Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу - страница 3

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 

 

Розв 'язання:                      kho = [H+] [OH-- ]=10-14

2

kh o

звідси,     [OH " ] =           +-

[ h+]

розраховуємо: [OH-]= 2 ю-4 = 0,510-10 моль/л.

 

Приклад 2. Розрахувати концентрацію іонів гідрогену [H+], якщо рН розчину дорівнює 5,28.

 

Розв'язання: рН= -lg[H+], - lg[H+]= 5,28; звідси значення концентрації катіонів Гідрогену дорівнює 5,25-10-6 моль/л.

 

Приклад 3. Розрахувати рН та ступінь дисоціації 0,1 М розчину НСК (Rhcn =7,2-10-10)

Розв ' язання : Цианістоводнева кислота - слабка кислота, яка дисоціює за
рівнянням:                                              
=5=== H+ + CN-

Константа дисоціації слабкої кислоти дорівнює:

 

khcn ~     [hcn] . Концентрація іонів [Н+] дорівнює концентрації іонів [CN-], тому формулу можна переписати в такому вигляді:

[HCN ]

Звідси,    [H+]= ^Khcn [HCN] = ^Khcn C

k   = [h+]2

K hcn -

[H+] = V7,2 ■ 10-10 ■ 0,1 = 0,85-10-5 моль/л. рН = -lg[H+] = -lg 0,85-10-5 = -lg 8,5-10-6=6 - 0,9 = 5,1.Якщо прологарифмувати формулу: [Н ]=^JKHCN CHCN , тоді вона матиме

вигляд: pH = 2 (pKhcn - lg Chcn) .

Підставляємо числові значення:

 

pH = 2 (pKhcn - lg Chcn) = | (- lg 7,2-10-10 - lg 0,1) = 5,1

Зв'язок між константою Кдис та ступенем дисоціації для слабких електролітів можна виразити формулами:а » , 1^°-, тобто a


0,1

 

ґ\     Л          J Jабо у відсотках 8,5-10-5-100= 0,0085%

Знайти аможна іншим способом, якщо відома концентрація іонів: Са = [Н+] = [CN] [Н+] = [CN-] = 0,85-10 5 моль/л. 8 5 10-6

тоді а =---------- = 8,5-10 5 або у відсотках 8,5-10 5-100%= 0,0085%

 

Приклад 4. Ступінь дисоціації 0,1 М розчину амоній гідроксиду дорівнює 1,33%. Розрахувати концентрацію іонів ОН- та константу дисоціації (К nh4oh).

 

Розв'язання: У водному розчині амоній гідроксиду дисоціює на іони:

NH4OH = NH4+ + OH-Використовуючи формулу ступеню дисоціації а:

C

С

заг.

Знаходимо концентрацію молекул, які розпалися на іони:

Сіон      Сзаг - а

Підставляємо числові значення:

[ОН-] = Сон = 1,33-Ю"2 - 0,1 = 1,33-Ю"3 моль/л.

 

[NH4 + ] -[OH- ] = 1,33 -10-3 -1,33 -10-3 = 5

K -KJJT   п тт   =----------------------------------------- 1,/0- 10

NH4OH       [ NH 4 OH] 0,1

 

Приклад 5. Буферна система, яка складається з дигідрофосфату калію (КН2РО4) та моногідрофосфату (К2НРО4) приготовлена при мольному співвідношенні солей 16:1. Визначити рН даного розчину.

 

Розв язання : Знаходимо за таблицею з додатку константу дисоціації ортофосфатної кислоти за другою ступінню (К"= 6,2-10-8). Використовуючи формулу для визначення рН буферного розчину, запишемо:PH = PKкжл. - lg

с солі

рКкисл = - lg 6,2-10-8 = 7,2

 

Підставляємо  числові  значення  в  формулу  для  розрахунку рН і отримуємо:

рН = 7,2 - lg 16 = 7,2 - 1,204 = 5,996 « 6,0.

 

Запитання, задачі, вправи

1.      Закон діючих мас, межі його  застосування.  Константа рівноваги. Рівноважні концентрації.

2.      Рівновага в водних розчинах кислот та основ. Автопротоліз води

3.      Протолітичні рівноваги в розчинах кислот та основ. Які протоліти називаються спряженими?

4.      Як визначити рН в розчинах сильних і слабких кислот та основ; в розчинах солей, які підлягають гідролізу?

5.      Що таке буферні розчини? Буферна ємність. Від чого залежить рН буферних розчинів?

6.      Чому дорівнює рН 0,002н розчину НСІ та 0,0003н розчину NaOH?

7.      Чому дорівнює концентрація іонів Гідрогену в 0,012М розчині бензойної кислоти (Кдис с6Н5соон = 6,3-10-5)?

8.      Розрахувати ступінь дисоціації мурашиної кислоти в 0,48М розчині її, якщо [H+] = 0,01 моль/л.

9.      Визначити ступінь дисоціації (адис) гідроксиду амонію, якщо концент­рація розчину дорівнює 0,1М.

10.  Концентрація іонів Гідрогену [H+] та ацетат-іонів [СН3СОО-] дорівнює 0,00132 моль/л. Розрахувати константу дисоціації, якщо розчин 0,1М.

11 .Визначити концентрація іонів Гідрогену [H+] в 0,2М розчині мурашиної

кислоти, якщо адис =3%. 12. Розрахувати рН розчину, в 1 л якого знаходиться 0,1 г КОН. 13.Визначити рН 0,01 н розчину цианістоводневої (синильної) кислоти, якщо

ступінь дисоціації (адис) дорівнює 0,04.

14. Розрахувати рН розчину аміаку, в 1л якого знаходиться 17 г NH4OH. Кдис= 4,75-10-5.

15. Скільки грамів NaOH міститься в 10 л розчину, рН якого 12.

16. Константа  дисоціації  оцтової  кислоти  дорівнює   1,74-10-5, ступінь дисоціації 1,36%. Розрахувати молярну концентрацію.

17. Розрахувати концентрацію іонів Гідрогену в розчині, якщо рН дорівнює

4,5.

18.Визначити рН та pOH    розчину при концентрації іонів Гідрогену 3 10-5 моль/л.

19. Розрахувати рН та pOH 0,003н розчину оцтової кислоти. Константу дисоціації кислоти взяти з таблиці 3 додаток ІІ.20.Визначити молярну концентрацію розчину хлоридної кислоти, якщо водневий показник рН = 2,62.

21.  Розрахувати рН 0,05M розчину сірководневої кислоти, враховуючи, що К'' мала, а К' = 1-Ю"7.

22.  Розрахувати константу, ступінь гідролізу та рН в розчині солі Na2CO3 під час гідролізу за першим ступенем.

23.В 0,5 л розчину міститься 4,8 г амоній ацетату. Визначити ступінь гідролізу Нгідр, цієї солі та рН її розчину.

24.  Розрахувати константу гідролізу амоній броміду NH4Br та рН, якщо концентрація його розчину дорівнює 0,01 моль/л

25.  Буферна суміш містить 0,1M розчин мурашиної кислоти та 0,1M натрій форміату. Визначити рН.

26.  Як зміниться рН буферного розчину, який містить 0,2 моль/л амонію нітрату та 0,02 моль/л амонію гідроксиду, якщо його розбавити в 4 рази.

27.  Визначити ступінь дисоціації 0,2н розчину нітритної кислоти, якщо Кдис = 6,90104.

28.Визначити концентрацію гідроксид-іону [OH ] в 0,05М розчині амоній гідроксиду, якщо в ньому міститься ще 0,1 M амоній хлориду.

 

Рівновага в гетерогенних системах

Добуток розчинності та добуток активності. Умови утворення та розчинення осадів. Розчинність осадів у воді та водних розчинах електролітів. Іонна сила розчину. Коефіцієнт активності.

Дробне осадження. Розчинність малорозчинних сполук у кислотах. Умови перетворення одних малорозчинних сполук в інші.

Насичений розчин малорозчинного електроліту, що містить деяку кількість останнього у вигляді осаду, є урівноваженою гетерогенною системою. Два протилежних процеси - перехід іонів осаду у розчин і "повернення" їх із розчину в осад - урівноважують один одного. Константа такої рівноваги, у відповідності із законом діючих мас, дорівнює добутку концентрацій іонів у насиченому розчині.

Добуток концентрацій (активностей) іонів малорозчинних солей в їх насиченому розчині є сталою величиною при сталій температурі, називається добутком розчинності та позначається символом ДР. Так, для насиченого розчину кальцій сульфату, який знаходиться у рівновазі з осадом

CaSO4 = Ca2+ + SO42"

осад розчин добуток розчинності має такий вигляд:

ДРсаєо4 = [Ca2+ ][SO42"]

ДР - це стала величина, тому зростання концентрації у насиченому розчині одного з іонів, на які дисоціює малорозчинний електроліт (наприклад, у результаті введення натрій сульфату у розчин кальцій сульфату), веде до зменшення концентрації другого іону (в данному випадку іону Ca ). При цьому розчинність електроліту зменшується, і частина його випадає в осад.Якщо іонний добуток концентрацій (ІД) або добуток реальних концентрацій іонів, з яких складається малорозчинний електроліт, менше, ніж його ДР, то такий розчин є ненасиченим (осад не випадає):

 

 

ДРсазо4 > [Ca2+ ] [SO42-]    Ненасичений розчин - осад не випадає

Якщо добуток концентрацій іонів дорівнює ДР, то такий розчин є насиче­ним (як правило, насичений розчин малорозчинної сполуки утворюється над поверхнею осаду), знак рівності (ДР = ІД) характеризує стан рівноваги: «насичений розчин - осад», додатково осад не випадає:

 

ДРсasо4 = [Ca2+ ] [SO42-]     Насичений розчин - осад не випадає

Якщо добуток концентрацій іонів більше за ДР, то такий розчин є перенасиченим і в ньому утворюється деяка кількість осаду (випадає осад):ДРсasо4 < [Ca2+ ][SO42-]


Перенасичений розчин - випадає осадДР - це добуток молярних концентрацій іонів в насиченому розчині піднесених у степінь їх стехіометричних коефіцієнтів. В загальному вигляді добуток розчинності для сполуки АпВт можна представити так:

ДР AnBm = [А]П [В]т

Концентрацію іонів визначають з рівняння дисоціації солі АпВт

АпВт = nA + mB [A] = nS    і    [В] = mS, де S - молярна розчинність ( моль/л)

 

Підставляючи у вираз для добутку розчинності отримаємо:

ДРАпВт = (nS )n (mS)m Загальна формула для визначення розчинності SAnBm:

n+ml ДР
S ____ __ V AnBm

AnBm -.n„„m

n m

 

Приклад 1. Визначити добуток розчинності Pb3(PO4)2, якщо у 850 мл насиченого розчину міститься 1,0-10-6 г розчиненої солі?

Розв язання : Необхідно визначити молярну концентрацію Pb3(PO4)2, якщо M(Pb3(PO4)2) = 811 (г/моль):

Cм (Pb3 (PO4 )2) _------- m~- _ 1,0 '10 6 _ 1,45 -10-9 (моль / л)

мК   3     4 2>   M - У(л)   811 - 0,85                         V '

Сіль дисоціює згідно рівняння реакції:

Pb3(PO4)2  ^ 3Pb2+ + 2 PO43-Звідси:   ДР Pb3(PO4)2 = [Pb2+]3- [ PO43-]2Молярна концентрація насиченого розчину Pb3(PO4)2 дорівнює 1,45-10-9 моль/л, тоді концентрація іонів Плюмбуму у три рази більша за Pb3(PO4)2, тому [Pb2+] = 3 - 1,45-10-9 = 4,5-10-9 моль/л;

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46 


Похожие статьи

Т А Пальчевська - Аналітична хімія та інструменентальні методи аналізу