Розрахунковий практикум 2 Рівновага у гетерогенних системах

Задача 2.1. Розчинність кальцій карбонату (СаСО₃) при 18⁰С дорівнює 1,310^–4 моль/л. Розрахувати добуток розчинності цієї солі (ДР_СаСО3).

Розв’язування

1) Складаємо рівняння, що відображає динамічну рівновагу між осадом та насиченим водним розчином кальцій карбонату:

СаСО_{3 (ос.)}  Са²⁺_(р.) + СО₃^2–_(р.)

2) Записуємо математичний вираз для ДР_СаСО3, позначивши за S розчинність цієї солі у воді при 18⁰С:

ДР_СаСО3 = [Са²⁺]×[СО₃^2–] = S²

3) Розраховуємо добуток розчинності кальцій карбонату:

ДР_СаСО3 = (1,310^–4)² = 1,710^–8

Відповідь: 1,710^–8.

Задача 2.2. Скільки (у г) плюмбум (ІІ) сульфату (PbSO₄) можна розчинити за кімнатної температури у 1 л води, якщо ДР_PbSO4 = 2,310^–8 ?

Розв’язування

1) Складаємо рівняння дисоціації малорозчинного плюмбум (ІІ) сульфату у насиченому водному розчині:

PbSO₄  Pb²⁺ + SO₄^2–

2) Визначаємо концентрацію S розчиненої речовини, виходячи з даних про добуток розчинності:

S² = ДР_PbSO4 = [Pb²⁺]×[SO₄^2–]

S = (ДР_PbSO4)^1/2 = (2,310^–8)^1/2 = 1,510^–4 (моль/л)

3) Розраховуємо масу m(PbSO₄), яка розчиняється у 1 л води з утворенням насиченого розчину за кімнатної температури:

m(PbSO₄) = М(PbSO₄)×S×V_H2O

m(PbSO₄) = 303×1,510^–4×1 = 4,510^–2 (г)

Відповідь: 4,510^–2 г.

Задача 2.3. Чи утвориться осад, якщо до 0,01 М розчину барій хлориду (BaCl₂) додати рівний об’єм 0,01 М розчину натрій карбонату (Na₂CO₃) ? ДР_BaСО3 = 1,910^–9.

Розв’язування

1) Складаємо рівняння реакції, що відображає взаємодію речовин при зливанні розчинів, у повному та скороченому іонному вигляді:

BaCl₂ + Na₂CO₃ = BaCO₃ + 2NaCl

Ba²⁺ + CO₃^2– = ВаСО₃

2) Визначаємо концентрації іонів [Ba²⁺] та [CO₃^2–] в утвореному розчині, беручи до уваги його подвійне розбавляння:

[Ba²⁺] = [CO₃^2–] = 0,01×1/2 = 510^–3 (моль/л)

3) Розраховуємо добуток концентрацій іонів у розчині та порівнюємо отримані результати з величиною ДР_BaСО3:

[Ba²⁺]×[CO₃^2–] = (510^–3)² = 2,510^–5

[Ba²⁺]×[CO₃^2–] > ДР_BaСО3 = 1,910^–9

4) Робимо висновок про можливість утворення осаду барій карбонату.

Відповідь: осад утворюється.

Задачі для самостійного розв’язку

1. Добуток розчинності кальцій карбонату ДР_СаСО3 = 1,710^–8. Скільки (у г) СаСО₃ міститься в 1 л насиченого розчину ? (Відповідь: 1,310^–2 г).

2. Скільки (у г) арґентуму у вигляді іонів Ag⁺ міститься в 1 л насиченого водного розчину арґентум (І) броміду, якщо ДР_AgBr = 3,610^–13 ? (Відповідь: 6,510^–5 г).

3. Скільки води знадобиться для розчинення за кімнатної температури 1 г барій карбонату (ВаСО₃), якщо його добуток розчинності становить 1,910^–9 ? (Відповідь: 116,5 л).

4. Добуток розчинності аргентум (І) сульфату ДР_Ag2SO4 складає 710^–5. Чи утворюється осад, якщо до 0,02 н розчину аргентум (І) нітрату (AgNO₃) додати рівний об’єм 1 н розчину сульфатної кислоти? (Відповідь: осад не утворюється).

5. Добуток розчинності плюмбум (ІІ) хлориду ДР_PbCl2 складає 2,310^–4. Чи утворюється осад, якщо до 0,1 н розчину плюмбум (ІІ) нітрату Pb(NO₃)₂ додати рівний об’єм 0,4 н розчину натрій хлориду? (Відповідь: осад утворюється).