неорганика. Методические указания содержат теоретические сведения по основным разделам курсов Общая и неорганическая химия
![]()
|
pH раствораВеличина pH (водородный показатель) используется для характеристики кислотности раствора. Если концентрация ионов водорода равна [H+], то pH = – lg [H+] pОH = – lg [ОH–] рН + рОН = 14 В чистой воде [H+] = [OH–] = 10-7 и рН=7 В кислых растворах [H+] > [OH-] и pH < 7 В щелочных растворах [H+] < [OH-] и pH > 7 Гидролиз солейГидролиз – это химическая реакция ионного обмена между водой и растворённым в ней веществом с образованием слабого электролита. В большинстве случаев гидролиз сопровождается изменением pH раствора. Большинство реакций гидролиза – обратимы Pb(NO3)2 + H2O Pb(OH)(NO3) + HNO3 Pb2+ + HOH PbOH+ + H+ pH<7 – среда кислая Na2HPO4 + H2O NaH2PO4 + NaOH PO43- + HOH HPO42- + OH– pH>7 – среда щелочная Если основание и кислота, образующие соль, являются не только слабыми электролитами, но и малорастворимы или неустойчивы и разлагаются с образованием летучих продуктов, то в этом случае гидролиз соли протекает необратимо Al2S3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2S↑ Причиной гидролиза является взаимодействие ионов соли с молекулами воды с образованием малодиссоциированных соединений или ионов. Способность солей подвергаться гидролизу зависит от двух факторов: 1) свойств ионов, образующих соль; 2) внешних факторов. Отсутствие гидролиза в растворахСоли, образованные катионом сильного основания и анионом сильной кислоты (например, LiBr, K2SO4, NaClO4, BaCl2, Ca(NO3)2 и др.) гидролизу не подвергаются, т.к. ни катион, ни анион соли не могут при взаимодействии с водой образовать молекулы слабых электролитов. Водные растворы таких солей имеют нейтральную реакцию среды (pH = 7). Практически не гидролизуются также и труднорастворимые соли (CaCO3, Mg3(PO4)2 и др.) из-за очень низкой концентрации ионов в водных растворах этих солей. Задачи 278. (Р.583) Определите концентрации ионов Н+ и ОН– в растворах, водородный показатель которых равен: 3,2; 5,8; 9,1; 11,4; 6,5. Во сколько раз концентрации ионов Н+ больше или меньше концентрации ионов ОН– в этих растворах? Ответ: 1) 6,31 × 10–4; 0,16 × 10–10 моль/л; 4 × 107 раз; 2) 0,13 × 10–4; 7,94 × 10–10 моль/л; 1,6 × 104 раз; 3) 1,58 × 10–6; 0,63 × 10–8 моль/л; 250 раз; 4) 3,98 × 10–12; 0,25 × 10–2 моль/л; 6,3 × 108 раз; 5) 3,16 × 10–7; 3,16 × 10–8 моль/л; 10 раз. 279. (Р.584) Найдите водородные показатели следующих концентрированных растворов сильных электролитов: 0,15 М НСlO3; 0,205 М НС1; 0,181 М HNO3; 0,1 М LiOH; 0,13 М КОН в 1000 г воды. Ответ: 0,90; 0,77; 0,83; 12,91; 13,03. 280. (Р.585) Рассчитайте рН раствора, содержащего 0,02 моль НСl и 0,15 моль КСl в 1000 г воды. Ответ: 1,78. 281. (Р.587) Раствор содержит 0,37 г НСl, 0,12 г NaCl и 0,29 Na2SO4 в 1000 г воды. Вычислите рН этого раствора. Ответ: 2,04. 282. (Р.588) Вычислите рН раствора азотной кислоты ( = 0,05 %). Плотность раствора и степень диссоциации НNО3 считать равными единице. Ответ: 2,1. 283. (Р.590) Какая масса НСООН содержится в 0,3 л раствора этой кислоты, имеющей рН 6,04? КД = 1,77 × 10–4. Ответ: 6,5 × 10–8 г. 284. (Р.591) Чему равна константа диссоциации кислоты, если рН 0,08 н. раствора кислоты равен 2,4. Ответ: 2 × 10–4. 285. (Р.592) Вычислите рН полученного раствора, если 0,01 л раствора гидроксида натрия ( = 30 %; = 70 %) с плотностью 1328 кг/м3 разбавили водой до 0,75 л. Ответ: 13. 286. (Р.596) Какой объем воды необходимо добавить к 0,2 л раствора муравьиной кислоты ( = 5 %, = 1012 кг/м3) для получения раствора, рН которого равен 2,5, если KHCOOH = 1,77 × 10–4? Ответ: 19,3 л. 287. (Р.597) Определите водородный показатель раствора уксусной кислоты, если 0,25 л 0,15 н. СН3СООН на 60 % нейтрализованы 0,15 н. NH4OH. Константа диссоциации СН3СООН равна 1,75 × 10–5. Ответ: 3,09. 288. (Р.598) Вычислите концентрацию ионов водорода и рН буферного раствора, содержащего в 1 л по 0,05 моль муравьиной кислоты (КД = 1,7 × 10–4) и формиата натрия. Ответ: 1,7 × 10–4 моль/л; 3,77. 289. (Р.599) Рассчитайте концентрацию ионов водорода и рН уксусно-ацетатного буферного раствора, содержащего по 0,1 моль уксусной кислоты (КД = 1,75 × 10–5) и ацетата натрия в 1 л. Как отличается концентрация ионов Н+ в буферном растворе от концентрации ионов Н+ в 0,1 М растворе СНзСООН? Ответ: 4,76; 2,88; 1,75 × 10–5 моль/л; 1,32 × 103 моль/л. 290. (Р.602) Вычислите рН ацетатного буферного раствора (1 моль СН3СООН и 0,1 моль CH3COONa в 1 л раствора). KCH3COOH = 1,75 × 10–5. Ответ: 3,76. 291. (Р.603) Как изменится значение рН ацетатного буферного раствора (0,1 моль СН3СООН и 0,02 моль CH3COONa в 1 л) при добавлении 0,01 моль НС1? KCH3COOH = 1,75 × 10–5. Ответ: 4,06; 3,03. 292. (Р.606) Рассчитайте буферную емкость по отношению к NaOH раствора, содержащего в 1 л 0,1 моль СН3СООН и 0,06 моль CH3COONa, KCH3COOH = 1,75 × 10–5. Ответ: 0,135 моль/л. 293. (Р.607) Рассчитайте рН и буферную емкость по отношению к НС1 раствора, полученного при смешении 1,2 л 1,2 М раствора NH4ОН и 0,6 л 0,6 М раствора NH4С1. KNH4ОН = 1,77 × 10–5. Ответ: 9,85; 0,56 моль/л. 294. (Р.608) Составьте молекулярные и молекулярно-ионные уравнения гидролиза солей: K2S, CuSO4, Na3PO4, Na2CO3, Cr2S3. 295. (Р.609) При смешении растворов A12(SO4)3 и K2S в осадок выпадает А1(ОН)3. Укажите причину этого и составьте соответствующие молекулярные и молекулярно-ионные уравнения. 296. (Р.610) При сливании растворов СrСl3 и Na2CO3 образуется осадок Сr(ОН)3. Объясните причину и напишите соответствующие уравнения в молекулярном и молекулярно-ионном виде. 297. (Р.612) Подберите по два уравнения в молекулярном виде к каждому из молекулярно-ионных уравнений: а) Al3+ + H2O (AlOH)2+ + H+ б) S2– + H2O OH– + HS– в) CN– + H2O OH– + HCN 298. (Р.615) Какую реакцию должны иметь растворы следующих солей: NH4CN, A1(NO3)3, K2CO3, ZnSO4, Li2S. Ответ подтвердите соответствующими молекулярными и молекулярно-ионными уравнениями. 299. (Р.617) Константа диссоциации муравьиной кислоты НСООН равна 1,77 × 10–4, а гидроксида аммония – 1,77 × 10–5. Рассчитайте константы гидролиза следующих солей: HCOONa, HCOONH4, NH4NO3. Ответ: 5,64 × 10–11; 3,20 × 10–6; 5,65 × 10–10. 300. (Р.619) Определите степень гидролиза и рН 0,005 н. KCN, KHCN = 4,9 × 10–10. Ответ: 0,063; 10,5. 301. (Р.620) Водородный показатель 0,003 н. раствора гипохлорита калия равен 9,5. Вычислите степень гидролиза этой соли. Ответ: 1,06 × 10–2. 302. (Р.621) Рассчитайте КГИДР следующих солей: NH4CN, CH3COONH4, NH4C1O, если константы диссоциации NH4OH, HCN, СНзСООН и НСlO соответственно равны 1,77 × 10–5, 4,9 × 10–10, 1,75 × 10–5, 3,0 × 10–8. Ответ: 1,15, 3,2 × 10–4, 0,019. 303. (Г.490) Вычислите рН ацетатного буферного раствора, содержащего 0,5 моль/л NaCH3COO и 1 моль/л СНзСООН. Ответ: 5,1. 304. (Г.491) Вычислите рН фосфатного буферного раствора, содержащего 0,1 моль Na2HPО4 и 0,3 моль/л КН2РО4. Ответ: 6,7. 305. (Г.492) Вычислите рН раствора, содержащего 0,2 моль/л NaHCО3 и 1 моль/л Na2CО3. Ответ: 11,02. 306. (Г.493) Выведите формулу для расчета рН аммиачного буферного раствора, содержащего NH4OH и NH4NO3. 307. (Г.494) Вычислите рН аммиачного буферного раствора, содержащего 2 моль/л NH4OH и 0,3 моль/л NH4NO3. Ответ: 10,06. 308. (Г.495) Вычислите рН раствора, полученного растворением 0,05 моль СаСО3 в 1 л 0,2 М раствора СН3СООН. Ответ: 4,76. 309. (Г.498) Вычислите константу гидролиза формиата натрия HCOONa. Какова степень гидролиза соли в 0,1 М растворе и рН раствора? Ответ: 5,6 × 10–11; 2,4 × 10–5; 8,4. 310. (Г.501) Вычислите рН и степень гидролиза 0,1 М раствора NaF. Ответ: 8,1; 1,2 × 10–5. 311. (Г.503) Вычислите рН и степень гидролиза 0,05 М раствора NH4NO2. Ответ: 6,3; 1 × 10–3. 312. (Г.506) Вычислите рН и степень гидролиза 0,2 М раствора NaNO2 с учетом ионной силы раствора (ионная сила создается только названным веществом и продуктами его превращения). Ответ: 8,2; 9,9 × 10–6. 313. (Г.507) Вычислите рН и степень гидролиза 0,4 М раствора NH4CN с учетом ионной силы (ионная сила создается только названным веществом и продуктами его превращения). Ответ: 9,2; 43,5 %. Жесткость воды и методы ее устранения 7> |