Примеры решения задач
Задача
1.
Напишите уравнения реакций диссоциации,
приводящих к образованию следующих
ионов: а) Н+
и NO
;
б) Аl3+
и SO
;
в) Са2+
и НСО
.
Решение
а) Ионы Н+ и NO образуются при диссоциации азотной кислоты:
HNO
⇄
H+
+ NO
.
б) Ионы Аl3+ и SO образуются при диссоциации соли – сульфата алюминия. В любом веществе суммарный заряд положительных ионов равен суммарному заряду отрицательных ионов. Это означает, что на каждые два иона Аl3+ (суммарный заряд +6) должно приходиться три иона SO (суммарный заряд – 6), т. е. формула сульфата алюминия – Al2(SO4)3. Его диссоциация описывается уравнением:
Al2(SO4)3 ⇄ 2Аl3+ + 3SO .
в) Ионы Са2+ и НСО образуются при диссоциации кислой соли – гидрокарбоната кальция. На каждый ион Са2+ в этом веществе приходятся два иона НСО , следовательно, формула соли – Са(НСО3)2. Уравнение диссоциации:
Са(НСО3)2 ⇄ Са2+ + 2НСО .
Задача 2. В растворе нитрата меди (II) объемом 1,5 л содержится 2,7 моль ионов. Определите молярную концентрацию нитрата меди (II) в растворе, если степень диссоциации соли равна 75%.
Решение
Согласно уравнению диссоциации нитрата меди (II)
Cu(NO3)2 ⇄ Cu2+ + 2NO
из 1 моль Cu(NO3)2 образуется 3 моль ионов, поэтому количество продиссоциировавшего Cu(NO3)2 в три раза меньше количества ионов:
ν(Cu(NO3)2) = 2,7/3 = 0,9 (моль).
По условию продиссоциировало 75% от исходного количества соли:
0,9 моль – 75%;
х моль – 100%.
х = 0,9·100/75 = 1,2 (моль).
Молярная концентрация нитрата меди (II) в растворе:
C(Cu(NO3)2) = ν/V(pacтвopa) = 1,2/1,5 = 0,8 (моль/л).
Ответ. 0,8 моль/л Cu(NO3)2.
Задача 3. Определите концентрацию ионов водорода и рН в 0,1 М растворе уксусной кислоты, если Кд(СН3СООН) = 1,74·10–5.
Решение
Подставив известные данные в формулу, получим:
[Н+]
=
= 1,32·10–3
моль/л;
рН = – lg[H+] = – lg 1,32 + lg 10–3 = – (0,12 – 3) = 2,88
Задача 4. Вычислите, как изменится степень ионизации 2 н. раствора уксусной кислоты, если разбавить его в 10 раз.
Решение
Уксусная кислота СН3СООН – одноосновная кислота, поэтому 2 н. раствор ее является 2 М.
Пользуясь уравнением Оствальда, вычислим степень ионизации 2 н. раствора уксусной кислоты. Значение константы ионизации уксусной кислоты Кд(СН3СООН) = 1,74·10–5.
α1
=
≈ 3·10–3,
или 0,3%
Вычислим степень ионизации раствора уксусной кислоты, разбавленного в 10 раз;
α2
=
≈ 9·10–3,
или 0,9%
Следовательно, при разбавлении 2 н. раствора уксусной кислоты в 10 раз степень ее ионизации возрастает приблизительно в 3 раза (0,9 : 0,3 = 3).
Задача 5. Степень ионизации 0,01 М раствора уксусной кислоты равна 4,19%. Вычислите константу ионизации кислоты.
Решение
Находим константу ионизации уксусной кислоты по формуле К = СМα2.
Перейдем к безразмерной величине степени ионизации, т. е. выразим степень диссоциации в долях от единицы: α = 4,19·10–2. Тогда
Kд = 0,01 · (4,19·10–2)2 = 1,75·10–5
Задача 6. Степень ионизации уксусной кислоты в 1 М растворе при 18 °С равна 0,004. Вычислите концентрации ацетат-ионов, ионов водорода и неионизированных молекул уксусной кислоты.