9.2. Приклади розвязування типових задач

Задача 1. Температура кипіння 3,2% розчину ВаСl₂ 100,208⁰С. Обчисліть ступінь дисоціації солі в розчині.

Розв’язок.Використовуючи наслідок із закону Рауля, запишемо:

t_кип = , звідки знаходимо:і =. Після підстановки даних умови задачі маємо:

і ==2,52, де m₁=3,2 г, а m₂ = 96,8 г (виходячи з 100 г розчину). Отже: і = 1 + (n-1);

 =, деn =3;  == 0,76

Задача 2. Обчисліть рН 0,1 М розчину НСl, якщо ступінь дисоціації  = 90%.

Розв’язок.Соляна (хлоридна) кислота - сильний бінарний електроліт.

НСl ↔ Н⁺+ Сl^- . Отже, [H⁺] = C_HCl = 0,10,9 = 0,09 (моль/л); рН = -lg[H⁺] = -lg0,09 = 1,05.

Задача 3. Обчисліть концентрацію іонів Н⁺ і рН 0,02 М розчину амоніаку, якщо К_д амоніаку дорівнює 1,810^-5.

Розв’язок.У водному розчині амоніаку існує рівновага:

NH₃ + H₂O ↔ NH⁺ + OH^-, К_д має вид: К_д = . Амоніак є слабкою основою, тому [OH^-] = . У водних розчинах добуток концентрацій іонів Н⁺ і ОН^- сталий (при постійній температурі).

[H⁺][OH^-] = K_w  [H⁺] = [H⁺] = 1,6710^-11 моль/л.

рН = -lg 1,6710^-11 = 11 - lg1,67 = 11 - 0,2 = 10,8.

9.3. Задачі для самостійного рішення: № 516, 544, 586

9.4. Лабораторна робота

Необхідні прилади, устаткування, реактиви: рН-метр, скляні палички, безрозмірні піпетки (скляні трубочки), індикатори: лакмус, універсальний індикатор, розчини барій хлориду, аргентум нітрату, алюміній хлориду, калій карбонату, калій сульфату, кислот: соляної, сірчаної, азотної, ортофосфорної, оцтової; натрій і амоній гідроксидів.

Дослід 1. Визначення рН розчинів

Загальні вказівки

Для визначення рН середовища застосовують кислотно-основні індикатори. Більшість з них являють собою слабкі органічні кислоти або основи, недисоційовані молекули яких і іони дають розчину різне забарвлення. Наприклад, позначивши молекулу фенолфталіину НInd, дисоціацію його у водних розчинах можна виразити схемою: НInd ↔ Н⁺ + Ind ^-

безбарвний малиновий

Якщо розчин фенолфталеїну внести в розчин кислоти, то рівновага зміститься вліво і розчин знебарвиться. Якщо ж до розчину цього індикатора додати лугу, то ОН^- іони зв'яжуть Н⁺ і рівновага зміститься вправо, убік збільшення [Ind ^-], і розчин офарбиться в малиновий (рожевий) колір.

Для наближеного визначення рН зручно користатися універсальними індикаторами, що представляють собою суміші декількох індикаторів, що змінюють забарвлення в широкому діапазоні рН. Папір, просочений універсальним індикатором, називається універсальним індикаторним папером. Визначення рН із точністю до  0,1 проводять на рН-метрі ЛПУ-0,1 або інших приладах.

а) Визначення рН розчину за допомогою універсального індикатора

Наносять на універсальний індикаторний папір по 1 краплі наступних розчинів: HNO₃, H₃PO₄, CH₃COOH, NaOH, NH₄OH, H₂SO₄. Порівнюють забарвлення ще сирих плям, отриманих на індикаторному папері, з кольоровою шкалою і визначають рН розчинів. Записують рівняння електролітичної дисоціації для кожного з запропонованих електролітів (у випадку H₃PO₄, H₂SO₄ по першій ступіні).

б) Визначення рН на рН-метрі

Знайомляться з інструкцією для роботи на рН-метрі. Визначають за допомогою рН-метра значення рН досліджуваних розчинів. Перевіряють у викладача точність зробленого визначення.

У висновках: дайте порівняльну характеристику сили запропонованих електролітів, використовуючи значення рН розчинів, а також табличні дані значень  - ступенів дисоціації і К_д – констант дисоціації.

Дослід 2. Гідроліз солей

У чотири пробірки наливають розчини солей: AlCl₃, K₂CO₃, (NH₄)₂CO₃, K₂SO₄.

У кожну пробірку додають по 1-2 краплі лакмусу. Розчини розмішують (скляні палички не можна переносити з одного розчину в іншій). По зміні забарвлення лакмусу роблять висновок про реакцію середовища в розчині кожної солі. Результати зводять у таблицю:

№ пробірки	Формула солі	Забарвлення лакмусу	Реакція середовища	рН розчину: (рН<7, p=7, p>7)

Для солей, що піддаються гідролізу, записують іонні і молекулярні рівняння реакцій гідролізу. У випадку ступінчатого гідролізу записують рівняння реакції тільки для першого ступеня, тому що в досить концентрованих розчинах наступні ступені протікають дуже слабко.

У висновках укажіть:

-яка реакція середовища в розчинах солей, утворених: сильною основою і слабкою кислотою; слабкою основою і сильною кислотою; слабкою основою і слабкою кислотою; сильною основою і сильною кислотою?

- укажіть фактори, що впливають на ступінь гідролізу солей.

Дослід 3. Контрольне завдання

Визначають за допомогою універсального індикаторного папера і розчинів BaCl₂, AgNO₃, у який з чотирьох склянок (1, 2, 3, 4) знаходяться розчини НСl, H₂SO₄, NaOH, K₂SO₄. Результати зводять у таблицю:

№ склянки з розчином	Значення рН по індикаторному паперу	BaCl2	AgNO3	Досліджувані розчини (формула речовини)
1
2
3
4

Записують рівняння реакцій у молекулярному й іонному виді.