Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Pomytkin-_Huts-_YAnkovych_KHimiya-met_vkaz.doc
Скачиваний:
3
Добавлен:
03.11.2018
Размер:
1.17 Mб
Скачать

7. Розчини електролітів. Електролітична дисоціація сильних і слабких електролітів. Закон роЗбавляння. Водневий показник Короткі теоретичні відомості

За станом (поведінкою) у розчинах речовини поділяються на неелектроліти й електроліти. Неелектроліти – речовини, які існують у розчині тільки у вигляді молекул. Електроліти – речовини, які дисоціюють (розпадаються) у розчині на іони.

Кількісною мірою дисоціації електроліту є ступінь дисоціації, :

= ; 0<  1, або 0 <  100%.

До сильних електролітів, що дисоціюють повністю (  1) відносяться луги, тобто розчинні у воді основи лужних і лужноземельних металів, сильні кислоти (HCl, HBr, HI, H2SO4, HNO3 та деякі інші), а також розчинні у воді солі (див. додаток, табл. 5).

У рівняннях процесів електролітичної дисоціації сильних електролітів прийнято писати знак рівності, слабких – знак оборотності (, або ). Перший знак означає, що відповідна речовина у розчині існує повністю у вигляді іонів (молекули майже відсутні); другий знак означає, що встановлюється рівновага, яка характеризується сталими концентраціями як молекул (їх більшість), так і іонів. Наприклад:

NaOH = Na+ + OH;

HNO3 = H+ + NO32;

NH4OH  NH4+ + OH+;

H2S  H+ + HS  перший ступінь,

HS  H+ + S2  другий ступінь.

Як було сказано раніше, будь-який оборотний процес (також і процес дисоціації) у стані рівноваги характеризується константою рівноваги, а в даному випадку – константою електролітичної дисоціації, KД, наприклад:

KД(NH4OH) = << 1;

KД1(H2S ) = ,

KД2(H2S) = ; KД2 << KД1.

Чим слабший електроліт, тим менше значення його KД.

Для слабких одноосновних кислот і однокислотних основ маємо:

Сдис.(кисл.) = [H+] і Сдис.(осн.) = [OH],

тому  = і  = .

При розв’язанні задач цього розділу потрібно пам’ятати закон розбавлення, згідно з яким чим більше розбавлений розчин, тим більший ступінь його дисоціації:

KД С2.

Кислотність розчинів вимірюють концентрацією іонів Гідрогену [H+] або значенням водневого показника рН:

pН =  lg[H+].

Якщо [H+] = 1107 моль/л, рН = 7, то маємо нейтральне середовище,

[H+] > 1107 моль/л, pH < 7  кисле,

[H+] < 1107 моль/л, pH > 7  лужне.

Для розбавлених розчинів: рН + рОН = 14.

Приклад. Розрахувати рН і рОН розчину слабкої одноосновної кислоти та константу її дисоціації, якщо концентрація розчину дорівнює 0,005 моль/л, а ступінь її дисоціації в цьому розчині  = 20%.

Розв’язання. Для слабкої одноосновної кислоти

[H+] = С(кисл.) = 0,2  0,005 = 0,01 моль/л).

Отже, pН =  lg[H+] =  lg(1102) = 2, тоді рОН = 14 –2 = 12.

Константа дисоціації дорівнює: KД С2 = 0,005  0,22 = 2  104.

Задачі

  1. Які з наведених нижче речовин відносяться до сильних, а які – до слабких електролітів: KCl, CH3COOH, HNO3, NaOH, HF, NH3H2O, CuSO4, H2CO3, Ca(OH)2, Fe(NO3)3, H2S, H2SO4, KMnO4, H2SO3, H3PO4, K2SO3? Напишіть рівняння електролітичної дисоціації для будь-яких двох з цих речовин, одна з яких є сильним, а інша – слабким електролітом. Там, де це можливо, наведіть рівняння константи електролітичної дисоціації.

  2. У скільки разів концентрація іонів Гідрогену у розчині HCl з концентрацією 0,01 моль/л більша за концентрацію іонів Гідрогену у розчині оцтової кислоти тої ж самої концентрації (α = 0,045)? Чому дорівнюють рН і рОН цих розчинів?

  3. Розрахуйте концентрацію іонів Гідрогену, рН і значення константи дисоціації карбонатної кислоти, якщо ступінь її дисоціації за першим ступенем у розчині, що містить 0,0043 моль/л кислоти, дорівнює 1%?

  4. Розташуйте кислоти – ортофосфатну (KД1 = 7,6  103), оцтову (KД = 1,8  105), валеріанову (KД = 1,5  105), нітритну (KД = 4,6  104) у порядку зростання їх сили. Для ортофосфатної кислоти наведіть рівняння ступінчастої електролітичної дисоціації та відповідні вирази для констант дисоціації.

  5. Напишіть рівняння електролітичної дисоціації таких речовин: HCl, Mg(NO3)2, H2CO3, H2SO4, K2HPO4. У тих випадках, де це потрібно, наведіть вирази для констант дисоціації.

  6. Розрахуйте ступінь електролітичної дисоціації, концентрацію іонів Гідрогену, рН розчину масляної кислоти НС4Н7О2 з концентрацією 0,04 моль/л (KД = 1,5  105).

  7. До 1 л чистої води додали 1 краплю (в 1 мл – 50 крапель) концентрованої нітратної кислоти (63%; d = 1,39 г/см3). Визначте рН одержаного розчину, припускаючи, що кислота повністю дисоційована (рН = 3,56).

  8. Напишіть рівняння електролітичної дисоціації таких речовин: NaOH, NH4ОH, Ca(OH)2, Fe(ОН)SO4, Be(OH)2. У тих випадках, де це потрібно, наведіть вирази для констант дисоціації.

  9. Розташуйте наведені дані про розчини у порядку зростання їх кислотності: СН+(моль/л) – 1  104, 1  107, 8  107, 4  109, 2  105. Вкажіть нейтральні, кислі та лужні розчини.

  10. Розташуйте наведені дані про розчини у порядку зростання їх кислотності: СН+ = 1  106 моль/л; СОН = 1  106 моль/л; рН = 4,5; СН+ = 4,7 моль/л; рОН = 12. Вкажіть нейтральні, кислі та лужні розчини.

  11. Які з наведених нижче речовин відносяться до сильних, а які – до слабких електролітів: KОН, HNO3, K3PO4, Al(OH)3, NiSO4, KAl(SO4)2, HNO2, HgS, HCN, KBr, H2SO3, AgNO3, NH4ОH, Ca(HSO4)2, Fe(ОН)2Cl? Напишіть рівняння електролітичної дисоціації для будь-яких двох з цих речовин, одна з яких є сильним, а інша – слабким електролітом. Там, де це потрібно, наведіть рівняння константи електролітичної дисоціації.

  12. Напишіть рівняння електролітичної дисоціації таких речовин: Н2S, NaHSO3, H2SO4, CH3COOH, HNO3. У тих випадках, де це потрібно, наведіть вирази для констант дисоціації.

  13. Розрахуйте концентрації іонів Гідрогену та гідроксильних іонів, ступінь дисоціації та молярну концентрацію розчину мурашиної кислоти з рН = 3 (KД = 1,8  104).

  14. Концентрація розчину одноосновної органічної кислоти дорівнює 6,67  103 моль/л; рН = 5. Розрахуйте рОН, ступінь і константу електролітичної дисоціації кислоти.

  15. Скільки грамів їдкого натру міститься у 5 л розчину з рН = 11? Дисоціацію NaOH у розчині вважати повною.

  16. Змішали рівні об’єми розчинів сильної кислоти з рН = 1 та рН = 2. Визначте рН одержаного розчину, концентрації іонів Гідрогену та гідроксильних груп у ньому.

  17. Напишіть рівняння електролітичної дисоціації таких речовин: Н2Se, Na3PO4, H2SO4, Zn(OH)2, HClO2. У тих випадках, де це потрібно, наведіть вирази для констант дисоціації.

  18. Напишіть рівняння ступінчастої дисоціації слабкої щавлевої кислоти Н2С2О4 і наведіть вирази констант дисоціації за першим і другим ступенями. Вважаючи, що кислота дисоціює переважно за першим ступенем (KД1 = 3,8  102), розрахуйте концентрацію іонів Гідрогену та рН розчину, якщо концентрація розчину дорівнює 0,1 моль/л.

  19. Розташуйте кислоти – сульфітну H2SO3 (KД1 = 1,6  102), сульфідну H2S (KД1 = 1,0  107), селенідну H2Sе (KД1 = 1,9  104), карбонатну H2CO3 (KД1 = 4,4  107) у порядку зростання їх сили. Для карбонатної кислоти наведіть рівняння ступінчастої електролітичної дисоціації та відповідні вирази констант дисоціації.

  20. Розташуйте наведені дані про розчини у порядку зростання їх кислотності: СОН(моль/л) – 1  103, 1  1011, 2  102, 2  1011, 1  107. Вкажіть нейтральні, кислі та лужні розчини.

  21. Як зміниться рН, якщо розчин оцтової кислоти з концентрацією 0,2 моль/л розвести вдвічі (KД = 1,8  105)? Чому дорівнює концентрація гідроксильних іонів у одержаному розчині?

  22. Напишіть рівняння електролітичної дисоціації таких речовин: NaHCO3, Na2SO4, NaHSO4, Mg(OH)2, H2CO3. У тих випадках, де це потрібно, наведіть вирази для констант дисоціації.

  23. Які з наведених нижче речовин відносяться до сильних, а які – до слабких електролітів: NaCl, Mg(NO3)2, Al(OH)2Cl, Al2(SO4)3, HNO3, HgCl2, HCN, KOH, HClO, NH4OH, CuSO4, KClO4, H3AsO4, NaHSO4, Cu(ОН)2, CH3COONa? Напишіть рівняння електролітичної дисоціації для будь-яких двох з цих речовин, одна з яких є сильним, а інша – слабким електролітом. Там, де це потрібно, наведіть рівняння константи електролітичної дисоціації.

  24. рН деякого розчину мурашиної кислоти дорівнює 2,3 (KД = 1,8  104). Чому дорівнюють концентрації іонів Гідрогену, гідроксильних іонів і ступінь електролітичної дисоціації кислоти в цьому розчині?

  25. Скільки грамів чистої мурашиної кислоти (KД = 1,8  104) необхідно додати до 2 л її розчину з рН = 3,5, щоб знизити рН до трьох? Збільшення об’єму розчину внаслідок додавання кислоти не враховувати. Чому дорівнює ступінь електролітичної дисоціації кислоти у цих розчинах?

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]