Домашнє завдання

1. Кислі шахтні води вугільних родовищ мають рН = 5. У

скільки разів концентрація іонів ОН^- менша концентрації іонів Н⁺ у цьому розчині? Відповідь: у 10⁴ разів.

2. Обчисліть рН і рОН у 0,01М розчині гідроксиду барію

Ва(ОН)₂, якщо ступінь дисоціації Ва(ОН)₂ дорівнює 90%.

Відповідь:рН =12,26; рОН=1,74.

3. Кислі стічні води після травлення виробів зі сталі послідовно нейтралізують вапняним молоком до рН=8. Обчисліть концентрацію іонів Н⁺ і ОН^- в отриманих розчинах. Чому дорівнює рОН у цьому розчині?

Відповідь: [H⁺] = 10^-8 моль/л; [ОH^-] =10^-6 моль/л; рОН=6.

4. У 5 л шахтної води однієї із шахт Донбасу утримується 0,05 молей азотної кислоти. Вважаючи дисоціацію кислоти повною, обчисліть концентрацію іонів ОH^- у цій воді.

Відповідь:10^-12 моль/л.

5. Обчисліть рН 0,001н розчину КОН, якщо  = 100%. Яке забарвлення набуде лакмус у цьому розчині?

Відповідь : рН =11.

6. Які солі із наведених нижче будуть піддаватися гідролізу при розчиненні у воді: NaCl, K₂CO₃, Al(NO₃)₃, ZnCl₂, (NH₄)₂S ? Складіть рівняння реакцій гідролізу цих солей в іонному та іонно-молекулярному вигляді і вкажіть значення рН у розчинах даних солей (більше або менше 7).

7. Які солі із приведених нижче будуть піддаватися повному гідролізу при розчиненні у воді: NaCl, Na₂CO_3, Al₂(CO₃)₃, SnSO₃, FeCl₃? Складіть рівняння реакцій гідролізу цих солей в іонному і іонно-молекулярному вигляді.

8. При зливанні водних розчинів карбонату натрію і сульфату алюмінію випадає білий осад і виділяється газ. Яка речовина випадає в осад? Який газ виділяється? Складіть рівняння реакцій, що протікають у розчині, у молекулярному та іонно-молекулярному вигляді.

9. В окремих пробірках знаходяться розчини солей:NaCl,Al₂(SO₄)₃, Na₂CO_3. Якза допомогою індикатора встановити, в якій пробірці знаходиться яка сіль? Відповідь мотивуйте, склавши рівняння гідролізу солей.

10. Враховуючи можливість повного гідролізу солей у воді, напишіть рівняння реакцій обміну між водними розчинами хлориду хрому(Ш) і карбонату натрію в молекулярному й іонно-молекулярному вигляді. Яка речовина випадає в осад? Який газ виділяється при нагріванні розчину?

12. Окисно-відновні реакції

Мета вивчення теми:

• визначати окисник і відновник в окисно-відновних реакціях (ОВР);

• визначати окисно-відновну здатність (ОВ) частинок у залежності від ступеня окиснення елементів і від положення елементів у періодичній системі Д.І. Менделєєва;

• підбирати коефіцієнти в рівняннях ОВР за методом електронно-іонного балансу;

• користуватися стандартними окисно-відновними потенціалами (φ_ox/red )для складання рівнянь ОВР;

• визначати напрямок ОВР за значенням електрорушійної сили реакції .

Окисно-відновні реакції (ОВР) - реакції, в яких внаслідок обміну електронами змінюється ступень окиснення елементів.

Частинка, що в процесі ОВР втрачає електрони, окиснюється і є відновником (Red). Частинка, що приймає електрони, відновлюється і є окисником (Oх). Наприклад:

Zn⁰+H⁺Cl^- Zn⁺²Cl₂^-+H₂⁰.

У процесі реакції ступінь окиснення цинку підвищується, тобто Zn віддає електрони, окиснюється і є відновником :

(Red) Zn⁰ - 2ē  Zn⁺²

Іони водню H⁺ приймають електрони, відновлюються і є окисниками: (Ox) 2H⁺ + 2ē  H₂⁰.

У залежності від ступеня окиснення один і той же елемент може виявляти різну ОВ-здатність. В найвищому ступені

окиснення (ВСО) елементи виявляють тільки окисні властивості. У нижчому ступені окиснення (НСО) − тількивідновні. У проміжному − окисно-відновну подвійність, тобто можуть бути і окисником, і відновником в залежності від партнера.

Приклад 1. Визначте ОВ властивості наступних частинок: Mg²⁺, S^2-, H₂⁰, SO₃^2-, MnO₄^-, спираючись на ступені окиснення підкреслених елементів.

Розв’язання. а)Електронна формула атома магнію має вигляд 3s²,а частинки Mg²⁺ − 3s⁰.Значить, +2це вищий ступінь окиснення магнію, і іон Mg²⁺ може тільки приймати електрони і бути тільки окисником. (Ох): Mg²⁺ + 2 ē  Mg⁰.

б) S^2- :електронна формула атома сірки − 3s²3p⁴.Можливі ступені окиснення сірки S^-2, S⁰, S⁺⁴, S⁺⁶. У частинці S^2- (3s²3p⁶) сірка знаходиться у стані нижчого ступеня окиснення. Тому вона здатна тільки віддавати електрони і бути відновником (Red): S^2-- nē → S⁰, S⁺⁴, S⁺⁶.

в) H₂⁰:електронна формула атома водню має вигляд 1s¹.Можливі ступені окиснення водню:H⁻,H⁰,H⁺.В молекулі H₂ виявляється проміжний ступінь окиснення водню. Вона може і віддавати, і приймати електрони, виявляючи окисно-відновну подвійність:

-ē +ē

H⁺  _(Red) H⁰ _(Oх)  H⁻

г) В іоні SO₃^2- сірка має проміжний ступінь окиснення +4. Значить, ця частинка може бути і окисником, і відновником.

д) MnO₄⁻ : марганець має виший ступінь окиснення +7, і іон MnO₄^- є окисником.

При підборі коефіцієнтів у рівнянні ОВР користуються методом електронного балансу: число електронів, прийнятих окисником дорівнює числу електронів, що віддаються відновником. Для прикладу розглянемо наступну реакцію:

Mg + H₂SO₄  MgSO₄ + H₂S + H₂O.

Підбір коефіцієнтів в ОВР здійснюємо за такою схемою.

а) Визначаємо ступінь окиснення кожного елемента всіх речовин, що приймають участь у реакції:

119