останется в растворе?
816. К 125 мл насыщенного раствора PbSO4 прибавлено 5 мл раствора H2SO4 концентрацией 0,5 %. Сколько молей свинца останется в растворе?
817. К 20 мл Na2AsO4 прилили 30 мл 0,12 М раствора AgNO3. Какая масса мышьяка останется в растворе?
818. К 50 мл 0,02 М раствора CaCl2 прибавили 50 мл 0,03 М раствора сульфата калия. Какова остаточная концентрация сульфата кальция?
819. Выпадет ли осадок Mg(OH)2 при действии на 0,2 М раствор сульфата магния равным объемом 0,2 М раствора гидроксида аммония?
820. Насыщенный раствор CaSO4 смешали с равным объемом раствора, содержащего 0,0248 г (NH4)2C2O4 в 1 л. Произойдет ли образование осадка CaC2O4?
821. При какой концентрации ионов магния начнется выпадение осадка Mg(OH)2 из раствора, имеющего рН = 8,7?
822. При какой концентрации хромат-ионов начнется выпадение осадка PbCrO4 из 0,1 М раствора нитрата свинца (II)?
823. Будет ли осаждаться SrSO4 при добавлении 5 мл насыщенного раствора сульфата кальция к 20 мл раствора, содержащего 0,5 экв кальция?
824. В 200 мл раствора содержится по 0,02 экв хлорида и оксалата натрия. К раствору добавляют нитрат серебра. Какова будет остаточная концентрация хлорид-ионов и когда начнется осаждение Ag2C2O4?
825. Какое вещество начнет осаждаться первым при постепенном приливании нитрата серебра к раствору, в 1 л которого содержится 0,01 моль KCl и 0,1 моль K2CrO4?
826. В 100 мл раствора содержится 0,01 экв. ионов Ba2+ и Sr2+. Сколько молей K2CrO4 следует ввести в раствор, чтобы осадить барий?
827. В 100 мл раствора содержится 0,01 экв. ионов Sr2+. Сколько молей K2CrO4 следует ввести в раствор, чтобы осадить стронций?
5. Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительными называются химические реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов элементов.
Окисление – процесс отдачи электронов, а восстановление – процесс принятия электронов. Окисление и восстановление взаимосвязаны.
Окислитель – вещество, атомы которого принимают электроны, при этом он восстанавливается.
Восстановитель – вещество, атомы которого отдают электроны, при этом он окисляется.
Все окислительно-восстановительные реакции классифицируют следующим образом:
· Межмолекулярные реакции. Это реакции, в которых окислитель и восстановитель являются различными веществами:
;
где Mn+4 – окислитель; Cl–1 – восстановитель.
· Реакции внутримолекулярного окисления. Это реакции, которые протекают с изменением степеней окисления атомов различных элементов одного и того же вещества:
,
где Mn+7 – окислитель; O-2 – восстановитель.
· Реакции диспропорционирования. В этих реакциях и окислителем, и восстановителем является элемент, находящийся в промежуточной степени окисления в составе одного и того же вещества:
,
где Cl20 – окислитель и восстановитель.
О возможности того или иного вещества проявлять окислительные, восстановительные или двойственные свойства можно судить по степени окисления элементов, выполняющих эти функции.
Элементы в своей высшей степени окисления проявляют только окислительные свойства, а в низшей степени окисления проявляют только восстановительные свойства. Элементы, имеющие промежуточную степень окисления, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Некоторые окислители и восстановители представлены в табл.5.1.
Таблица 5.1
Вещество | Схемы реакций | |||||
|
| |||||
|
| |||||
H2O2 | ||||||
Восстановители | Схемы реакций | |||||
H2S и ее соли, Na2S2O3 | ||||||
НГ и их соли | ||||||
Cr+3 |
| |||||
HNO2 и ее соли | (HNO3 или ее соли) | |||||
H2SO3 и ее соли | (H2SO4 или ее соли) | |||||
H2O2 |
Мы поможем в написании ваших работ! |