Задачи для самостоятельного решения

141. Имеется технический хлорид калия, содержащий 90 % KCl. Сколько его потребуется для приготовления 2 кг раствора с массовою долей KCl 40 %? (Ответ: 0,9 кг)

142. Из 10 кг раствора с массовой долей соли 20 % при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна массовая доля соли в охлажденном растворе? (Ответ: 16,7 %)

143. В какой массе воды следует растворить 30 г хлорида натрия для получения раствора, в котором массовая доля NaCl равна 6 %? (Ответ: 470 г)

144. Водный раствор содержит 577 г H₂SO₄ в 1 л . Плотность раствора 1335 г/л. Вычислите массовую долю (%) H₂SO₄ в растворе, а также молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента. (Ответ: 43,2 %, 5,88 моль/л, 11,76 моль/л)

145. Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ 15 % (плотность раствора 1100 г/л) потребуется для полного растворения 27,0 г алюминия? (Ответ: 891 мл)

146. Рассчитайте массу растворенного вещества, содержащегося: а) в 100 мл раствора KOH с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/л; б) в 2 л раствора HCl с молярной концентрацией раствора соляной кислоты 1 моль/л. (Ответ: 5,6 г; 7,3 г)

147. Вычислите массу растворенного вещества, содержащегося: а) в 0,2 л раствора H₂SO₄ c молярной концентрацией эквивалента серной кислоты 1 моль/л; б) в 2 л раствора Са(ОН)₂ с молярной концентрацией гидроксида кальция 0,01 моль/л. (Ответ: 0,98 г; 1,48 г)

148. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора в котором массовая доля CuSO₄ равна 10 % плотность раствора 1107 г/л. (Ответ: 0,69 моль/л; 1,38 моль/л)

149. Какова молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента раствора гидрокарбоната кальция, если известно, что в 1 м³ природной воды содержание гидрокарбоната кальция составляет 405 г? (Ответ: 2,5 · 10^-3 моль/л; 5,0 моль/л)

150. Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ 30 % (плотность раствора 1219 г/л) можно приготовить из 12 кг раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ 60 %. (Ответ: 19,7 л)

151. Из 5 л раствора гидроксида калия (массовая доля KOH 50 %, плотность 1538 г/л) необходимо приготовить раствор с массовой долей KOH 18 %. Какой объем воды (ρ = 1000 г/л) надо добавить? (Ответ: 13,67 л)

152. Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄ 96 % (ρ = 1835 г/л) нужно взять для приготовления 10 л раствора с молярной концентрацией H₂SO₄ 0,5 моль/л? (Ответ: 0,278 л)

153. Сколько граммов нитрата натрия нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить раствор с массовой долей нитрата натрия 20% ? (Ответ: 100 г)

154. Вычислите молярную концентрацию раствора серной кислоты, в котором массовая доля HCl равна 20 %. Плотность раствора 1100 г/л. (Ответ: 6,03 моль/л)

155. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора гидроксида натрия, в котором массовая доля NaOH равна 50 %. Плотность раствора 1540 г/л. (Ответ: 19,25 моль/л)

156. Какая масса Na₂CO₃ содержится в 0,025 л раствора карбоната натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л. (Ответ: 0,1325 г)

157. Какой объем воды надо прибавить к 1 л раствора гидроксида калия (ω = 40 %, ρ = 1411 г/л), чтобы получить раствор, в котором массовая доля KOH 18 % ? (Ответ: 1,7 л)

158. Сколько граммов раствора нитрата серебра с массовой долей AgNO₃ 2 % потребуется, чтобы осадить в виде осадка 14,35 г AgCl при взаимодействии AgNO₃ с избытком NaCl. (Ответ: 850 г)

159. Для нейтрализации 40 мл раствора щелочи израсходовали 24 мл раствора серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,5 моль/л. Какова молярная концентрация эквивалента раствора щелочи? (Ответ: 0,3 моль/л)

160. Для нейтрализации 30 мл раствора щелочи с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л потребовалось 12 мл раствора кислоты. Определите молярную концентрацию эквивалента раствора кислоты. (Ответ: 0,25 моль/л)

4.2. ИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Содержание материала для самостоятельного изучения

Вещества электролиты и неэлектролиты. Электролитическая диссоциация и ее зависимость от типа химической связи в молекуле вещества. Степень и константа электролитической диссоциации; сильные и слабые электролиты. Диссоциация кислот, оснований и солей. Ионно-молекулярные уравнения реакций и порядок их составления. Условия протекания необратимых и обратимых реакций двойного обмена.

Литература: [1 - гл. VIII, §§ 8.3 - 8.4]; [2 - гл. VII, §§ 7.5 - 7.6 ];

[3 – гл. VII §§ 81…88].

Основные теоретические положения

Электролиты – вещества, раствор или расплав которых проводит электрический ток. Электролитической диссоциацией называют распад молекул электролита в растворе на положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы под действием полярных молекул растворителя. В результате диссоциации образуются гидратированные ионы, если растворитель вода, в общем случае – сольватированные ионы.

Процесс диссоциации количественно характеризуется степенью диссоциации и обозначается – α. Степень электролитической диссоциации – это отношение числа молекул, распавшихся на ионы к общему числу растворенных молекул:

α = С _дисс. / С _общ.,

где С _дисс - концентрация продиссоциировавших молекул, моль/л.;

С _общ. - исходная концентрация раствора, моль/л.

Электролиты делятся на сильные и слабые. Сильные электролиты в водных растворах диссоциируют практически нацело (α =1). Слабые электролиты в водных растворах диссоциируют частично.

К сильным электролитам относятся:

• неорганические кислоты: HNO₃, HCl, HBr, HJ, H₂SO₄, HClO₄, HMnO₄;

• основания элементов главных подгрупп первой и второй групп периодической системы, кроме лития, бериллия, магния;

• почти все соли, например: NaCl, K₂SO₄, CaCl_2.

Диссоциация слабых электролитов – процесс обратимый, приводящий к состоянию равновесия , характеризуется константой равновесия (константой диссоциации Kд). Константа диссоциации – это отношение произведения концентраций образовавшихся ионов к концентрации нераспавшихся молекул, зависит от природы вещества и температуры.

Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояния электролитов в растворах. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые или труднорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.

В сокращенном ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений сумма зарядов ионов в левой и правой части уравнения должна быть равна.