Примеры решения задач

Пример 10. Составьте уравнение окислительно – восстановительной реакции, протекающей по схеме: HI + SO₂ → I₂ + S + H₂O

Решение:

Подбор коэффициентов в уравнениях окислительно – восстановительных реакций проводят, используя метод электронного баланса. Этот метод основан на сравнении степеней окисления атомов в исходных и конечных веществах.

Указываем степень окисления тех атомов, которые её меняют:

HI^-1 +S⁺⁴O₂ → I₂⁰ + S⁰ + H₂O

Степень окисления йода в ходе реакции повышается, серы – понижается. Следовательно, HI является восстановителем, а SO₂ – окислителем

2. Составляем электронные уравнения:

2I^-1 - 2℮ = I₂⁰

S⁺⁴ +4℮ = S⁰

3. Так как число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, принятых окислителем, надо каждое из полученных электронных уравнений умножить на соответствующий коэффициент. В нашем примере первое электронное уравнение умножаем на 2, второе – на 1. Отсюда следует, что в уравнении реакции при веществе HI должен быть коэффициент 4, при сере -1.

4. Подставляем найденные коэффициенты в схему реакции:

4HI + SO₂ = 2I₂ + S + 2H₂O

Тема 5 Растворы. Электролитическая диссоциация Расчёт массовой доли растворённого вещества в растворе,

нормальной и молярной концентраций растворов

Растворами называют гомогенные (однородные) системы переменного состава, состоящие из двух или более компонентов. Размеры частиц в растворах составляют менее 10^-8 см. В зависимости от агрегатного состояния растворы могут быть жидкими, твёрдыми и газообразными.

В каждом растворе должно быть не менее двух компонентов, один из которых называют растворителем, а другие – растворёнными веществами.

Растворитель – это компонент раствора, находящийся в том же агрегатном состоянии, что и раствор. Например, при взаимодействии газообразного оксида серы (IV) и воды (жидкость) образуется жидкий раствор. В этом случае вода – растворитель, оксид серы (IV) – растворённое вещество. Часто растворы образуются веществами, находящимися в одинаковых агрегатных состояниях, например спирт (жидкость) и вода (жидкость). В этом случае растворителем может считаться любой компонент, например, тот, которого в системе больше.

В соответствии с химической теорией растворов, разработанной

Д.И. Менделеевым, растворение (при получении жидких растворов) – сложный физико-химический процесс, приводящий к образованию соединений (сольватов) между растворителем и растворённым веществом.

Состав растворов обычно выражают в массовых долях растворённого вещества или через молярную концентрацию раствора.

Массовая доля растворённого вещества – это отношение массы данного компонента к массе раствора:

w(X) = m(X) / m (8)

или

w(X) = m(X) 100/ m %, где (9)

w(X) – массовая доля растворённого вещества Х; m(X) – масса компонента Х;

Массовая доля – безразмерная величина. Она выражается в долях [формула (8)] или в процентах [формула (9)].

Молярная концентрация – это отношение количества растворённого вещества к объёму раствора:

С_М(X) = n(X) /V, где (10)

С_М(X) – молярная концентрация вещества Х; n(X) – количество вещества Х; V- объём раствора. Единица СИ молярной концентрации – моль/м³, но наиболее часто используется единица моль/л.

Для обозначения единицы молярной концентрации раствора используется буква М, например: 1М – одномолярный раствор (с = 1 моль/ /л); 0,1 М – децимолярный раствор (с = 0,1 моль/ л) и т.д.

Молярную концентрацию или молярность (C_M) раствора можно вычислить по формуле:

C_M = m / M ∙V, (11)

где m – масса растворённого вещества, г; M – молярная масса растворённого вещества, г/моль; V – объём раствора, л

Молярная концентрация эквивалента (нормальность раствора) показывает число молярных масс эквивалентов растворённого вещества, содержащихся в 1л раствора (моль/л)

Молярную концентрацию эквивалента (моль/л) выражают формулой:

C_н = m / V∙ Э, (12)

где m – масса растворённого вещества, г; Э – молярная масса эквивалента растворённого вещества, г/моль; V – объём раствора, л