3.2. Задачи для самостоятельного решения

25. Вычислить pH растворов, в которых концентрация ионов H⁺ (моль/л): а) 2,510^–5; б) 210^–7; в) 4,810^–7.

Ответ: 4,6; 6,7 и 6,32.

26. Вычислить pH растворов, в которых концентрация ионов OH^– (моль/л): а) 6,510^–6; б) 910^–9; в) 1,410^–3.

Ответ: 8,81; 5,95 и 11,14.

27. Вычислить молярную концентрацию растворов HCl, имеющих pH: а) 1,6; б) 3,0; в) 3,7. Константа диссоциации кислоты равна 10⁷.

Ответ: 0,025; 0,001 и 210^–4 моль/л.

28. Вычислить нормальную концентрацию растворов сильного электролита KOH, имеющих pH: а) 11,2; б) 10,3; в) 8,8.

Ответ: 1,58710^–3, 210^–4 и 6,3110^–6 моль/л.

29. Вычислить pH 3,12%-ного (мас.) раствора сильного электролита HCl, у которого плотность =1,015 г/см³.

Ответ: pH=0,06.

30. Вычислить pH раствора, если к 3 л воды прибавили 2 мл 96%-ной (мас.) серной кислоты. Плотность H₂SO₄ =1,84 г/см³.

Ответ: pH=1,62.

31. Вычислить pH 0,01%-ного (мас.) раствора HCl (=1 г/см³, =1).

Ответ: pH=2,56.

32. Вычислить pH 2,14%-ного (мас.) раствора HCl (=1,01 г/см³, =0,9).

Ответ: pH=0,272.

33. Вычислить pH 2,3%-ного (мас.) раствора H₂SO₄ (=1,015 г/см³, =0,9).

Ответ: pH=0,368.

34. Вычислить pH 1,7%-ного (мас.) раствора KOH (=1,014 г/см³, =85%).

Ответ: pH=13,49.

35. Вычислить молярную концентрацию раствора уксусной кислоты CH₃COOH (pH=4, К_д=1,810^–5 моль/л).

Ответ: 5,5510^–4 моль/л.

36. Вычислить молярную концентрацию раствора муравьиной кислоты HCOOH (pH=3, К_д=2,110^–4 моль/л).

Ответ: 4,7610^–3 моль/л.

37. Вычислить, каким объемом воды следует разбавить 1 л 0,6%-ного (мас.) раствора уксусной кислоты (=1 г/см³, К_д=1,810^–5 моль/л) для получения раствора, pH которого равен 3.

Ответ: 0,8 л.

38. Сколько граммов уксусной кислоты следует добавить к 1 л раствора уксусной кислоты (К_д=1,810^–5 моль/л), pH которого равен 4, чтобы понизить pH до 3,5?

Ответ: 0,3 г.

39. Сколько граммов NaOH содержится в 5 л раствора, pH которого равен 12. Константа диссоциации NaOH 5,9.

Ответ: 2 г.

40. Вычислить, каким объемом воды следует разбавить 1 л 0,4%-ного (мас.) раствора муравьиной кислоты (=1 г/см³) для получения раствора, pH которого равен 2,5 (К_д=1,810^–4 моль/л).

Ответ: 0,56 л.

41. Вычислить pH 0,1 Н раствора гидроксида аммония NH₄OH (К_д=1,7910^–5 моль/л).

Ответ: pH=11,13.

42. Сколько граммов муравьиной кислоты надо добавить к 1 л раствора муравьиной кислоты, pH которого равен 3,5, чтобы получить у этого раствора pH=3 (К_д=1,810^–4 моль/л).

Ответ: 0,23 г.

43. Вычислить pH 0,1 Н раствора H₂SO₄, степень диссоциации которого равна 85%.

Ответ: pH=1,07.

44. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора серной кислоты, pH которого равен 3,5 и степень диссоциации =0,90.

Ответ: 1,7610^–4 моль/л, 3,5210^–4 г-экв/л.

4. Растворы солей в воде и их гидролиз

В водных растворах солей, образованных сильными основаниями и сильными кислотами, таких как NaCl, Ba(NO₃)₂, K₂(SO₄) и др., единственным слабым электролитом является вода, которая в очень малой степени диссоциирует по уравнению

H₂O = H⁺ + OH^-.

В таких системах практически полностью исключается образование молекул сочетанием катиона соли с ионом OH^- воды или аниона соли с ионом H⁺ воды. Концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов при растворении соли остаются такими же, что и в чистой воде. Следовательно, рН водных растворов таких солей имеет ту же величину, что и рН воды.

Гидролиз солей, или их обменное взаимодействие с водой, происходит лишь в тех случаях, когда ионы, образующие соль, – катион или анион, или оба иона, способны образовывать с ионами H⁺ и OH^- воды малоди

социируемые соединения. В результате гидролиза изменяется рН раствора.

Различают несколько вариантов гидролиза.

1. Гидролиз солей, образованных слабой кислотой и сильным основанием, например, ацетата натрия CH₃COONa.

2. Гидролиз солей слабого основания и сильной кислоты, например, нитрата аммония NH₄NO₃.

3. Гидролиз солей слабого основания и слабой кислоты, например, ацетата аммония CH₃COONH₄.

Параметрами гидролиза являются:

– константа гидролиза К_Г, представляющая собой константу равновесия реакции гидролиза;

– водородный показатель (рН) раствора, в котором имеет место гидролиз;

– степень гидролиза  – это доля молекул соли, подвергшихся гидролизу, или отношение числа гидролизованных ионов к первоначальному числу растворенных молекул соли.

Для первого варианта) ;

для второго варианта) .