Приклади розв’язування задач:

Обчисліть рН розчину 0,1М HCl (сильний електроліт), враховуючи, що коефіцієнт активності f = 0.8.

Рішення:

Електроліт дисоціює за схемою: HCl  H⁺ + Cl^-

З 1 моля кислоти утворюється 1 моль йонів гідрогену Н⁺, отже концентрація Н⁺, враховуючи коефіцієнт активності.

С_Н+ = С · f = 0,1 · 0,8 = 8 · 10^-2 моль/л

рН = -lg · С_Н+ = -lg · 10^-2 = -[lg · 8 + (-2)] = 1,096

Обчислити концентрації С_Н+, С_ОН‾, рН, рОН 0,0005М розчину H₂SO₄, враховуючи, що ступінь дисоціації α = 100%.

Рішення:

Сильний електроліт дисоціює в розчині за схемою: Н₂SО₄  2H⁺ + SO₄^2-

1 моль кислоти утворює 2 моль йонів гідрогену С_Н+, отже концентрація йонів гідрогену С_Н+ = 0,00050 · 2 = 0,001 = 10^-3 моль/л.

Для обчислення концентрації гідроксильних йонів ОН^- використовується рівняння йонного добутку води: С_Н+ · С_ОН‾ = 10^-14

Звідки моль/л

рН = -lg · С_Н+ = -lg · 10^-3 = -(-3) = 3

Робота 14. Малорозчинні електроліти. Добуток розчинності

Мета роботи – ознайомлення з загальними властивостями малорозчинних електролітів і методикою розрахунків, пов’язаних з добутком розчинності.

Теоретична частина.

Переважна більшість електролітів має обмежену розчинність у воді. На практиці частіше зустрічаються гетерогенні системи, в котрих осад малорозчинного електроліту перебуває в рівновазі з насиченим розчином. Наприклад:

Константа рівноваги гетерогенного процесу визначається тільки добутком концентрацій йонів у розчині і не залежіть від концентрації твердої фази:

К = С^m_An+ · Сⁿ_Вm- = Пр_AmBn

Таким чином, добуток концентрацій йонів в насиченому розчині малорозчинного електроліту при даній температурі являється величиною сталою; її називають добутком розчинності (Пр).

Добуток розчинності як константа рівноваги залежить від природи електроліту і температури, але не залежить від концентрації йонів у розчині.

Оскільки Пр – величина стала при Т = cоnst, можна сказати, що при збільшенні концентрації одного з йонів в насиченому розчині над твердою фазою концентрація другого йона зменшується.

По відомому добутку розчинності електроліту AmBn і концентрації електроліту одного з йонів (С_An+ і С_Вm-) можна розрахувати концентрацію другого йона (С_An+ чи С_Вm-), необхідного для осадження електроліту AmBn. Значення Др для деяких електролітів наведені в таблиці (Додатки, 8).

Математичною умовою утворення осаду в цьому випадку є вираз:

С_An+ · С_Вm- ≥ Пр_AmBn

Експериментальна частина. Дослід 1. Умови утворення осаду.

До 2мл насиченого розчину стронцій нітрату додайте 2 мл насиченого розчину кальцій сульфату. Що відбувається?

До 2мл насиченого розчину кальцій нітрату додайте 2мл насиченого розчину стронцій сульфату. Утворюється осад, чи ні?

Поясніть результати дослідів, використовуючи величини добутку розчинності. (Додатки, 8).

Дослід 2. Умови розчинення осадів.

Реакціями обміну між сіллю купруму (ІІ) і сіллю цинку з натрій сульфідом отримайте цинк сульфід і купрум (ІІ) сульфід. Визначте утворення осадів.

До осадів ZnS і CuS додайте розчин хлоридної кислоти. Що відбувається з осадами?

а) Напишіть йонні рівняння реакцій добування ZnS і CuS.

б) Рівняння реакції розчинення осаду. В якій пробірці осад не розчинився?

в) При яких умовах розчинюється осадок малорозчинного сульфіду?