Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Ярославцев А.А. Сборник задач и упражнений по аналитической химии учеб. пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

10.82 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 254 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

94. Определить молярные концентрации насыщенных водных растворов роданида, карбоната и иодида се ребра.

С м е щ е н и е и р а з б а в л е н и е р а с т в о р о в

95.Смешаны равные объемы 0,5 н. раствора хлорида калия и 0,2 н. раствора нитрата натрия. Определить концентрацию каждого вещества после смешения.

96.Смешаны равные объемы 1 н. раствора сульфата цинка, 0,5 н. раствора хлорида магния и 0,3 н. раствора

нитрата калия. Определить концентрацию каждого ве щества в получившемся растворе.

97. Смешаны 50 мл 0,5 М раствора хлорида бария с 10 мл 0,5 М раствора нитрата магния. Определить кон центрацию каждого вещества в получившемся растворе.

98.	Смешаны	20 мл 0,3	М раствора бромида натрия
с 5	мл 0,8 М	раствора	хлорида натрия. Определить

концентрацию каждого вещества в получившемся рас творе.

99. Смешаны равные объемы насыщенного раствора

сульфата	кальция		(0,2 г/100 г Н 2 0 ) и 0,1 М раствора нит
рата стронция.		Определить		концентрацию			(в	г-ион/л)
ионов стронция и сульфат-ионов в момент						смешения.
100. Смешаны 10 мл насыщенного раствора хлорида
свинца и 20 мл		гипсовой воды. Определить				концентрации
(в г-ион/л)	ионов свинца и сульфат-ионов					в	момент сме
шения.
101. В	каких		весовых	отношениях	надо			смешать
38%-ную	соляную		кислоту	с 10%-ной,	чтобы			получить
15%-ную?
102. В	каких		весовых	отношениях	надо			смешать
24%-ный	раствор		аммиака	с 5%-ным,	чтобы			получить
10%-ный	раствор?
103. В	каких		весовых	отношениях	надо			смешать

80%-ный раствор серной кислоты с 20%-ной, чтобы по лучить 60%-ный раствор?

104.В каких весовых отношениях следует смешать 15%-ный раствор уксусной кислоты с 3%-ным, чтобы получить 10%-ный раствор?

105.Сколько граммов 96%- и 20%-ного растворов

серной	кислоты надо взять, чтобы получить 1000 г
40%-ного раствора?
106.	По скольку граммов 5%- и 80%-ного растворов

зо


азотной	кислоты		потребуется для	приготовления 2 кг
20%-ного		раствора?
107.	Сколько		граммов 90%- и	25%-ного растворов
серной	кислоты		нужно взять, чтобы получить 1000 г
40%-ного		раствора?

108.По скольку граммов 5%- и 25%-ного растворов аммиака потребуется для приготовления 4 кг 20%-ного раствора?

109.Сколько граммов 5%-ного раствора соли надо прибавить к 500 г 40%-ного раствора ее, чтобы получить 20%-ный раствор?

ПО. Как приготовить 20%-ный раствор азотной ки слоты, имея в распоряжении 100 г 50%)-ного раствора кислоты и 10%-ный раствор кислоты?ч

111.Сколько миллилитров 5%- и 30%-ного раство ров едкого кали потребуется для приготовления 600 мл 10%-ного раствора?

112.Сколько миллилитров 10%- и 90%-ного раство

ров азотной кислоты потребуется для	приготовления
1500 мл 16%-ного раствора?
113. В каких весовых отношениях	надо смешать

62%-ный раствор серной кислоты и воду, чтобы получить

12%-ный	раствор?
114. В	каких	весовых отношениях	надо	смешать
50%-ный	раствор	едкого натра с водой,	чтобы	получить

30 %-ный раствор?

115. Сколько граммов воды и 36%-ного раствора со ляной кислоты потребуется для приготовления 1000 г 20%-ного раствора?

116.Сколько граммов воды и 25%-ного раствора аммиака потребуется для приготовления 5 кг 10%-ного раствора?

117.Сколько граммов воды нужно прибавить к 200 г

20%-ного раствора соляной кислоты, чтобы получить

5%-ный раствор?

118. Сколько граммов 96%-ного раствора серной ки слоты нужно влить в 1,00 л воды, чтобы получить 10%-ный раствор?

119.Сколько литров воды нужно прибавить к 1 кг 10%-ного раствора аммиака, чтобы получить 2,5%-ный раствор?

120.Сколько граммов 50%-ного раствора уксусной кислоты потребуется прибавить к 250 мл воды, чтобы получить 12%-ный раствор?

	121. Сколько миллилитров воды нужно прибавить к
100	мл	24%-ного раствора аммиака, чтобы	получить
5%-ный		раствор?	л соля
	122.	Сколько воды нужно прибавить к 1,00	л соля
ной	кислоты (пл. 1,189), чтобы получить		18%-ный
раствор?

. 123. Сколько миллилитров воды и 60%-ного раство

ра серной	кислоты нужно, чтобы приготовить 1,00 л
10%-ного	раствора?

124.Как приготовить 10 кг 20%-ного раствора азот ной кислоты из 67%-ного раствора?

125.Как приготовить 200 мл 30%-ного раствора сер ной кислоты из 96%-ного раствора?

126.Сколько миллилитров воды и 24%-ного раствора - аммиака потребуется для приготовления 1,00 л 10%-ного раствора?

127.Сколько миллилитров воды и 80%-ного раствора уксусной кислоты потребуется для приготовления 5,00 л • 3%-ного раствора?

128.Определить процентное содержание аммиака в растворе, полученном путем разбавления 1,00 л 28%-но го его раствора 9,00 л воды.

129.К 10 мл 20%-ного раствора соляной кислоты прибавлено 40 мл воды. Чему равна процентная кон центрация полученного раствора?

130.Сколько милилитров 50%- и 20%-ного растворов

едкого натра потребуется для приготовления 500 мл 40%-ного раствора?

131. В каком отношении нужно смешать 12 н. раствор соляной кислоты с 2 н. раствором, чтобы получить 4 н.

раствор?
132. В	каких	объемных	отношениях	нужно	смешать
6 н. раствор азотной кислоты с водой,				чтобы	получить
2 н. раствор?
133. В	каких	объемных	отношениях	надо	смешать

1 н. раствор уксусной кислоты с водой, чтобы получить

0,05 н. раствор?

134. В каких объемных отношениях надо смешать 0,5 и 0,1 н. растворы едкого натра, чтобы получить 0,2 н. раствор?

135. Сколько миллилитров 6 и 1 н. растворов азотной кислоты надо смешать для получения 500 мл 2 н. рас твора?

136.Сколько миллилитров 2 и 0,2 н. растворов едко го кали потребуется для получения 1,8 л 0,6 н. раствора?

137.Сколько миллилитров 0,1 н. раствора азотной кислоты надо прибавить к 200 мл 0,5 н. раствора, чтобы получить 0,2 н. раствор?

138.Сколько миллилитров 6 н. раствора соляной кислоты надо прилить к 250 мл 0,3 н. раствора, чтобы получить 0,5 н. раствор?

139.Сколько миллилитров воды надо прибавить к 1,00 л 0,125 н. раствора едкого натра, чтобы получить 0,1000 н. раствор?

140.Сколько миллилитров воды надо прибавитьг к

10,0 мл 12 н. раствора соляной	кислоты, чтобы	получить
0,1 н. раствор?
141. Сколько миллилитров	13 н. раствора	аммиака
надо взять, чтобы после разбавления водой		получить
3 л 4 н. раствора?

142.Сколько миллилитров 2 н. раствора серной ки слоты надо взять, чтобы после разбавления водой полу чить 5 л 0,05 н. раствора?

143.Сколько миллилитров воды и 12 н. раствора

серной	кислоты	нужно взять, чтобы получить 500 мл
20%-ного раствора?
144.	Сколько	миллилитров воды надо прибавить к
1500 мл	13 н.	раствора аммиака, чтобы получить

14%-ный раствор?

145.Приготовили 0,100 н. раствор NaCl в мерной колбе на 250 мл. Из нее взяли пипеткой 25,00 мл. Сколь ко граммов NaCl следует прибавить в колбу, чтобы пос ле, заполнения ее водой до метки раствор стал 0,2500 н.?

146.Из мерной колбы на 200 мл, в которой приготов лен 0,2500 н. раствор КС1, взято пипеткой 50,00 мл. Сколько граммов х. ч. К.С1 нужно добавить в эту колбу, чтобы после заполнения водой до метки раствор стал 0,5000 н.?

147.В мерной колбе на 500 мл приготовлен раствор

Na2 C03 , у которого /С=0,9110 к 0,2 н. Из этой колбы взято пипеткой 50,00 мл раствора и добавлено еще 8,0540 г того же реактива (безводного), после чего кол ба снова долита до метки водой. Найти нормальность

получившегося раствора.
148. Из мерной колбы на 250 мл, в которой	находит
ся 0,0520 н. раствор Na 2 B 4 0 7 *, взяли пипеткой	50,00 мл
* 5 N a 2 в4 о7 = М : 2 .

2—1180

и ввели в колбу 2,2784 г Na2 B4 0710Н2 О. После раство рения навески колбу долили до метки водой. Определить нормальность полученного раствора.

149. Приготовили 0,1200 н. раствор		H 2 S 0 4 в	мерной
колбе на 500 мл. Из нее взяли	пипеткой	25,00 мл, после
чего в колбу ввели из весовой	бюретки	3,4740	г H 2 S 0 4

(пл. 1,836). Какова нормальность раствора, полученного после доливания колбы водой до метки?

150.	Из мерной колбы			на 2*50 мл, в		которой		приго
товили	0,09650 н. раствор			H 2 S0 4 , взяли		25,00 мл. Сколь
ко граммов		раствора	H 2 S 0 4		(пл. 1,611)	следует	ввести в
колбу, чтобы после доливания ее водой						до метки		полу
чить 0,2000 н. раствор?
Б. ХИМИЧЕСКОЕ			РАВНОВЕСИЕ
Скорость		химической		реакции измеряется			количест
вом молей продукта			реакции,		образующегося в			единицу
времени.

Скорость химической реакции зависит от различных внешних условий, но аналитику чаще всего приходится влиять на скорость, изменяя концентрации реагирую щих веществ. Зависимость между скоростью химической реакции и концентрациями реагирующих веществ выра

жается

законом

действия

масс: скорость химической ре

акции

пропорциональна

произведению концентраций

ре

агирующих

веществ.

Этот

закон

предложен

Гульдбер-

гом и Вааге.

m молей вещества

А и п

Если в

реакции

участвуют

молей

вещества

В, то скорость

реакции

будет

равна

k[A]m[B]n,

где [А] и (В] — соответственно

концентрации

веществ А

и- В, выраженные в молях; k — коэффициент

пропорцио

нальности.

Этому закону достаточно точно следуют

только ре

акции,

протекающие

в гомогенной

среде — между

газа

ми или веществами

в растворах. В случае

же реакций,

протекающих в гетерогенной среде, можно

приближенно

считать, что их

скорость

пропорциональна

только

кон

центрации

того

вещества,

которое

находится

раство

ренное или газообразном

состоянии.

П р и м е р 1. Написать выражение закона действия масс для следующих реакций:

		а)	Н 2 +	Вг2 =	2НВг
б)	Na 2 S 2 0 3 +	2НС1 =		2NaCl + S 0 2		+ S + H 2 0
Решение.		в)	С +	0 2 =	С 0 2
Решение.
		a)	v =	k [Н2 ] [Вг2 ]
	б)	v =	k [Na 2 S 2 0 3 ] [НС1]2
			в) v	= k [ 0 2 ]
Если в каком-то частном случае						концентрация каж
дого из участвующих в реакции					веществ равна		одному
молю, то v = k. Отсюда			вытекает химический смысл ко
эффициента	пропорциональности				в	выражении	закона

действия масс: он равен скорости данной реакции в том случае, если концентрация каждого из реагирующих ве ществ равна 1 моль. Величину k часто называют кон стантой скорости химической реакции.

Закон действия масс позволяет решать вопрос о том, как изменится скорость реакции при изменении кон центрации всех или некоторых веществ, участвующих

вней.

Пр и м е р 2. Во сколько раз изменится скорость ре акции взаимодействия водорода с бромом, если их кон центрации увеличить в два раза?

Решение. Напишем уравнение закона действия масс для данного случая:.

^ = £ [Н2 ] [Вг2 ]

Пусть концентрации водорода и брома до их увели

чения равны: [H( 2 ]=ia молей	и [Вг2 ] = 6 молей. Тогда
v —	kab.
После увеличения концентраций будем иметь
щ — k • 2а • 2Ь — 4 kab,

т. е. после увеличения каждой концентрации в два				раза
скорость реакции увеличится в четыре раза.
П р и м е р 3. В реакции
	N a 2 S 2 0 3 + 2НС1 =	2NaCl + S + S 0 2 +	H 2 0
исходные	концентрации	реагирующих	веществ	были
(в моль/л):	[ N a 2 S 0 3 ] = l	и [НС1] = 2. Как	изменится	ско-

рость реакции, если концентрацию тиосульфата натрия оставить прежней, а концентрацию кислоты сделать рав

ной 6 моль/л?
Решение.	Согласно закону действия			масс, до	измене
ния концентрации НС1
v	= k [Na 2 S 2 0 3 ] [НС1]2 «= k-1-22		=	k-i,
а после увеличения концентрации
		v1 = & - Ь 6 2 = £-36.
Скорость реакции увеличится в 9 раз.
П р и м е р	4. Как	изменится скорость		реакции	из пре
дыдущего примера,		если одновременно		увеличить кон
центрацию тиосульфата натрия до 3 моль?
Решение.
	v2 = £ - 3 - 6 2 = £-108.
Скорость увеличится в 27 раз.
Задачи на	определение изменения		скорости		реакции

при изменений концентраций реагирующих веществ можно также решать в общем виде без указания кон

кретных концентраций.
П р и м е р		5. Как	изменится	скорость химической ре
акции
			A + 2 B ^ ± 2 D	+ Е
если	концентрацию		вещества А увеличить		в	2, а В —"в
4 раза?
Решение.		Обозначим константу скорости				реакции че
рез k,	концентрацию		вещества	А — через	х,	концентра

цию вещества В — через у, скорость реакции до измене

ния	концентраций — через vu после				изменения — через
v2.	Тогда
	щ = kxy?,	v2 = k-2x(4(/)2	=	k-2x- Щ2.
	Разделив i>2 на v\,	получим
	vi_ =	к-2х-Щ*	=	з 2
	Vi	kxy2
	Скорость реакции увеличится в 32 раза.
	Надо помнить, что при смешении				растворов в форму

лу закона действия масс следует подставлять не те кон центрации, которые имели растворы до смешения, а те, которые получились после смешения. На это обращалось внимание в примере 5 раздела А (стр. 18).

По мере течения химической реакции концентрации исходных веществ уменьшаются, вследствие чего, со гласно закону действия масс, уменьшается скорость ре акции. Если бы имелась возможность полностью удалять из сферы реакции ее продукты, то скорость реакции в соответствии с правилом Бертолле стремилась бы стать равной нулю, т. е. реакция дошла бы до конца и все исходные вещества полностью превратились бы в конеч ные продукты. В действительности этого не происходит: продукты реакции, постепенно накапливаясь в сосуде, начинают взаимодействовать между собой, образуя опять исходные продукты. Таким образом, наряду с пря

мой реакцией возникает реакция обратная и				создается
такое	состояние	системы,	которое называется	химиче
ским	равновесием.	Такой	химический процесс	называет

ся обратимой химической реакцией, которая в общем ви де выражается уравнением

тА + «В ^ ± pD + qE,

где А и В — исходные вещества; D и Е — конечные ве щества; т, п, р и q — коэффициенты.

По мере течения прямой реакции концентрации ис ходных веществ и скорость постепенно уменьшаются, а концентрации продуктов реакции увеличиваются. Нако нец, система приходит в такое состояние, при котором скорость прямой реакции становится равной скорости обратной реакции. Такое состояние и называется состоя нием химического равновесия. Оно характеризуется не изменностью концентраций всех веществ, равенством скоростей прямой и обратной реакций и кажущейся внешней неизменностью системы.

Из закона действия			масс, как		его	непосредственное
следствие,	вытекает закон			химического		равновесия: при
установившемся		химическом		равновесии		отношение	про
изведения	концентраций		конечных		веществ к произведе
нию концентраций		исходных		веществ есть величина			по
стоянная,	называемая		константой		химического		равно
весия:

[ Р ] р [ Е ] ? _ / с [ А ] т [ В ] л

Этот закон позволяет определить концентрации про дуктов реакции в равновесной системе, если известны К

и концентрации исходных веществ. Поэтому очень важ но знать константу*равновесия реакции.

П р и м е р

6. После установления

равновесия

реак

ции

A + B ^ D + E

концентрации

веществ

равны

(в

моль/л):

[А]=0,25,

[В] = 0,25,

tD]=0,75

[Е] = 0,75.

Определить К-

Решение.

Подставим концентрации

в уравнение за

кона химического равновесия

и произведем расчет:

0,75-0,75 _ 0

0,25-0,25

П р и м е р

7. Константа равновесия

реакции

А + В ^

5=fcD + E равна

9. Определить

концентрации

продуктов

реакции D и Е после установления равновесия, если кон

центрации "исходных

веществ

были

(в

моль/л):

[А]=1;

[В}=1.

Решение.

Пишем уравнение реакции; сверху над фор

мулами

веществ показываем

их исходные концентрации,

а снизу — концентрации при

установившемся

равнове

сии,

обозначив

неизвестные концентрации через

х:

+ B ^ ± D +

(1-х)

Подставив концентрации в уравнение закона химиче

ского равновесия, получим

(1 — ЛГ)(1 — Л : ) ,

Преобразуем:

8x2— 18х + 9 = 0.

Решая это уравнение, получим

два значения

концен

трации Х\ и х2

(в моль/л):

Х\ = \,Ъ,

х2=0,75.

Имея по

одному

молю исходных

веществ А и В, нельзя

получить

больше

одного

моля

D или Е. Следовательно,

значение

Х\ не удовлетворяет

условию

задачи,

действительным

ответом будет значение

х2.

П р и м е р

8. Дл я

реакции

A + B ^ D + E

взяты

1 л

2 М раствора

вещества

А и

1 л 4 М раствора

веще

ства

В. Найти

концентрации

веществ

D и Е

при

дости

жении равновесия, если

К=9.

Решение.	Сначала	определим	концентрации веществ
А и В после смешения		растворов	(см. пример 5, стр. 1 8 ) :
[А] =	2.1		4-1	„
	- j - = 1 моль\л; [В] =		—	= 2 моль\л.

Напишем уравнение реакции с исходными и конечны ми концентрациями всех веществ:

А+ B ^ ± D + Е

(1—х) (2-х) х х

Подставляем эти			концентрации				в	формулу	закона
химического равновесия:
				х2	=	9.
		( 1 _ j c ) ( 2 - j c )
Преобразуем:
		8*2 — 27х + 18 =				0.
Решая	квадратное уравнение,					получим (в			моль/л):
Хі — 2,46,	лг2 =і0,91. Имея			только 1 моль				одного из		исход
ных веществ,		нельзя	ни	при	каких		условиях		получить
больше 1 моль		ни одного из			продуктов			реакции. Поэто
му х не может быть в данном случае								больше	единицы.
ОтСЮДа удовлетворяющим УСЛОВИЮ будет ТОЛЬКО Х2-
Сравнивая		результаты примеров					7	и 8, можно		уви

деть, что повышение концентрации даже одного только из исходных веществ ведет к повышению концентрации продуктов реакции. В подобных случаях говорят, что увеличивается выход реакции.


Выходом		реакции		нарывается			отношение			количества
вещества,	полученного			в	результате			реакции		в	данных
условиях,	к	тому	количеству			вещества,			которое получи
лось бы, если		бы реакция			дошла		до	конца.
Обычно выход реакции выражают в процентах.
Из последних			примеров			видно,		что	увеличение кон
центрации	одного		из	реагирующих				веществ в		два	раза
приводит к увеличению выхода с 75 до 91 %.
П р и м е р		9. Концентрация					исходных веществ				А и В
в реакции		A + B ^ D + E				равны		соответственно			2 и
3 молъ\л.	Определить			выход вещества					Е, если	j K = 9 .

Решение.

2	. 3
А +	B ^	D	+ E
(2—х)	(3-х)	х	х

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 254 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ