- •Тема: Строение атома
- •Тема: Периодическая система элементов д.И. Менделеева
- •Степени окисления мышьяка, селена, брома
- •Тема: Энергетика химических процессов (термохимические расчеты)
- •Изотонический коэффициент (I) определяем из формулы кажущейся степени диссоциации (б):
- •Контрольная работа 2 тема: Окислительно-восстановительные реакции
- •При твердении протекает реакция
- •Тема: Химия высокомолекулярных соединений
- •Способы получения синтетических полимеров
- •Строение полимеров
Изотонический коэффициент (I) определяем из формулы кажущейся степени диссоциации (б):
б = (i – 1) / (n –1)
где: n – число ионов, на которые диссоциирует молекула электролита.
CuSO4∙ диссоциирует на два иона:
CuSO4∙↔ Cu2+ + SO42-∙ (n = 2)
Рассчитаем изотонический коэффициент:
0,38 = (i – 1) / (2 –1); i = 1,38.
Определим молярную концентрацию:
СМ = m(CuSO4)/M(CuSO4) ∙ V(H2O)
Масса CuSO4 в 62,4 г CuSO4∙5Н2О составляет:
М(CuSO4∙5Н2О) = 160 + 5 ∙ 18 = 250 г/моль
250 г CuSO4∙5Н2О содержит 160 г CuSO4
62,4 г CuSO4∙5Н2О содержит m CuSO4
m CuSO4 = 62,4 ∙ 160/250 = 39,94 (г)
СМ = 39,94/160 5 = 0,05 моль/дм3
Росм = iCМRT = 1,38∙0,05∙8,314∙291,5 = 167,2 Па
ТЕМА: Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена
При решении задач этого раздела необходимо пользоваться таблицей растворимости солей и оснований в воде и таблицей констант и степеней диссоциации слабых электролитов.
Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.
В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения
Пример 1
Написать ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ: а) НС1 и NaOH; б) РЬ(NО3)2 и Na2S; в) NaCIO и HNO3; г) К2СОз и H2SO4 ; д) СН3СООН и NaOH.
Решение. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:
а) НС1 + NaOH = NaС1 + Н2O
б) РЬ(NО3)2 + Na2S = РЬS + 2NaNО3
в) NaCIO + HNO3 = NaNO3 + HCIO
г) К2СОз + H2SO4 = К2 SO4 + H2О + СО2
д) СН3СООН + NaOH = СН3СООNa + Н2O
Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием слабых электролитов (Н2O, HCIO), осадка (РЬS), газа (СО2).
В реакции (д) два слабых электролита, но так как реакции идут в сторону большего связывания ионов и вода — более слабый электролит, чем уксусная кислота, то равновесие реакции смещено в сторону образования воды. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства a) Na+ и С1-; б) Na+ и NO3-; в) Na+ и NO3-; г) К+ и SО42-; д) Na+, получим ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций:
а) Н+ + ОН- = Н2O
б) РЬ2+ + S2- = РЬS
в) CIO- + H+ = HCIO
г) СОз2- + 2H+ = H2О + СО2
д) СН3СООН + OH- = СН3СОО- + Н2O
Пример 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:
а) SО32- + 2H+ = SО2 + Н2O
б) РЬ2+ + СrО42- = РЬСrО4
в) НСО3- + ОH- = СО32- + H2О
г) ZnОН+ + H+ = Zn2+ + H2О
В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов. Следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов.
Например:
а) Nа2SО3 + 2HС1 = 2NаС1 + SО2 + Н2O
б) РЬ(NО3)2 + К2СrО4 = РЬСrО4 + 2КNО3
в) КНСО3 + КОH = К2СО3 + H2О
г) ZnОНС1 + HС1 = ZnС12 + H2О
ТЕМА: Гидролиз солей
Химическое обменное взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением рН среды, называется гидролизом.
Пример 1
Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: a) KCN, б) Na2CO3. в) ZnSO4. Определите реакцию среды растворов этих солей.
Решение. а) Цианид калия KCN — соль слабой одноосновной кислоты HCN и сильного основания КОН. При растворении в воде, молекулы KCN полностью диссоциируют на катионы K+ и анионы CN-. Катионы К+ не могут связывать ионы ОН- воды, так как КОН — сильный электролит. Анионы же CN- связывают ионы Н+ воды, образуя молекулы слабого электролита HCN. Соль гидролизуется, как говорят, по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
CN- + Н2О ↔ НCN + ОН-
или в молекулярной форме
КCN + Н2О ↔ НCN + КОН
В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов ОН-, поэтому раствор KCN имеет щелочную реакцию (рН > 7).
б) Карбонат натрия Na2CO3 — соль слабой многоосновной кислоты и сильного основания. В этом случае анионы соли CO32-, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО3-, а не молекулы Н2СОз, так как ионы НСО3-диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Н2СОз. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
CO32- + Н2О ↔ НСО3- + ОН-
или в молекулярной форме
Na2CO3 + Н2О ↔ NaНСО3 + NaОН
В растворе появляется избыток ионов ОН-, поэтому раствор Na2CO3 имеет щелочную реакцию (рН > 7).
в) Сульфат цинка ZnSО4 — соль слабого многокислотного основания Zn(OH)2
и сильной кислоты H2SО4. В этом случае катионы Zn+2 связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли ZnOH+. Образование молекул Zn(OH)2 нe происходит, так как ионы ZnOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)2. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
Zn+2 + Н2О ↔ ZnOH+ + Н+
или в молекулярной форме
2ZnSО4 + 2Н2О ↔ (ZnOH)2SО4 + Н2SО4
В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnSО4 имеет кислую реакцию (рН < 7).
Пример 2
Какие продукты образуются при смешивании растворов А1(NО3)3 и К2СОз? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения реакции.
Решение. Соль А1(NО3)3 гидролизуется по катиону, а К2СОз — по аниону:
А1+3 + Н2О ↔ А1OH+2 + Н+
CO32- + Н2О ↔ НСО3- + ОН-
Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН- образуют молекулу слабого электролита Н2О. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием А1(ОН)3 и СО2 (Н2СО3). Ионно-молекулярное уравнение:
2А1+3 + 3CO32- + 3Н2О ↔ 2А1(OH)3 + 3CO2
молекулярное уравнение:
2А1(NО3)3 + К2СОз + 3Н2О ↔ 2А1(OH)3 + 3CO2 + 6КNО3