- •Химия учебное пособие
- •Оглавление
- •Введение
- •Тема 1. Систематика химических законов.
- •1.1 Основные стехиометрические законы и расчеты по уравнениям реакций Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •112 Г железа выделяет 67,2 л водорода 5,6 .103 г железа выделяет vх л водорода
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.2 Основные классы неорганических соединений
- •Основные теоретические положения
- •Характер взаимодействия и генетическая связь между основными классами неорганических соединений представлены на рисунке.
- •Решение типовых задач
- •Тема 2. Строение вещества
- •2.1. Строение атома. Периодическая система элементов д.И.Менделеева Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 – гл.1, §§ 1.1…1.4]; [2 – гл.1, §§ 1.1….1.4]; [3 – гл.Іі, §§ 17…19; гл.III, §§ 25…34]. Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2.2. Химическая связь и строение простых молекул
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •2.3. Окислительно-восстановительные реакции
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 3. Общие закономерности химических процессов
- •3.1 Энергетика химических процессов. Химическое сродство
- •Литература: [1 – гл.5, §§ 5.1…5.4]; [2 – гл.І,іі §§ 1.1…1.4, 2.1…2.3]; [3 – гл.Vі, §§ 55,56,66…68].
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3.2. Химическая кинетика и равновесие
- •Литература: [1 – гл.V, §§ 5.5, 7.1-7.3]; [2 – гл.VI, §§ 6.1-6.6];
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Согласно уравнению Вант–Гоффа:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 4. Растворы
- •4.1. Способы выражения концентрации растворов Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 – гл.4, § 4.1]; [2 – гл.7, §§7.1, 7.2]; [3 – гл.VII§§ 73…77]. Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Решение типовых задач
- •Константы диссоциации некоторых слабых электролитов при 25оС
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4.3 Водородный показатель рН.
- •Отсюда находим водородный показатель раствора сн3соон:
- •Решение. Соль nh4no3 образована слабым основанием nh4oh и сильной кислотой hno3. При растворении она диссоциирует на ионы:
- •Задачи для самостоятельного решения
- •4.4 Жесткость воды и методы ее устранения Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 - гл.12, § 12.3]; [2 - гл.VIII, § 8.6]; [3 - гл.VII, § 69; гл. XIX, §§ 211,212]. Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 5. Электрохимические системы
- •5.1. Электродные потенциалы и электродвижущие силы Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Стандартные электродные потенциалы в водных растворах
- •Задачи для самостоятельного решения
- •5.2. Электролиз Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Коррозия и защита металлических конструкций Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Тема 6. Специальные разделы химии
- •6.1. Гетерогенные дисперсные системы Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Литература: [1 - гл.8, 15, §§ 8.7; 15.3]; [2 – гл.7, § 7.8]; [3-гл.Х, §§ 105…109; 112…114]. Основные теоретические положения
- •Молекулы пав обозначены общепринятым символом:
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6.2. Основы химии неорганических вяжущих веществ Содержание материала для самостоятельного изучения
- •Основные теоретические положения
- •Задачи для самостоятельного решения
- •6.3. Органические соединения. Полимеры
- •Основные теоретические положения
- •Решение типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Библиографический список
- •Заключение
- •Варианты контрольных заданий
Отсюда находим водородный показатель раствора сн3соон:
рН = -lg СН+; рН = - lg 0.17 · 10 -2 = 2,77
Задача 4. Какие из приведенных солей – NH4NO3, FeSO4, NaCl, NH4NO2 – подвергаются гидролизу? Составьте молекулярные и молекулярно-ионные уравнения гидролиза солей. Какую реакцию среды имеют эти растворы?
Решение. Соль nh4no3 образована слабым основанием nh4oh и сильной кислотой hno3. При растворении она диссоциирует на ионы:
NH4NO3 → NH4+ + NO-3
При составлении уравнений гидролиза необходимо определить ионы соли, связывающие ионы воды (Н+ и ОН-) в малодиссоциирующее соединение, т.е. ионы, обусловливающие гидролиз. В данном случае катионы NH4+ связывают гидроксид-ионы воды, образуя молекулы слабого основания NH4OH, и обуславливают гидролиз соли.
Молекулярно-ионное уравнение гидролиза:
NH4+ + НОН ↔ NH4OH + H+.
Избыток ионов Н+ в растворе обусловливает кислую реакцию раствора, т.е. рН < 7.
Молекулярное уравнение гидролиза:
NH4NO3 + НОН ↔ NH4OH + HNO3 .
Соль FeSO4 образована двухзарядным ионом Fe2+ слабого основания Fe(OH)2 и ионом SO42- сильной кислоты H2SO4. Гидролиз такой соли протекает в две ступени. По первой ступени ионы Fe2+ связывают гидроксид-ионы OH- воды в малодиссоциирующий ион FeOH+, при этом ионы Н+ накапливаются, и раствор приобретает кислую реакцию, т.е. рН < 7.
Fe2+ + HOH ↔ FeOH+ + H+
2 FeSO4 + 2 HOH ↔(FeOH)2SO4 + H2SO4
Гидролиз в обычных условиях протекает, главным образом, по первой ступени. Разбавление раствора и повышение температуры усиливает гидролиз и обусловливает его вторую ступень:
FeOH+ + HOH ↔ Fe(OH)2 + 2 H+
(FeOH)2SO4 + 2 HOH ↔ (FeOH)2 + H2SO4.
Соль Na2SO3 образована сильным основанием NaOH и слабой двухосновной кислотой H2SO3. Гидролиз обусловливают двухзарядные ионы SO32-. Гидролиз практически ограничивается первой ступенью:
SO32- + HOH ↔ OH- + НSO3 -
Na2SO3 + НОН ↔ NaOH + NaНSO3
Ионы SO3+2 связывают ионы Н+ в малодиссоциирующие ионы, при этом гидроксид-ионы накапливаются в растворе, и его среда ставится щелочной, т.е рН >7.
С оль NH4NO2 образована слабым основанием NH4OH и слабой кислотой HNO2:
Катион NH4+ связывает гидроксид-ион ОН-, образуя слабоe основаниe NH4OH, анион NO3- связывает ионы Н+ в слабую кислоту HNO2.
N H4 + + NO2 - + HOH → NH4OH + HNO2
NH4NO2 + HOH→ NH4OH + HNO2
Реакцию раствора можно определить, сравнив константы диссциации слабых электролитов - продуктов гидролиза: Кд (HNO2) = 5,110-4 ; Кд (NH4OH) = 1,77 · 10-5 . Так как NH4OH более слабый электролит, то в растворе избыток ионов Н+, и реакция раствора кислая ( рН 7 ).
Соль NaCl образована сильным основанием NaOH и сильной кислотой НCl. Ионы Na+ не могут связать гидроксид-ионы, а ионы Cl- не могут связать ионы H+ воды.Эта соль гидролизу не подвергается. Реакция раствора нейтральная, т.е рН = 7.
Задачи для самостоятельного решения
Каковы типы сред водных растворов? Укажите концен- трацию ионов водорода и водородный показатель в кислой, нейтральной и щелочной средах? Найдите концентрацию ионов Н+ и ОН- и укажите реакцию среды в растворах при значениях рН: 4; 7; 10.
Что называется ионным произведением воды, чему оно равно при 295 К? что характеризует водородный показатель, по какой формуле он рассчитывается? Найдите концентрацию ионов Н+ и ОН-, и укажите реакцию среды в растворах при значениях рН: 3; 7; 12.
Водородный показатель рН одного раствора равен 2, а другого – 6. В каком растворе концентрация ионов водорода больше и во сколько раз?
Водородный показатель рН одного раствора равен 8, а другого – 10. В каком растворе концентрация гидроксид-ионов больше и во сколько раз?
Вычислите рН раствора уксусной кислоты, молярная концентрация которой 0,001 моль ⁄ л. Константа диссоциации уксусной кислоты Кд=1,75·10-5.
Водородный показатель рН раствора NH4OH равен 10. Какова молярная концентрация раствора, если степень диссоциации равна 0,01?
Вычислите рН раствора NH4OH, молярная концентрация которого 0,001 моль/л. Константа диссоциации гидроксид аммония 1,77 · 10-5.
Вычислите степень диссоциации азотистой кислоты в растворе, концентрация которого 0,001 моль/л, рН=4.
Какие из перечисленных солей – CaCL2, FeCl3, Na2SO4, K2S – подвергаются гидролизу? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какую реакцию среды имеют растворы солей?
Какое значение рН (больше, меньше или равно 7) имеют растворы сульфата железа (III) , нитрата калия, ацетата меди (II)? Составьте молекулярные и молекулярно–ионные уравнения гидролиза соответствующих солей.
Какую реакцию среды имеют растворы солей сульфаты алюминия, сульфида натрия, ацетата алюминия? Составьте молекулярные и молекулярно–ионные уравнения гидролиза этих солей.
Какое значение рН (больше, меньше или равно 7) имеют растворы солей: фосфата натрия, сульфита калия, карбоната аммония? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей.
Пользуясь таблицей «Константы диссоциации слабых электролитов», укажите среди приведенных солей – Na2CO3, Na2SO3, Na2SiO3 – ту из них, которая в наибольшей степени подвергается гидролизу. Ответ обоснуйте. Составьте молекулярное и молекулярно-ионные уравнения гидролиза выбранной соли. Какую реакцию среды имеют растворы карбоната, сульфита и силиката натрия?
Пользуясь таблицей «Константы диссоциации слабых электролитов», укажите среди солей – CuSO4, FeSO4, (NH4)2SO4 - ту из них, которая в наибольшей степени подвергается гидролизу. Ответ мотивируйте. Составьте молекулярное и молекулярно-ионное уравнения гидролиза выбранной соли. Какое значение рН (больше или меньше 7) имеют сульфиты меди, железа, аммония?
Какие из солей – CaSO4, K2CO3, ZnCL2, NH4NO2 – подвергаются гидролизу? Составьте молекулярное и молекулярно – ионное уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (больше, меньше или равно 7) имеют растворы приведенных выше солей?
Как можно усилить гидролиз соли и как ослабить? Рассмотрите влияния внешнего воздействия путем изменения температуры, концентрации соли, прибавления кислоты или щелочи на смещение равновесия, отвечающего гидролизу соли NH4CL. Составьте молекулярное и молекулярно – ионное уравнения гидролиза этой соли, укажите значение рН (больше или меньше 7).
Какие из солей – KNO3, Pb(NO3)2, Na2S – подвергаются гидролизу? Укажите ионы (катионы, анионы), обусловливающие гидролиз? Составьте молекулярные и молекулярно – ионные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (больше, меньше или равно 7) имеют растворы названных солей?
Какие из солей – CaCL2, NH4NO3, Zi2S, NH4CN – подвергаются гидролизу? Составьте молекулярное и молекулярно-ионные уравнения соответствующих солей. Как можно ослабить гидролиз солей?
Какие из солей – K2CO3, Fe2(SO4)3, Ba(NO3)2, ZnCL2 – подвергаются гидролизу? Составьте молекулярные и молекулярно – ионные уравнения гидролиза соответствующих солей. Как можно усилить гидролиз соли Fe2(SO4)3?
200. Вычислите рН раствора азотистой кислоты, молярная концентрация которого 0,1 моль/л. α = 0,01.