Задачі для самостійної роботи

1. Визначте розчинність ферум (ІІІ) гідроксиду і концентрацію йонів Fe³⁺ (г/л) в насиченому розчині. .

2. Визначте добуток розчинності Кальцій карбонату, якщо його розчинність дорівнює 0,00069г/л при 25^оС.

3. Розчинність Кальцій карбонату при 25⁰С дорівнює 0,00069г/л. Визначте, у скільки разів зменшиться розчинність Кальцій карбонату, якщо до 0,5л цього розчину додати 10,6г ? .

4. Визначте, чи буде випадати осад Плюмбум (ІІ) хлориду при змішуванні 0,05н розчину Плюмбум (ІІ) нітрату з рівним об’ємом 0,05н розчину гідроген хлориду? .

5. Обчисліть, чи буде утворюватись осад Стронцій сульфату при змішуванні рівних об’ємів 0,001М розчинів і ? .

6. Визначте, чи буде випадати осад Барій сульфату при змішуванні рівних об’ємів 0,001М розчинів і ? .

7. Концентрація йонів у водному розчині дигідроген сульфіду дорівнює 1,2∙10^-13 моль/л. Визначте, чи буде випадати осад Плюмбум сульфіду в насиченому розчині Плюмбум (ІІ) хлориду? ; .

8. Розрахуйте, чи буде випадати осад Плюмбум сульфату, якщо змішати рівні об’єми 10^-4М розчину і 10^-3М розчину ?

9. Обчисліть величини рН, при яких починається і закінчується осадження алюміній (ІІІ) гідроксиду, якщо , а початкова концентрація йонів в розчині – 0,1 моль/л.

10. Визначте кількість грамів йонів в насиченому розчині . .

11. Розрахуйте кількість грамів йонів в насиченому розчині Кальцій ортоарсенату. .

12. Визначте кількість грамів йонів в насиченому розчині берлінської блакиті. .

13. Обчисліть величини рН, при яких починається і закінчується осадження Кадмій сульфіду з 0,01М розчину Кадмій сульфату при насиченні водного розчину дигідроген сульфідом з концентрацією 0,1М. . .

14. Розрахуйте величини рН, при яких починається і закінчується осадження Манган сульфіду з 0,001М розчину Манган (ІІ) хлориду при насиченні водного розчину дигідроген сульфідом з концентрацією 0,1М. . .

15. Визначте величини рН, при яких починається і закінчується осадження ферум (ІІ) гідроксиду і ферум (ІІІ) гідроксиду з 0,1М розчинів відповідних солей. Поясніть різницю в кислотності розчинів. ; .

16. Обчисліть величину рН, при який починається осадження хром (ІІ) гідроксиду і хром (ІІІ) гідроксиду з 0,1М розчинів відповідних солей. Поясніть, якому ступеню окислення хрому надають перевагу при його відділенні шляхом осадження розчином аміаку? .

17. Розрахуйте добуток розчинності Барій пірофосфату, якщо в 100мл розчину міститься 88,47∙10^-4г .

18. Визначте, чи випаде осад , якщо змішати рівні об’єми 0,01М розчинів , і . ; ; .

19. Розчин містить 0,16г бром-іону. Визначте кількість мілілітрів 10^-2М розчину Плюмбум (ІІ) нітрату, який потрібен для осадження . .

20. Визначте, чи буде досягнуте повне осадження Кобальт сульфіду, якщо пропускати дигідроген сульфіду до насичення через 0,01М розчин Кобальт (ІІ) хлориду при рН=7? ; ; .

21. Чи можна вважати розчин Аргентум ортофосфату насиченим, якщо концентрація йонів в цьому розчині дорівнює 9,6∙10^-6 моль/л? .

22. Розрахуйте, чи буде утворюватись осад магній (ІІ) гідроксиду з 0,02М розчину Магній (ІІ) хлориду у присутності 0,02М розчину Амоній хлориду? .

23. Визначте концентрацію хромат-іонів на початку осадження Плюмбум хромату з 0,01М розчину Плюмбум (ІІ) нітрату. .

24. Чи можливе осадження Цинк сульфіду з розчину, що містить 0,04моль/л Цинк сульфату і 0,4моль/л Амоній хлориду, насиченого дигідроген сульфідом? ; ; .

25. Визначте концентрацію амоній гідроксиду, при якій починається утворення осаду ферум (ІІІ) гідроксиду з 0,001М розчину Ферум (ІІІ) хлориду. ; .

26. Визначте концентрацію йонів : а) в насиченому розчині Плюмбум хромату; б) в насиченому розчині Плюмбум хромату в присутності 0,01М розчину ; в) в насиченому розчині Плюмбум хромату в присутності 0,01М розчину . .

27. Розрахуйте, чи буде утворюватись осад Манган сульфіду при насиченні гідроген сульфідом розчину, що містить 0,01М , 0,1М і 0,01М ? ; ; ; .

28. Визначте рН розчину, при якому з 0,01М Ферум (ІІ) сульфату не буде випадати осад Ферум (ІІ) сульфіду при насиченні цього розчину дигідроген сульфідом. ; ; .

29. Визначте добуток розчинності Плюмбум (ІІ) йодиду, якщо для розчинення 1,16г цієї солі потрібно 2л води.

30. Визначте залишковий вміст йонів (г/л) при насиченні розчину гідроген сульфідом при рН=1. ; ; .

4. РЕАКЦІЇ КОМПЛЕКСОУТВОРЮВАННЯ І ОКИСНЕННЯ-ВІДНОВЛЕННЯ В ХІМІЧНОМУ АНАЛІЗІ

Комплексні сполуки широко використовують як в якісному, так і в кількісному аналізі речовин. Найчастіше їх застосовують у гравіметричному, титриметричному, спектрофотометричному аналізі, при маскуванні сторонніх йонів та розчиненні осадів.

В молекулі комплексної сполуки центральне положення займає позитивно заряджений йон, який називається комплексоутворювачем. З ним зв’язані йони або молекули, які називають лігандами. Разом з центральним йоном ліганди утворюють внутрішню сферу комплексної сполуки, яку при написанні беруть у квадратні дужки. Йони, що розміщуються за внутрішньою сферою утворюють зовнішню сферу комплексної сполуки.

У водних розчинах комплексні сполуки дисоціюють за типом сильного електроліту на прості та комплексні йони. В свою чергу комплексні йони у водному розчині дисоціюють як слабкі електроліти.

Міцність комплексних йонів характеризується константами нестійкості комплексу.

, (4.1)

де - рівноважна концентрація йонів комплексоутворювача;

- рівноважна концентрація йонів ліганду в ступені, що дорівнює координаційному числу – m; - рівноважна концентрація комплексного йона в розчині; р – заряд комплексного йона.

Комплексний йон тим стійкіший, чим менша його константа нестійкості. Величини констант нестійкості залежать від природи комплексу і температури.

Реакції окиснення – відновлення також мають велике значення у хімічному аналізі. До них відносяться реакції, в яких відбувається перехід електронів від йонів або атомів одних речовин до інших.

Кількісною характеристикою реакцій окиснення – відновлення є окисно–відновний потенціал. На електродний потенціал окисно – відновної системи впливають активності (концентрації) окисної і відновної форми, температура і, в багатьох випадках, рН середовища. Залежність електродного потенціалу (φ) від цих факторів виражає рівняння Нернста

(4.2)

де φ^о – стандартний окисно – відновний потенціал даної системи, В; F – стала Фарадея ( 96484 Кл/моль ); R – універсальна газова стала ( 8,31 Дж/моль∙К ); n – кількість електронів, що беруть участь в електродному процесі; і - активності окисної і відновної форм системи. Т – абсолютна температура, К;

Якщо в рівнянні Нернста замість буквених позначень внести їх числові значення, взяти температуру 298К, замінити натуральний логарифм десятковим, то одержимо рівняння Нернста, зручне для розрахунків потенціалу окисно – відновної системи

. (4.3)

Для розбавлених розчинів активність окисної та відновної форм можна замінити їх рівноважними концентраціями. Тоді рівняння Нернста матиме вигляд

. (4.4)

Для металевих редокс – систем розрахункова формула виглядає наступним чином

або . (4.5)

У випадках, коли оксигенвміщуюча окисна форма переходить у відновну за участю йонів гідрогену, треба при розрахунках потенціалу враховувати рН середовища

або , (4.6)

де - відповідно активності і концентрації окисної та відновної форм системи; - відповідно активність і концентрація йонів гідрогену в розчині, m – число йонів гідрогену, що приймають участь у реакції.

Потенціал водневого електрода визначається за рівнянням

або , (4.7)

де , - відповідно активність і концентрація йонів гідрогену в розчині; - відповідно показник активності йонів гідрогену і водневий показник.

Електрорушійну силу гальванічного елемента можна обчислити за формулою

, (4.8)

де і - відповідно потенціал катода і анода, В.

Електрорушійну силу концентраційного елемента, що складається з двох однакових електродів, занурених у розчини одного і того самого електроліту різної концентрації, можна визначити за рівнянням

, (4.9)

де і - активності йонів металу в розчинах за умови, що > .

Константу рівноваги окисно – відновної реакції розраховують за рівнянням

, (4.10)

де , - стандартні потенціали окисника і відновника, В; n – кількість електронів, що приймає участь в окисно – відновній реакції.

Розв’язування типових задач

Задача 1.Визначте, як зміниться концентрація йонів в 0,1М розчині , якщо до нього додати 1М розчин аміаку. .

Розв’язування. Дисоціація комплексної сполуки відбувається за схемою

Константа нестійкості комплексного йону має вигляд

Якщо прийняти, що дисоціює комплексних йонів , то при цьому утворюється йонів і 4 . Оскільки ступінь дисоціації комплексу мала, то можна вважати, що моль/л.

Тоді .

Звідси

моль/л.

Якщо до розчину комплексної сполуки додати 1М розчин , то

, а моль/л.

Після додавання до розчину комплексної сполуки 1М розчину , дисоціація комплексного йону знизилась. Концентрація йонів зменшилась у разів.

Задача 2. Визначте константу рівноваги і напрямок реакції .

Розв’язування. В реакції приймають участь дві електрохімічні системи:

Константу рівноваги окисно – відновної реакції розрахуємо за рівнянням (4.10)

Звідси .

Оскільки константа рівноваги незначно відрізняється від одиниці, то система знаходиться близько до рівноважного стану, злегка зсунутому в бік продуктів реакції.

Задача 3. Визначте, чи буде утворюватись осад Аргентум йодиду, якщо до 0,1М розчину додати 16,6г ? ; .

Розв’язування. Комплексна сполука дисоціює за схемою

Константа нестійкості комплексного йону має вигляд

Якщо дисоціює комплексних йонів , то утворюється йонів ⁺ і 2 йонів . Оскільки ступінь дисоціації комплексу мала, то можна вважати, що концентрація йонів =0,1моль/л. Тоді

Звідси

моль/л.

Розрахуємо кількість молей доданої солі

Оскільки - сильний електроліт, то моль. Осад буде випадати, якщо .

Так як знайдена величина більша за добуток розчинності , то осад утворюється.

Задача 4. Визначте потенціал окисно-відновної пари в насиченому розчині Аргентум йодиду , а також після додавання в розчин 3,32г/л Калій йодиду. Поясніть причини зміни потенціалу. ; .

Розв’язування. Потенціал срібного електрода зануреного у насичений розчин Аргентум йодиду розрахуємо за рівнянням Нернста (4.5)

Концентрацію йонів у розчині розрахуємо, виходячи з добутку розчинності .

, оскільки , то

моль/л.

Тоді

В.

Після додавання у розчин солі концентрація йонів буде дорівнювати концентрації розчиненої солі з однойменним аніоном, що становитиме

моль.

З добутку розчинності знайдемо концентрацію йонів

моль/л.

Тоді

В.

Потенціал електрода різко зменшується, переходячи в негативну область, за рахунок зменшення ступеня дисоціації малорозчинної сполуки завдяки додаванню солі з однойменним йоном.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 862; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!