- •Задачи и упражнения по химии
- •Предисловие
- •Методические указания по самостоятельной работе
- •Тема 2. Энергетика химических процесов.
- •Стандартные теплоты (энтальпии) образования н0298 и стандартные абсолютные энтропии s 0298 некоторых веществ.
- •Тема 3. Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов д.И.Менделеева.
- •Тема 4. Химическая связь и строение молекул.
- •Тема 5. Химическая кинетика и равновесие.
- •Тема 6. Концентрации растворов и способы их выражения.
- •Тема 7. Ионные реакции обмена
- •Тема 8. Гидролиз солей.
- •Тема 9. Свойства растворов неэлектролитов.
- •Тема 10. Свойства растворов сильных электролитов.
- •Тема 11. Растворы слабых электролитов
- •Тема 12. Ионное произведение воды. Водородный показатель.
- •Тема 13. Произведение растворимости.
- •Тема 14. Окислительно-восстановительные процессы.
- •Тема 15. Электрохимические свойства металлов.
- •Тема 16. Электролиз водных растворов и расплавов электролитов.
- •Тема 17. Сплавы и диаграммы плавкости.
- •Тема 18. Диаграммы плавкости неметаллических систем.
Тема 13. Произведение растворимости.
Пример 1. Вычисление концентрации ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе.
Произведение растворимости BaF2 при 18С равно 1,710–6. Рассчитайте концентрацию ионов Ва2+ и F– при этой температуре.
Решение. BaF2 диссоциирует по уравнению BaF2 Ва2+ + 2 F–. При диссоциации BaF2 ионов F– получается в 2 раза больше, чем ионов Ва2+. Следовательно, С(F–) = 2·С(Ва2+). Произведение растворимости соли ПР(BaF2) = С (Ва2+) · С2 (F–). Выразим концентрацию ионов F– через концентрацию ионов Ва2+, обозначенную через х , тогда ПР(BaF2) = С(Ва2+)· [2С(Ва2+)]2 = х· (2х)2 = 4х3 = 1,710–6.
Концентрация ионов Ва2+ равна: С (Ва2+) = 3√ 1,710–6/ 4 = 0,7510–2 моль/л.
Концентрация ионов F– равна: С (F–) = 0,7510–2· 2 = 1,5 10–2 моль/л.
Пример 2. Вычисление произведения растворимости малорастворимого электролита.
Растворимость Ag3PO4 (M=418,58) в воде при 20°С равна 0,0065 г/л. Рассчитайте произведение растворимости.
Решение. Растворимость Ag3PO4 равна Р = 6,5·10–3/418,58 = 1,6·10–5 моль/л. При диссоциации 1 моль Ag3PO4 образуется 3 моль ионов Ag+ и 1 моль ионов РО43–, поэтому концентрация иона РО43– равна растворимости Ag3PO4, а концентрация иона Ag+ в три раза больше, т.е. С(РО43–) = 1,6·10–5 моль/л; С(Ag+) = 3· 1,6·10–5 = 4,8·10–5 моль/л.
Произведение растворимости Ag3PO4 равно
ПР(Ag3PO4) = С3(Ag+) · С(РО43–) = (4,8·10–5)3· (1,6·10–5 ) =1,77· 10–18.
Пример 3. Определение условий выпадения осадка.
Произведение растворимости MgS при 25°С равно 2,0·10–15. Образуется ли осадок MgS при смешении равных объемов 0,004 н. Mg(NO3)2 и 0,0006 н. Na2S? Степени диссоциации этих электролитов принять равными единице.
Решение. При смешении равных объемов растворов объем смеси стал в 2 раза больше каждого из взятых растворов, а концентрация каждого из растворенных веществ уменьшилась вдвое, т.е. С[Mg(NO3)2] = 0,002 н.; С(Na2S) = 0,0003 н. Для определения концентрации ионов Mg2+ и S2– необходимо перевести молярную концентрацию эквивалента смешиваемых растворов в молярную:
С[Mg(NO3)2] = 0,002 н. = 0,001 М; С(Na2S) = 0,0003 н. = 0,00015 М.
Концентрации ионов Mg2+ и S2– соответственно равны
C(Mg2+) = 1· 10–3 моль/л; C(S2–) = 1,5 · 10–4 моль/л.
Произведение концентраций ионов Mg2+ и S2– :
C(Mg2+)·(S2–) = 1· 10–3 · 1,5 · 10–4 = 1· 10–7 больше ПРMgS. Следовательно, осадок MgS образуется.
241. ПР(PbI2) при 15°С равно 8,7·10–9. Вычислите концентрацию ионов Pb2+ и I– в насыщенном растворе PbI2. Ответ: 1,265·10–3; 2,590·10–3 моль/л.
242. ПР(Ca3(PO4)2) при 25°С равно 1·10–25. Вычислите концентрацию ионов Са2+ и PO43– в насыщенном растворе Ca3(PO4)2 при этой температуре. Ответ: 1,18·10–5; 0,78·10–5 моль/л.
243. Определите растворимость Ag2CO3 в воде; ПР(Ag2CO3) = 6,15·10–12. Ответ: 1, 15·10–4 моль/л.
244. Насыщенный при комнатной температуре раствор PbSO4 объемом 3 л содержит 0,312 г соли. Вычислите ПР(PbSO4). Ответ: 2, 1·10–8 моль/л.
245. Насыщенный раствор AgIO3 объемом 3 л содержит в виде ионов 0,176 г ионов серебра. Вычислите ПР(AgIO3 ). Ответ: 3,03·10–7 моль/л.
246. Рассчитайте растворимость в воде СаСО3. ПР(СаСО3) = 1,0 ·10–8. Ответ: 1,0·10–4 моль/л.
247. Рассчитайте молярную концентрацию ионов мышьяка в насыщенном водном растворе As2S3. ПР(As2S3) = 4,0 ·10–29. Ответ: 8,0·10–7 моль/л.
248. Будет ли образовываться осадок CaSO4, если к раствору, содержащему 0,02 моль/л CaCl2, прибавить равный объем раствора, содержащего 0,2 моль/л H2SO4. ПР(CaSO4) =6,1·10–5. Ответ: Осадок образуется.
249. Молярная концентрация PbBr2 в насыщенном растворе при 25°С равна 1,3·10–2 моль/л. Определите произведение растворимости соли при данной температуре. Ответ: 8,8·10–6 .
250. Для растворения PbI2 массой 5,8 г потребовалось 10 л воды. Определите произведение растворимости этой соли. Ответ: 8,0·10–9 .
251. Вычислите произведение растворимости карбоната стронция, если в 5 л насыщенного раствора содержится 0,05 г этой соли. Ответ: 4,58·10–9 .
252. Произведение растворимости SrSO4 равно 3,6·10–7 . Вычислите растворимость этой соли в моль на литр и в граммах на литр. Ответ: 6,0·10–4 моль/л; 0,11 г/л.
253. Вычислите произведение растворимости Fe(OH)2, если в 100 мл его насыщенного раствора содержится 9,6·10–5 г этого гидроксида. Ответ: 4,76·10–15 .
254. Произведение растворимости MgF2 равно 7,0·10–9 .Вычислите растворимость этой соли в моль на литр и в граммах на литр. Ответ: 1,20·10–3 моль/л; 0,075 г/л.
255. Произведение растворимости Ag2SO4 равно 7,0·10–5 . Образуется ли осадок, если к 0,02 н. раствору AgNO3 прибавить равный объем 1 н. раствора H2SO4. Ответ: Осадок образуется.