4.5. Растворы. Свойства растворов. Способы выражения концентрации растворов

Пример 1. Сколько граммов медного купороса CuSO₄ ^х 5H₂O нужно взять для приготовления одного килограмма 8% раствора, рассчитанного на безводную соль?

Решение: один килограмм 8% раствора должен содержать

1000 - 0,08 = 80 г безводной соли. Грамм-молекула CuSO₄ равна 160 г, а грамм молекула CuSO₄ ^х 5H₂O составляет 250 г. Следовательно, 250 г медного купороса содержится 160 г безводной соли.

Количество медного купороса содержащее 80 г безводной соли, находим из пропорции: 250 / 160 = Х / 80, откуда:

Х = 250 ^. 80/160 = 125 г.

Таким образом, для приготовления одного килограмма 8% раствора нужно взять 125 г медного купороса и 1000 – 25 = 875 г воды.

Пример 2. Какой объем 96% кислоты, плотность которой 1,84 г/см³, потребуется для приготовления 3 л 0,4н раствора?

Решение: эквивалент Н₂SO₄ = M/2 = 98,08/2 = 49,04. Для приготовления 3 л 0,4н раствора требуется 49,04 ^х 0,4 ^х 3 = 58,848 г H₂SO₄. Масса 1 см³ 96% кислоты равна 1,84 г. В этом растворе содержится 1,84 ⁼ 96/100 = 1,766 г H₂SO₄. Следовательно, для приготовления 3 л 0,4 н раствора надо взять 58,848 / 1,766 = 33,32 см³ этой кислоты.

Пример 3. Раствор, содержащий 0,4 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при –0,279⁰С. Вычислите молярную массу глицерина.

Решение: температура кристаллизации чистой воды 0⁰С, следовательно, понижение температуры кристаллизации

t = 0 – (-0,279) = 0,279 град.

Масса глицерина m(г), приходящаяся на 1000 г воды,

m = 11,04 ^х 1000/800 = 13,8 г.

Подставляя в уравнение:

M = K ^х m/ t

данные, вычисляем молярную массу глицерина:

М = 1,86 ^х 13,8/0,279 = 92 г.

Пример 4. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529⁰С температура кипения сероуглерода 46,3⁰С. Вычислить эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Решение: повышение температуры кипения t = 46,529 – 46,3 = 0,229 град. Грамм-молекула бензойной кислоты 122 г. Из формулы находим эбуллиоскопическую константу:

K = t ^х M / (m ^х 1000) = 0,229 ^х 122 ^х 100 / (1,22 ^.х1000) = 2,29 град.

4.6. Ионные уравнения. Гидролиз солей

Пример 1. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:

а) SO₃^2- + 2H⁺ = SO₂ + H₂O;

б) Pb²⁺ + CrO₄^2- = PbCrO₄;

в) HCO^3- + OH^- = CO₃^2- + H₂O;

г) ZnOH⁺ + H⁺ = Zn²⁺ + H₂O.

В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:

а) Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O;

б) Pb(NO₃)₂ + K₂CrO₄ = PbCrO₄ + 2KNO₃;

в) KHCO₃ + KOH = K₂CO₃ + H₂O;

г) ZnOHCl + HCl = ZnCl₂ + H₂O;

Пример 2. Какие продукты образуются при смешивании растворов Al(NO₃)₃ и K₂CO₃? Составьте ионно-молекулярное и молярное уравнение реакции.

Решение: соль Al(NO₃)₃ гидролизуется по катиону, а K₂CO₃ – по аниону:

Al³⁺ + H₂O = AlOH²⁺ + H⁺;

CO₃^2- + H₂O = HCO₃^- + OH^-.

Пример 3. Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н⁺ и ОН^- образуют молекулы слабого электролита Н₂О. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием Al(OH)₃ и CO₂(H₂CO₃). Ионно-молекулярное уравнение:

2Al³⁺ + 3CO₃^2- + 3H₂O = 2Al(OH)₃ + 3CO₂;

молекулярное уравнение:

2Al(NO₃)₃ + 3K₂CO₃ + 3H₂O = 2Al(OH)₃ + 3CO₂ + 6KNO₃.