Задачи для самостоятельного решения. 1. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей по I ступени

1. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей по I ступени. Указать область значений рН (больше, меньше или равно 7).

2. Рассчитать константу гидролиза (К_г), используя справочные данные для констант диссоциации слабых электролитов.

3. Вычислить степень гидролиза раствора соли указанной концентрации (С моль/л).

4. Вычислить рН раствора соли (сравнить результат с ответом на первый вопрос !).

5. Куда и почему сместится равновесие гидролиза, если к раствору указанной соли добавить кислоту ?

6. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза при смешивании растворов двух солей, взаимно усиливающих гидролиз друг друга.

Варианты заданий

№ вари- анта	формула соли	Ссоли (моль/л)	смешать раствор двух солей под № №
	NH4Cl	0,1	5 + 12
	KF	0,01	6 + 16
	KCN	0,001	7 + 16
	NaNO2	0,02	8 + 18
	ZnCl2	0,03	10 + 18
	CrCl3	0,05	11 + 19
	AlCl3	0,06	5 + 18
	FeCl3	0,07	5 + 15
	NH4NO3	0,002	2 + 19
	CuJ2	0,003	3 + 10
	Na2CO3	0,004	10 + 11
	KNO2	0,005	8 + 16
	RbCN	0,006	8 + 16
	CsF	0,007	10 + 15
	Rb2SO3	0,04	7 + 15
	Rb3PO4	0,08	18 + 19
	Na2Se	0,008	16 + 19
	Na2S	0,009	10 + 16
	BeCl2	0,07	7 + 11
	CH3COONa	0,08	6 + 18

 

 

Растворимость. Равновесие осадок - раствор

Растворимость

Растворимость вещества измеряется концентрацией его насыщенного раствора. Наиболее распространенные формы выражения растворимости следующие:

а) процентная растворимость, выражаемая процентной концентрацией насыщенного раствора по отношению к массе растворителя или по отношению к массе раствора;

б) молярная растворимость, выражаемая молярной концентрацией насыщенного раствора;

в) растворимость, выражаемая содержанием вещества в граммах на литр насыщенного раствора. Растворимость газов выражается объемом растворяемого газа в единице объема растворителя.

Растворимость обозначается S(x).

Пример 1

При 20^оС в 50,00 г воды растворяется 8,05 г сульфата натрия. Вычислить растворимость Na₂SO₄ при данной температуре, выразив ее в процентах по отношению к массе растворителя и раствора.

Решение

S(Na₂SO₄) = 8,05/50,00 × 100% = 16,1% - по отношению к массе растворителя.

S(Na₂SO₄) = 8,05/(50,00+8,05) × 100% = 13,9 % - по отношению к массе раствора.

Пример 2

При 18^оС в 200 мл насыщенного раствора сульфата натрия содержится 32,66 г растворенного вещества. Вычислить молярную растворимость Na₂SO₄ при 18^оС.

 

Решение

Согласно уравнению для молярной концентрации раствора находим

S(Na₂So₄) = (32,66 г/142 г/моль)/0,2 л = 1,15 моль/л.

Пример 3

При нормальных условиях в 100 л воды растворяется 6,985 г кислорода. Выразить растворимость кислорода в миллитрах на литр воды.

Решение

Вычислим объем 6,985 г О₂ при нормальных условиях:

V_O2 = (6,985 г/ 32 г/моль)×22,4 л = 4,90 л.

Этот объем кислорода растворяется в 100 л воды, следовательно, растворимость, отнесенная к 1 л воды, равна 0,049 л/л =49 мл/л.

Пример 4

При некоторой температуре в 1 кг водного раствора KNO₃ содержится 450 г растворимого вещества. Сколько KNO₃ выделится из раствора при охлаждении его до 25^оС. Растворимость KNO₃ при 25^оС равна 38,5 % по отношению к массе воды.

Решение

Вычислим массу воды в исходном растворе:

m(H₂O) = 1000 г - 450 г = 550 г.

Вычислим массу KNO₃ , оставшуюся в растворе после выпадения кристаллов:

m’ = 550 г× 0,385 = 211,8 г.

Вычислим массу выделившихся кристаллов:

m = 450,0 г - 211,8 г = 238,2 г.

 

Равновесие осадок-раствор. Произведение растворимости.

Между осадком вещества и расположенным над ним его насыщенным раствором существует равновесие, т. е. скорость растворения осадка равна скорости его кристаллизации из раствора. Условно это равновесие записывается в виде

С_mА_{n (T)}« mСⁿ⁺ _(P)+nА^m- _(P).

Константа этого равновесия называется произведением растворимости (ПР):

ПР=[Сⁿ⁺]^m×[А^m-]ⁿ.

Если произведение концентраций ионов меньше значений ПР рассматриваемого вещества или равно ему, то осадок не образуется. Осадок образуется лишь тогда, когда произведение концентраций ионов больше ПР.

Пример 5

Произведение растворимости йодида свинца при 20^оС равно 8×10^-9. Вычислить растворимость соли (в моль/л и в г/л) при этой температуре.

Решение

Обозначим искомую растворимость через S(моль/л), тогда, в соответствии с уравнением рассматриваемого равновесия

PbJ_{2 (Т)} « Pb²⁺_(Р) + 2J^-_(Р) ,

в насыщенном растворе PbJ₂ содержится S моль/л ионов Pb²⁺ и 2S моль/л ионов J^-, откуда

ПР = [ Pb²⁺ ]×[ J^- ]² = S × (2s)² = 4S³,

S = (ПР /4)^1/3=1,3 × 10^-3 моль/л.

Поскольку мольная масса PbJ₂ равна 461 г/моль, то растворимость PbJ₂, выраженная в г/л, составит 1,3 × 10^-3 × 461=0,6 г/л.

Пример 6

Растворимость гидроксида магния при 18^оС равна 1,7 × 10^-4 моль/л. Найти ПР гидроксида магния при 18^оС.

 

 

Решение

При растворении каждого моля Mg(OH)₂ в раствор переходит 1 моль ионов Mg²⁺ и в 2 раза больше ионов ОН^-:

Mg(OH)_2(Т) « Mg²⁺_(Р)+ 2 ОН^-_(Р) ,

поэтому в насыщенном растворе гидроксида магния [Mg²⁺ ] = 1,7×10^-4 моль/л; [ОН^- ] = 3,4×10^-4 моль/л, следовательно,

ПР = [Mg²⁺ ] × [ОН^- ]² = 1,7×10^-4× (3,4×10^-4)² = 1,96 × 10^-11.

Пример 7

Произведение растворимости СаSO₄ равно 6,1×10^-5. Выпадает ли осадок при смешивании равных объемов 0,01 М раствора СаС1₂ и 0,02 М раствора Na₂So₄?

Решение

После смешивания объем полученного раствора станет в 2 раза больше объема каждого из взятых растворов, поэтому концентрации растворенных веществ в смеси будут в 2 раза меньше:

С_СаС12 = 0,005 моль/л; С_Na2SO4 = 0,010 моль/л.

В соответствии со схемами диссоциации

СаС1₂ ® Ca²⁺ +2С1^-,

Na₂So₄ ® 2 Na⁺ + So₄^2-,

[Ca²⁺] = 0,05 моль/л; [SO^2-₄] = 0,01 моль/л Þ

[Ca²⁺ ]×[SO^2-₄] = 0,005 × 0,01 = 5 × 10^-5 < ПР Þ

осадок не выпадает.