Запитання для самоконтролю

1. Сформулюйте основні положення теорії електролітичної дисоціації. Поясніть, що таке сильні та слабкі електроліти.

2. Якими методами слід скористатися для визначення рН досліджуваного розчину?

3. Наведіть приклади буферних систем. Що таке буферна ємність?

4. Які з перелічених солей схильні до гідролізу:

а) K₂SO₄; б) FeCl₃; в) Na₂CO₃; г) Ca(NO₃)₂ ? Наведіть відповідні рівняння реакцій.

5. Складіть вирази для констант нестійкості комплексних сполук:

а) K₄[Fe(CN)₆]; б) [Cu(NH₃)₄]SO₄; в) Na₃[Co(NO₂)₆]; г) K₂[HgI₄].

6. Що таке добуток розчинності? У чому полягає фізичний зміст цієї величини?

Розрахунковий практикум 1 Рівновага у гомогенних системах

Задача 1.1. Розрахувати концентрацію іонів [Н₃О⁺] у 0,1 М розчині оцтової кислоти (CH₃COOH), якщо її ступінь дисоціації у такому розчині складає 1,3%.

Розв’язування

1) Складаємо рівняння дисоціації оцтової кислоти у водному розчині:

СН₃СООН + Н₂О  СН₃СОО^– + Н₃О⁺

2) Розраховуємо вміст іонів [Н₃О⁺], виходячи з даних про концентрацію (с) кислоти у розчині, а також її ступінь дисоціації (α):

(моль/л)

Відповідь: 1,310^–3 моль/л.

Задача 1.2. Розрахувати концентрацію іонів [Н₃О⁺] у 0,02 М розчині сульфітної кислоти (H₂SO₃), враховуючи лише перший ступінь її дисоціації (К_д = 1,710^–2).

Розв’язування

1) Складаємо рівняння дисоціації сульфітної кислоти за першим ступенем:

Н₂SО₃ + Н₂О  НSО₃^– + Н₃О⁺

2) Записуємо математичний вираз для константи дисоціації (К_д):

3) Припустимо, що в результаті дисоціації утворилося х моль/л іонів [Н₃О⁺], тоді у розчині міститиметься така ж кількість іонів протилежного заряду, тобто:

[HSO₃^–] = [Н₃О⁺] = х (моль/л)

4) Підставимо х у вираз для константи дисоціації (К_д) та розв’яжемо рівняння, вважаючи, що [H₂SO₃] = 0,02 моль/л:

x = (0,021,710^–2)^1/2 = 1,810^–2 (моль/л)

Відповідь: 1,810^–2 моль/л.

Задача 1.3. Визначити рН розчину, що містить в 1 л 0,1 г натрій гідроксиду (NaOH), вважаючи дисоціацію останнього повною.

Розв’язування

1) Складаємо рівняння дисоціації натрій гідроксиду у водному розчині:

NaOH  Na⁺ + OH^–

2) Розраховуємо молярну концентрацію с(NaOH), виходячи з даних про вміст цієї речовини у розчині:

(моль/л)

3) Встановлюємо концентрацію гідроксильних іонів [OH^–] – у нашому випадку вона відповідатиме знайденій величині с(NaOH):

[OH^–] = 2,510^–3 (моль/л)

4) Визначаємо гідроксильний (рОН) та водневий (рН) показники для досліджуваного розчину:

рОН = –lg [OH^–] = –lg (2,510^–3) = 2,6

pH = (14 – pOH) = (14 – 2,6) = 11,4

Відповідь: 11,4.

Задачі для самостійного розв’язку

1. Якою буде концентрація іонів [Н₃О⁺] у 0,1 М розчині нітритної кислоти (HNO₂), константа дисоціації якої дорівнює 510^–4 ? (Відповідь: 7,110^–3 моль/л).

2. Визначити рН водного розчину нітратної кислоти (HNO₃) з концентрацією 210^–3 М, вважаючи дисоціацію останньої повною. (Відповідь: 2,7).

3. Визначити концентрації іонів [Н₃О⁺] та [ОН^–] у розчині, рН якого дорівнює 6,2. (Відповідь: 6,310^–7 та 1,610^–8 моль/л).

4. Розрахувати константу дисоціації оцтової кислоти (СН₃СООН), знаючи, що у 0,1 М розчині вона дисоціює на 1,32%. (Відповідь: 1,810^–5).

5. Знайти ступінь дисоціації ціанідної кислоти (HCN) у 0,05 М розчині, знаючи, що її константа дисоціації складає 410^–10. (Відповідь: 910^–3 %).

6. Якою буде концентрація іонів [Н₃О⁺] у водному розчині мурашиної кислоти (НСООН) з константою дисоціації, рівною 1,810^–4, якщо ступінь дисоціації кислоти в цьому розчині складає 5%? (Відповідь: 3,610^–3 моль/л).