- •Введение
- •Используемые обозначения
- •I. Классы неорганических соединений
- •II. Эквивалент. Закон эквивалентов.
- •Задания к разделам I, II
- •Варианты заданий к разделу I, II
- •III. Растворы. Способы выражения концентрации
- •Молярная и нормальная концентрации
- •Задание к разделу III
- •Варианты заданий к разделу III
- •IV.Строение атома. Химическая связь
- •Варианты заданий к разделу IV
- •V.Энергетика химических реакций Химическая термодинамика. Движущая сила и определение направления химических реакций
- •Задание к разделу V
- •VI. Кинетика химических реакций.
- •Задание к разделу VI
- •Варианты заданий к разделам V, VI
- •VII. Ионные реакции в растворах электролитов Растворы сильных электролитов
- •Растворы слабых электролитов
- •Произведение растворимости
- •Обменные реакции в растворах электролитов. Гидролиз солей
- •Задание к разделу VII
- •46-Сульфида кадмия (II);
- •Номера вариантов к заданию VII
- •VIII. Окислительно - восстановительные реакции
- •Задания к разделу VIII
- •Варианты заданий к разделу VIII
- •IX. Электрохимия Гальванический элемент, электродный потенциал.
- •Электролиз расплавов и водных растворов солей
- •Задание к разделу IX
- •Варианты заданий для раздела IX
- •Библиографий список
- •Типы растворов
Обменные реакции в растворах электролитов. Гидролиз солей
В обменных реакциях, протекающих в растворах электролитов, наряду с недиссоциированными молекулами слабых электролитов, твердыми веществами и газами участвуют также находящиеся в растворе ионы. Поэтому сущность протекающих процессов наиболее полно выражается при записи их в форме ионно-молекулярных уравнений. В таких уравнениях слабые электролиты, малорастворимые соединения и газы записываются в молекулярной форме, а находящиеся в растворе сильные электролиты – в виде составляющих их ионов. Например, уравнение реакций нейтрализации сильных кислот сильными основаниями
HClO4 + NaOH → NaClO4 + H2O – молекулярное уравнение
H+ + ClO4- + Na+ + OH- → Na+ + ClO4- + H2O – полное ионное уравнение
Сократив в полном ионном уравнение все ионы, которые остаются неизменными до и после реакции, получаем следующее уравнение
H+ + OH- → H2O – краткое ионное уравнение.
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓+2HCl молекулярное уравнение
Ba2+ + 2Cl- + 2H+ + SO42- → 2H+ + 2Cl- + BaSO4↓ – полное ионное уравнение
Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ – краткое ионное уравнение.
KClO + HNO3 → HClO + KNO3 - молекулярное уравнение
K+ + ClO- + H+ + NO3- → HClO + K+ + NO3-↓ – полное ионное уравнение
ClO- + H+→ HClO – краткое ионное уравнение.
Рассмотренные примеры показывают, что обменные реакции в растворах электролитов протекают в направлении связывания ионов, приводящего к образованию малорастворимых веществ (осадка или газов) или молекул слабых электролитов.
Гидролизом называется процесс разложения растворенного вещества водой.
1) гидролизу подвергается ион только слабого электролита
2) процесс гидролиза идет только по I ступени без изменения условий, поэтому записываем только по первой ступени.
В зависимости от силы кислот и оснований, образующих соли, последние по характеру гидролиза можно разделить на 4 группы.
а) Соли, образованные сильными основаниями и слабыми кислотами
KCN + H2O→ KOH + HCN
K+ + CN- + H2O→ K+ + OH- + HCN
CN- + H2O→ OH- + HCN.
Как видно из краткого ионного уравнения, в несвязанном виде находятся ионы гидроксогруппы, следовательно раствор приобретает щелочную среду.
б) Соли, образованные слабыми основаниями и сильными кислотами
ZnCl2 + H2O→ Zn(OH)Cl + HCl
Zn2+ + 2Cl- + H2O→ Zn(OH)+ + Cl- + H+ + Cl-
Zn2+ + H2O→ Zn(OH)+ + H+ .
В данном случае гидролизу подвергается катион соли, при этом в растворе возрастает концентрация ионов водорода, и он приобретает кислую среду.
в) Соли, образованные слабыми основаниями и слабыми кислотами.
Рb(CH3COO)2 + 2H2O → Pb(OH)2 + 2CH3COOH
Рb2+ + 2(CH3COO)-+ 2H2O → Pb(OH)2 + 2CH3COOH.
В этом случае реакция раствора зависит от относительной силы кислоты и основания, образующих соль.
г) Соли, образованные сильными основаниями и сильными кислотам, гидролизу не подвергаются.
В этом случае обратная гидролизу реакция практически необратима, т.е. протекает до конца.
Задание к разделу VII
Произвести необходимые вычисления
1.Определить рН 0,01 М раствора HCl в воде и в 0,01 М растворе NaCl (без учета ионной силы).
2.Определить рН 0,01 М раствора NH4OH. (Кд= 1.8·10-5).
3.Какова концентрация водородных ионов в 0,1 M растворе HClO (Кд= 5·10-8)?
4.Кд(NH4OH)= 1.8·10-5, определить рН 0,2 Н раствора и степень диссоциации.
5.Концентрация ионов [ОН-]= 10-12, определить рН раствора.
6.Какова концентрация водородных ионов в 0,1 M растворе HClO2 (Кд= 1,1·10-2)?
7.Определить рН раствора, если рОН =10-8.
8.Вычислить концентрацию уксусной кислоты, если [Н+]= 10 -4 (КД= 1,8· 10-5).
9.Определить рН 0,1 Н раствора Н3PO4 (Кд= 10-3), учитывая диссоциацию только по первой ступени.
10.При какой концентрации бромноватистой кислоты (К=2,5·10-9) рН ее раствора равен 5?
11.Определить рН 1%- го раствора NH4OH (Кд=10-5, ρ=0,9 г/мл).
12.Вычислить концентрацию уксусной кислоты, если [Н+]= 10 -4 (Кд= 1,8· 10-5).
13.Построить график зависимости рН уксусной кислоты от ее концентрации 0,001;0,01;0,1;0,2; 0,5.
14.Рассчитать изменение рН 0,1 М раствора циановодородной кислоты при добавлении 400 мл воды.
15.Ниже приведены значения α для растворов уксусной кислоты разной концентрации
С(СН3СООН) |
0,1 |
0,08 |
0,03 |
0,01 |
α |
1,34∙10-2 |
1,50∙10-2 |
2,45∙10-2 |
4,15∙10-2 |
Вычислите в каждом случае величину Кр.
16.Вычислите [H+] в 0,1 М растворе HСN. Сколько граммов CN- в виде ионов содержится в 0,6 л указанного раствора?
17. При какой молярной концентрации уксусной кислоты в растворе ее степень диссоциации равна 0,01?
18.Вычислить α и [H+] в 0,05 М растворе азотистой кислоты.
19. Во сколько раз [H+] в растворе муравьиной кислоты больше, чем в расворе уксусной кислоты той же концентрации?
20. При какой молярной концентрации муравьиной кислоты 95% ее находится в недиссоциированном состоянии?
21. Вычислите [H+] и α в 1%-ном растворе уксусной кислоты, приняв ρ=1г/мл.
22. При какой концентрации муравьиной кислоты [H+]=8,4∙10-3?
23. Вычислить α и [H+] в 0,5 М растворе хлористой кислоты.
23. Вычислить α и [H+] в 0,01 М растворе плавиковой кислоты.
24. Вычислить [H+] и [HСО-3] в 2∙10-3 М растворе угольной кислоты, диссоциацию считать только по первой ступени.
25. Вычислить [H+] и [HS-] в 0,7 М растворе сероводородной кислоты, диссоциацией по второй ступени пренебречь.
26. Вычислить [H+] и [HSО-3] в 0,6 М растворе сернистой кислоты, диссоциацией по второй ступени пренебречь.
27. Определить рН 0,01 н раствора едкого натра.
28.Опеределить концентрацию уксусной кислоты, если рН= 3.
29. Рассчитайте [H+] и рН в 1М растворе НСlO.
30. Вычислите нормальность раствора КОН, если рН=11.
Концентрация ионов в растворах малорастворимых солей.