4.3 Растворы электролитов
591. Электролитами называются вещества, диссоциирующие в растворе. Согласно теории электролитической диссоциации, кислоты- вещества, которые при диссоциации дают катионы водорода. Основания при диссоциации дают ОН-группы. Соли диссоциируют на катион и анион кислотного остатка. Кислые и основные соли называют промежуточными соединениями, т.к. они являются продуктами неполной реакции нейтрализации.
592. Возможность электролитической диссоциации определяется природой вещества (сильный или слабый электролит), природой растворителя, температурой и т.п. Ионизирующую силу растворителя характеризует диэлектрическая проницаемость: вода – 81.0, спирт – 25.8, бензол – 2.23, фтороводород – 32.3. Диссоциация NaCl:
NaCl + H2O
=
|
593. В воде хлорид натрия диссоциирует на ионы практически полностью, а спирт практически не диссоциирует. Т.к. ионы, образующиеся при диссоциации, проводят электрический ток, то раствор NaCl проводит электрический ток, а раствор CH3CH2OH не проводит.
594. Для количественной характеристики электролитической диссоциации применяются константа диссоциации (Кд) и степень диссоциации (а). Кд – отношение произведения концентраций продуктов к произведению концентраций исходных веществ. а – отношение количества диссоциированных молекул к исходному количеству молекул. Постоянной величиной при различных концентрациях является Кд.
595. По величине электролитической диссоциации электролиты делятся на: сильные (Кд >>1), средние (1> Кд > 10-2) и слабые (Кд << 1). К первым относится HNO3(Кд = 43.6 ): HNO3 = H+ + NO3- . Ко вторым – HIO4 (Кд = 2/3*10-2): HIO4 = H+ + IO4- . К слабым электролитам относят NH4OH (Кд = 1.76*10-5): NH4OH = NH4+ + OH-.
596.
K2SO4↔ K+ + KSO4-1
KSO4-1 ↔ K+ + SO4-2 |
K1
=
K2=
|
Ca(OH)2 ↔ Ca2+ + 2OH - |
K =
|
H3PO4 ↔ 3H+ + PO43- |
K =
|
KHCO3 ↔ K+ + H+ + CO32- |
K =
|
3H+ + AlO3-3↔Al(OH)3 ↔ Al3+ + 3OH- |
K =
|
Fe(OH)Cl2 ↔ Fe2+ + OH - + 2Cl - |
K =
|
597.
Ba(OH)2 ↔ Ba+2 + 2OH- |
K =
|
H3AsO4 ↔ 3H+ + AsO4-3 |
K =
|
KHSO4 ↔ K+ + HSO4 –
HSO4 – ↔ H+ + SO4 –2 |
K 1=
K
2=
|
Fe(OH)2Cl ↔ Fe3+ + 2OH- + Cl- |
K =
|
2H+ + ZnO22-↔Zn(OH)2 ↔ Zn2+ + 2OH- |
K =
|
598.
Сa(NO3)2 ↔ Ca+2 + 2NO3- |
K =
|
Sr(OH)2 ↔ Sr+2 + 2OH- |
K =
|
NaH2PO4 ↔ Na+ + H2PO4 –
H2PO4 – ↔ 2H+ + PO4 –3 |
K 1=
K
2=
|
2H+ + BeO22-↔Be(OH)2 ↔ Be+2 + 2OH- |
K =
|
AlOH(NO3)2 ↔ Al3+ + OH- + 2NO3- |
K =
|
599.
K2Cr2O7 ↔ 2K+ + Cr2O72- |
K =
|
H2SeO3 ↔ 2H+ + SeO32- |
K =
|
NaHS ↔ Na+ + HS-
HS- = H+ + S2- |
K1 =
K2
=
|
Al(OH)2NO3 ↔ Al3+ + 2OH- + NO3- |
K =
|
2H+ + SnO22-↔Sn(OH)2 ↔ Sn2+ + 2OH- |
K =
|
600.
LiOH ↔ Li+ + OH- |
K =
|
H2S ↔ H+ + HS-
HS- ↔ H+ + S2- |
K1 =
K2
= |
K2HPO4 ↔ 2K+ + H+ + PO43- |
K =
|
Cr(OH)2Cl ↔ Cr3+ + 2OH- + Cl- |
K =
|
4H+ + SnO44-↔Sn(OH)4 ↔ Sn4+ + 4OH- |
K =
|
601. Тип диссоциации гидроксида зависит от соотношения энергии связи металл-кислород и кислород-водород. В NaOH радиус атома натрия относительно большой, поэтому энергия связи Na-O ниже O-H и он диссоциирует по типу основания Na-O-H = Na+ + OH- ; В HNO3 радиус атома азота относительно небольшой, поэтому энергия связи N-O выше O-H и он диссоциирует по типу кислоты H-O-NO2 = H+ + NO3- ; В Zn(OH)2 радиус атома цинка средний между азотом и натрием, поэтому энергии связи Zn-O и O-H примерно равны, в результате соединение диссоциирует и по типу кислоты и по типу основания Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2 = 2H+ + ZnO22-. В сильно кислой среде азотная кислота способна проявлять основные свойства: H-O-NO2 = ОH- + NO2+.
602. Сила кислоты определяется константой ее диссоциации. Чем сильнее диссоциирует кислота, тем сильнее кислота. Чем слабее связь атома водорода с атомом кислорода в молекуле кислоты, тем сильнее кислота. Чем выше степень окисления центрального атома в однотипных кислотах, тем сильнее кислота. Чем больше атомов кислорода, связанных только с центральным атомом приходится на атомы водорода, тем сильнее кислота.
А) HNO2 – HNO3 |
Сила HNO3 выше, т.к. степень окисления азота в ней +5, а в HNO2 cтепень окисления азота +3 |
Б) H2SO4 – H2SeO4 |
Радиус атома Se больше радиуса атома S, поэтому связь Н-О в серной кислоте слабее связи Н-О в селеновой кислоте, т.е. серная кислота сильнее селеновой. |
В) HPO3 – H3PO4 |
Т.к. в HPO3 количество атомов кислорода, связанных только с центральным атомом, приходящихся на атомы водорода, больше, чем в H3PO4, то сильнее HPO3. |
603. Сила кислоты определяется константой ее диссоциации. Чем сильнее диссоциирует кислота, тем сильнее кислота.
А) HF – HCl – HBr – HI |
В данном ряду сила кислот увеличивается от HF к HI, т.к. с ростом радиуса атома галогена связь галоген–водород ослабевает и кислота легче диссоциирует: HCl = H+ + Cl- |
Б) HClO4 – HClO3 – HClO2 – HClO |
Согласно правилу, чем больше атомов кислорода, связанных только с центральным атомом приходится на атомы водорода, тем сильнее кислота. Поэтому в данном ряду сила кислот уменьшается. HClO = H+ + ClO- |
В) HClO – HBrO – HIO |
С ростом радиуса атомов галогенов от Cl к I ослабевает связь галоген-кислород, т.е. увеличивается константа диссоциации по основному типу. Следовательно, сила кислот уменьшается. HBrO = H+ + BrO- |
Г) HPO3 – H4P2O7 – H3PO4 |
Как и в случае (б), в данном ряду количество атомов кислорода, связанных только с центральным атомом слева направо уменьшается, следовательно уменьшается сила кислот. H3PO4 = 3H+ + РО43- |
604. Чем слабее связь Ме—ОН в основании, тем выше сила основания. Т.е., чем больше радиус атома металла, чем меньше степень окисления металла, чем меньше поляризующая способность катиона металла, тем сильнее соответствующее основание. Т.о., в ряду LiOH-…-CsOH сила оснований увеличивается (растет радиус металла), Fe(OH)2 сильнее, чем Fe(OH)3 (степень окисления железа +2 и +3), Ca(OH)2 сильнее, чем Zn(OH)2 (поляризующая способность кальция меньше, чем цинка).
605.
,
поскольку величина константы
диссоциации небольшая, то степенью
диссоциации - а по сравнению с 1 в
знаменателе можно пренебречь, тогда
=
2.2*10-5.
606.
Дано: 1 = 0.42 %, С1= 1М 2 = 1.33 %, С2= 0.1М 3 = 4.22%, С3= 0.01М Кд - ? |
С увеличением разбавления возрастает степень диссоциации, а константа диссоциации остается неизменной, т.е. она не зависит от концентрации раствора. |
607.
Дано: = 0.1 % См= 1М. Кд - ? |
|
По справочным данным данная Кд
относится к NH4OH.608.
Дано: Кд1 = 1.3*10-2 Кд2 = 0.6*10-7 См= 0.1м |
А) H2S
= H+ +HS-
См(HS-) = α1*См(H2S) = 0.3*0.1 = 0.03 моль/л Б) HS-
= H+ + S2-
= |
= 1.3*10-2 =
,
следовательно, α1=0.3=30%
=
0.6*10-7, следовательно, α2 = 0.0014 =
0.14%609.
Дано: Кд = 1.8*10-5 См1 = 0.1 м См2 = 0.001 м |
Закон Оствальда: А) 1.8*10-5 = , 1 = 0.0134 Б) 1.8*10-5
= |
,
2 =
0.134 2/1
= 10 раз610. В растворе сильные электролиты диссоциируют нацело, образуя ионы. Т.к. молекулы воды полярны, то они окружают ионы электролита, что приводит к кажущемуся уменьшению концентрации и степени диссоциации электролита.
Дано: Cm(KCl) = 1моль/кг Т(зам) = -3.360С i, a(каж) = ? |
a(каж) = (i-1)/(m-1) = (1.8-1)/(2-1) = 0.8 = 80% |
=
i*1.86*1 = 3.36, следовательно,
i = 1.8611. В
растворе сильные электролиты диссоциируют
нацело, образуя ионы. Т.к. молекулы воды
полярны, то они окружают ионы электролита,
что приводит к кажущемуся уменьшению
концентрации и степени диссоциации
электролита. Т.к. раствор глюкозы См =
0.44м изотоничен раствору NaCl
Сн = 0.25м, то изотонический коэффициент
i = 0.44/0.25 = 1.76. Степень
диссоциации
,
где m – число ионов, на
которые диссоциирует электролит.
612. В растворе сильные электролиты диссоциируют нацело, образуя ионы. Т.к. молекулы воды полярны, то они окружают ионы электролита, что приводит к кажущемуся уменьшению концентрации и степени диссоциации электролита.
Дано: m(NH4Cl) = 1.07 г V(H2O) = 200 мл. Т(кип) = 100.09 0С a(каж) = ? |
0.09 = i*0.52*0.1 => i = 1.73 a(каж) = (i-1)/(m-1) = (1.73-1)/(2-1) = 0.73 = 73%, где m – количество ионов, на которые диссоциирует электролит. |
.
Найдем моляльность раствора Сm
= =n(NH4Cl)/m(H2O)
=
=
0.1 моль/кг613. В растворе сильные электролиты диссоциируют нацело, образуя ионы. Т.к. молекулы воды полярны, то они окружают ионы электролита, что приводит к кажущемуся уменьшению концентрации и степени диссоциации электролита.
Дано: Р0 = 101.3 кПа V(H2O) = 450 мл n(Na2SO4) = 0.05моль P’ = 100.8 кПа a(каж) = ? |
Po - P’ = i*P0*N(Na2SO4) n(H2O) = m/M = 450/18 = 25 моль. 101.3 – 100.8 =
101.3*i* a(каж) = (i-1)/(m-1) = (2.47-1)/(3-1) = 0.73 = 73 %, где m – количество ионов, на которые диссоциирует электролит. |
,
следовательно, i = 2.47
614.
Дано: Cм(Х) = 0.04моль/л Т = 00С = 273 К Pосм = 217.8 кПа А = 70% m = ? |
Pосм = iСм(Х)*R*T = i*0.04*8.31*273 = 217.8 кПа i = 2.4 Степень диссоциации а = (i-1)/(m-1) = 0.70, следовательно, m = 3. Вещество диссоциирует на три иона. Примеры электролитов: CaCl2, H2SO4 и т.д. |
615. Теоретически i=2,=100 %, Тзам.= -3.720 С, практически Тзам.= -3.360 С, m = 1моль/кг.
В растворе KCl диссоциирует на ионы: KCl = K+ + Cl- . Полярные молекулы воды окружают эти ионы, что приводит к кажущемуся изменению концентрации. (практич.) = (3.36/3.72)*100% = 90%. i=1 + (-1)* = 1+(2-1)*0.9 = 1.9
616.
Na2[Sn(OH)6] = 2Na+ + [Sn(OH)6]2- |
Кд =
|
Кн = |
[Cr(NH3)6](NO3)3 = [Cr(NH3)6]3+ + 3NO3- |
Кд =
|
Кн = |
617.
K2[NiCl4] = 2K+ + [NiCl4]2- |
Кд =
|
Кн = |
[PtF2(NH3)4](NO3)2 = [PtF2(NH3)4]2+ + 2NO3- |
Кд =
|
Кн = |
618.
(NH4)2[RuCl6] = 2NH4+ + [RuCl6]2- |
Кд =
|
Кн = |
[Ag(NH3)2]Cl = [Ag(NH3)2]+ + Cl- |
Кд =
|
Кн = |
619.
Na2[Ni(CN)4] = 2Na+ + [Ni(CN)4]2- |
Кд =
|
Кн = |
[PtCl2(NH3)4]SO4 = [PtCl2(NH3)4]2+ + SO42- |
Кд =
|
Кн = |
620.
K3[CoF6] = 3K+ + [CoF6]3- |
Кд =
|
Кн = |
[Fe(NH3)6](NO3)2 = [Fe(NH3)6]2+ + 2NO3- |
Кд =
|
Кн = |
