Тема «Водородный показатель. Значение рН растворов»

Задание 1

Определите концентрацию гидроксид-ионов [ОН^-], если концентрация ионов водорода [Н⁺] 0,1 н раствора уксусной кислоты CH₃COOH составляет 1,4∙10^-3 моль/л.

Решение:

Зная концентрацию одних ионов, можно вычислить концентрацию других по уравнению:

 

[Н⁺]=К_в/[ОН^-]. Отсюда,

[ОН^-]=К_в/[Н⁺]; [ОН^-]=1·10^-14/1,4∙10^-3 =7,1∙10^-12 моль/л.

 

Задание 2

Концентрация ионов водорода в растворе равна 1,3·10^-3 моль/л. Определить рН раствора.

Решение:

рН это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода:

 

рН = - lg [H⁺] = - lg 1,3·10^-3 = - (lg1,3 + lg10^-3) =

3 - lg 1,3 = 3 - 0.11 = 2.89

 

Задание 3

Вычислить концентрацию ионов водорода, если рН раствора равен 5,28.

Решение:

Вычисляем логарифм ионов водорода:

 

рН = - lg [H⁺] ,

lg [H⁺] = - рН = -5,28 = .

 

Потенцируем выражение , находим по таблице антилогарифмов число, соответствующее ,72. Число 6 со шляпкой означает 10^-6. Отсюда [H⁺ ] = 5,25 · 10^-6 моль/л.

Задание 4

При скисании молока значение pH уменьшилось с 7 до 3. Во сколько раз увеличилась концентрация [H⁺] при этом?

 

Тема «Гидролиз»

Задание 1

Составьте уравнение реакции гидролиза ацетата натрия в сокращенной ионной, ионной и молекулярной формах. Укажите реакцию среды в растворе этой соли.

Решение:

Ацетат натрия CH₃COONa - соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой.

Гидролиз соли - взаимодействие ионов соли с водой, преводящее к образованию слабого электролита. В этом случае слабый электролит образуется при взаимодействии анионов слабой кислоты с водой:

 

CH₃COO^- + Н₂О = CH₃COOН + ОН^-

 

Это уравнение реакции в сокращенной ионной форме.

Видно, что в реакции накапливаются ОН^-ионы, обуславливающие щелочную среду (рН>7).

Дописываем к левой и правой частям уравнения формулы ионов натрия, получаем уравнение реакции в ионной форме:

 

Na⁺ + CH₃COO^- + Н₂О = CH₃COOН + Na⁺ + ОН^-

 

Уравнение в молекулярной форме имеет вид:

 

CH₃COONa + Н₂О = CH₃COOН + NaОН.

 

Задание 2

Составьте уравнение реакции гидролиза хлорида железа (III) в сокращенной ионной, ионной и молекулярной формах. Укажите реакцию среды в растворе этой соли.

Решение:

хлорид железа (III) FeCl₃ - соль, образованная сильной кислотой HCl и слабым трёхкислотным основанием Fe(OH)₃. В этом случае гидролиз протекает в 3 ступени, причём гидролиз идёт преимущественно по I ступени, а при нагревании и разбавлении - по II ступени и частично по III ступени.

I ступень:

 

Fe³⁺ + H₂O = FeOH²⁺ + H⁺

Fe³⁺ + 3Cl^- + H₂O = FeOH²⁺ + H⁺ + 3Cl^-

FeCl₃ + H₂O = Fe(OH)Cl₂ + HCl

 

II ступень:

 

FeOH²⁺ + H₂O = Fe(OH)₂⁺ + H⁺

FeOH²⁺ + 2Cl^- + H₂O = Fe(OH)₂⁺ + H⁺ + 2Cl^-(OH)Cl₂ + H₂O = Fe(OH)₂Cl + HCl

 

III ступень:

 

Fe(OH)₂⁺ + H₂O = Fe(OH)₃ + H⁺

Fe(OH)₂⁺ +Cl^- + H₂O = Fe(OH)₃ + H⁺ + Cl^-

Fe(OH)₂Cl + H₂O = Fe(OH)₃ + HCl

 

В растворе образуется избыток ионов водорода, т.е. реакция среды кислая (рН<7).

Задание 3

Напишите в молекулярной и ионной форме уравнения реакций гидролиза солей: сульфита калия, гидрокарбоната калия, гидрофосфата натрия, хлорида алюминия, сульфата цинка. Укажите реакции среды.

SO3 + H2O <=> KOH + KHSO3SO3^2- + H2O = HSO3^- + OH^-

 

Щелочная среда, гидролиз по первой ступени.

 

K₂CO₃ + HOH ⇄ KHCO₃ + KOH2K⁺ + CO₃^2- + HOH ⇄ K⁺ + HCO₃^- + K⁺

+ OH^-CO₃^2- + HOH ⇄ HCO₃^- + OH^-

Na2HPO4 = 2Na(+)+H(+)+PO4(2-)+(H(+)+OH(-))=2Na(+)+PO4(2-) +

H2O + H(+)

 

ион водорода окрашивает лакмус в красный цвет.

³⁺ + НОН AlOH²⁺ + Н⁺,³⁺ + 3Cl^- + H₂O AlОH²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + Cl^-,³ + H₂O AlOHCl₂ + HCl

 

Среда кислая

 

Zn²⁺ + Н₂О ZnOH⁺ + Н⁺

 

или в молекулярной форме:

 

2ZnSO₄ + 2Н₂О (ZnOH)₂SO₄ + H₂SO₄