Задача № 133

Система

С _(КР) + СO_2(Г) 2СO_(Г) – Q

находится в состоянии равновесия. Как изменится концентрация СО в случае:

а) повышения температуры при Р = const; б) повышения давления при Т = const.

В каком случае и как изменится (уменьшится или увеличится) значение константы равновесия? Ответ необходимо обосновать.

Решение.

Согласно принципу Ле–Шателье, внешнее воздействие на систему смещает равновесие в сторону ослабления этого воздействия.

В соответствии с уравнением реакции, образование СО идет с увеличением объема и поглощением тепла. Следовательно,

а) При повышении температуры и Р = const концентрация СО увеличится (равновесие сместится вправо);

б) При повышении давления и Т = const концентрация СО уменьшится (равновесие сместится влево).

Выражение для константы равновесия системы:

Р²(СО)

К_Р = ————;

Р(СО₂)

Численное значение К_Р зависит от природы веществ и температуры, но не зависит от концентраций и парциальных давлений. В эндотермических процессах численное значение К_Р увеличивается с повышением температуры. Следовательно,

а) При повышении температуры и Р = const значение К_Р увеличится;

б) При повышении давления и Т = const значение К_Р не изменится.

Задача № 183

Запишите уравнение диссоциации 0,5 н раствора H₂SO₄ ( = 90%) и рассчитайте концентрацию и количество ионов в растворе.

Решение.

H₂SO₄ – сильный электролит, в водном растворе диссоциирует необратимо.

Уравнение диссоциации серной кислоты:

H₂SO₄ → 2Н⁺ + SO₄^2–

Согласно условию задачи, эквивалентная концентрация серной кислоты в растворе (нормальность) С_Н = 0,5 моль/л.

f_ЭКВ.(H₂SO₄) = ½ (H₂SO₄ – двухосновная кислота).

М(½H₂SO₄) = ½ М(H₂SO₄).

С_М(H₂SO₄) = m(H₂SO₄)/M(H₂SO₄)V = m / 2(½H₂SO₄)V = ½ С_Н(H₂SO₄) = 0,25 моль/л.

Для сильных электролитов концентрация ионов в растворе определяется по формуле:

С_ = С_М n,

где n – число ионов, на которые распадается молекула в растворе.

С(Н⁺) = 0,25·0,9·2 = 0,45 моль/л;

С(SO₄^2–) = 0,25·0,9·1 = 0,225 моль/л.

Количество ионов определяется исходя из закона Авогадро, согласно которому 1 моль любого вещества содержит количество структурных элементов, равное 6,02∙10²³ (число Авогадро). Соответственно в 1 литре 0,5н раствора H₂SO₄ содержится следующее количество ионов:

N(Н⁺) = 0,45·6,02∙10²³ = 2,71·10²³ ионов/л;

N(SO₄^2–) = 0,225·6,02∙10²³ = 1,36·10²³ ионов/л.

Ответ: С(Н⁺) = 0,45 моль/л; N(Н⁺) = 2,71·10²³ ионов/л.

С(SO₄^2-) = 0,225 моль/л; N(SO₄^2-) = 1,36·10²³ ионов/л.

Задача № 218

Определите молярную концентрацию раствора гидроксида аммония NH₄OH, если рН = 11,13. Запишите уравнение диссоциации NH₄OH и выражение для константы диссоциации.

Решение.

Гидроксид аммония является слабым электролитом и диссоциирует в водном растворе по уравнению:

NH₄OH NH₄⁺ + OH^–;

[NH₄⁺]· [OH^–]

К_Д = —————— = 1,8·10^–5;

[NH₄OH]

рОН = 14 – рН = 14 – 11,13 = 2,87;

рОН = –lgC(OH^–); C(OH^–) = 1,35·10^–3 моль/л.

______

Из соотношения С(OH^–) =  С_М К_Д определяем молярную концентрацию NH₄OH:

С_М(NH₄OH) = [C(OH^–)]²/К_Д = 1,8 ·10^–6/1,8·10^–5 = 0,1 моль/л.

Ответ: С_М(NH₄OH) = 0,1 моль/л.