Файл: lebedeva1.pdf

Для буферных растворов, образованных слабой кислотой и солью этой кислоты, [Н+] находят по формуле

[H+] = Кк cк ; cс

0,08

[H+] = 1,78 · 10–5 0,04 = 3,56×10–5 моль/дм3;

рН = –lg [H +]; pH = –lg3,56 · 10 –5 = 5 – lg3,56 = 4,45.

Пример 2.5. Формиатный буферный раствор имеет рН = 2,75. Рассчитайте соотношение концентраций муравьиной кислоты и формиата натрия в этом растворе, если Кк = 1,77 · 10–4 .

Решение. рН = 2,75, [H+] = 10–2,75 = 10–3 · 100,25 = 1,77 · 10–3 моль/дм3 .

Из формулы примера 2.4 следует:

Пример 2.6. Из 2,5000 г Na2CO3 приготовлено 500 см3 раствора. Вычислите титр, молярную и нормальную концентрации раствора.

Решение. Определяемое вещество (А) – N а2СО3 М(Nа2СО3) = 106 г/моль; Э(Nа2СО3) = 53 г/моль;

TA = m(Na 2CO3 ) = 2,5000 = 0,005000 г/см3. V 500

Молярную концентрацию с можно определить по формуле

c = T ×1000 ; M

c = 0,005000 ×1000 = 0,04717 моль/дм3. 106

Для определения нормальной концентрации (н.) воспользуемся фор-

мулой (2.4) табл. 2.2:

н = T ×1000 ,

Э

тогда н = 0,005 ×1000 = 0,09434 моль/дм3; 53

Пример 2.7. Вычислите содержание К2СО3 (ω, %) в образце золы, если на нейтрализацию образца массой 0,4245 г израсходовано 20,25 см3 0,2 н. раствора НCl.

Уравнение реакции: К2СО3 + 2HCl → 2 KCl + H2O+ CO2↑. Решение. HCl – титрант (В); К2СО3 – определяемое вещество (А).

М(К2СО3) = 138 г/моль; Э(К2СО3) = 69 г/моль; Искомую величину ω, %, находим по формуле (2.17) табл. 2.2:

10

w = m ×100 , % ,

a

где а – навеска вещества = 0,4245 г; m – масса K2СО3, которая содержится в данной навеске, определённая по формуле (2.2) табл. 2.2:

= 0,2 × 20,25 × 69 =

m 0,2795 г, 1000

w = 0,2795 ×100 =

тогда ,% 65,83%. 0,4245

Пример 2.8. Вычислите нормальность раствора НCl, если на титрование 30 см3 этого раствора израсходовано 15,8 см3 0,2 н. раствора NaOH.

Решение. HCl + Na OH → NaCl + H2O HCl – определяемое вещество (А); NaOH – титрант (В).

Нормальность HCl определяем по формуле (2.5) табл. 2.2:

нHCl = 0,2 ×15,8 = 0,105 моль/дм3. 30

Пример 2.9. Раствор карбоната натрия титруют раствором HCl с титром 0,003650 г/см3 в присутствии метилового оранжевого. Вычислите титр раствора HCl по определяемому веществу (Na2CO3).

THCl == 0,003650 ×53 = 0,005300 г/см3. 36,50

Пример 2.10. Навеску азотной кислоты массой 1,0100 г перенесли в раствор, содержащий 25 см3 0,502 М раствора NaOH. Оставшийся после реакции избыток NaOH оттитровали 10,50 см3 0,101 М раствора HCl. Вычислите содержание HNO3 в кислоте (ω, %).

Решение.

Уравнения реакций:

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O;

NaOH + HCl → NaCl + H2O.

Определяемое вещество (А) – HNO 3; М = 63 г/моль;

Титранты: NaOH (B1) и HCl (В2), их молярные концентрации равны нормальным.

Массу (m) HNO3 определяем по формуле (2.12) табл. 2.2:

m(НNO3 ) = (0,502 × 25 - 0,101×10,5)63 = 0,7238 г. 1000

11

Массовая доля HNO3 в навеске кислоты, рассчитанная по формуле (2.17) табл. 2.2, составит

ω, %(HNO3) = 0,7238 ×100 = 71,67 % . 1,0100

2.2. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

При решении задач используйте данные табл. 2.1 и 2.2.

1. Вычислите и сравните рН растворов: а) 0,1 М HCl и 0,1 М CH3COOH; б) растворов, содержащих 7 г/дм3 HCl и 7 г/дм3 CH3COOH.

Ответ: а) 1 и 2,88; б) 0,72 и 2,85.

2.Вычислите концентрацию ионов НСОО– , Н+ и рН в: а) 0,03 М НСООН; б) растворе (ω = 5,0%); в) растворе, содержащем 4,6 г/дм3 НСООН.

Ответ: а) [H+] = [HCOO– ] = 2,24 · 10–3 моль/ дм3; рН = 2,65; б) [H+] = [HCOO– ] = 1,39 · 10–2 моль/дм3; рН = 1,86; в) [H+] = [HCOO– ] = 4,2 · 10–3 моль/дм3; рН = 2,38.

3.Вычислите концентрацию ионов ОН– , Н+ и рН в:

а) 0,01 М NH2OH; б) растворе NH2OH (ω = 0,1%).

Ответ: а) [H+] = 1,02·10–10 моль/дм3; [ОН– ] = 9,80 · 10–5 моль/дм3; рН = 9,99; б) [Н+] = 5,90·10–11 моль/дм3; [ОН– ] = 1,70·10–4 моль/дм3; рН = 10,23.

4. При какой концентрации СН3СООН диссоциирована на 30%?

Ответ: 1,35 · 10–4 моль/дм3. 5. При какой концентрации НСООН диссоциирована на 50%?

Ответ: 3,60 · 10–4 моль/дм3.

6. Титр раствора СН3СООН равен 0,337 · 10–4 г/см3. Вычислите молярную концентрацию этой кислоты.

Ответ: 5,62 · 10–4 моль/дм3. 7. Вычислите молярность раствора НСООН, имеющего рН 3,0.

Ответ: 5,65 · 10–3 моль/дм3. 8. Определите молярность раствора НСN, имеющего рН 5,0.

Ответ: 0,127 моль/дм3.

9. Концентрация ионов Н+ в 0,1 М растворе СН3СООН равна 1,3 · 10–3 моль/дм3. Вычислите константу и степень диссоциации кислоты.

Ответ: 1,71 · 10–5 ; 1,3%.

10.Вычислите константу диссоциации НСООН, если в растворе

ω= 0,46% она диссоциирована на 4,2%.

Ответ: 1,80 · 10–4 .

11. Вычислите константу диссоциации диметиламина, если в 0,2 М растворе он диссоциирован на 7,42 %.

Ответ: 1,20 · 10–3 .

12

12. Как изменится рН и степень диссоциации СН3СООН в 0,2 М растворе, если к 100 см3 этого раствора прибавили 30 см3 0,3 М раствора СН3СООNа.

Ответ: рН = 2,73 и α = 0,94%; рН = 4,42 и α = 1,08%.

13. Рассчитайте рН раствора, если к 100 см3 0,0375 М раствора СН3СООН прибавили СН3СООNа массой 0,1020 г.

Ответ: 4,27.

14. Вычислите концентрацию ионов Н+, ОН– и рН раствора, полученного смешением 25 см3 0,2 М раствора СН3СООН и 15 см3 0,1 М раствора СН3СООNа.

Ответ: [Н+] = 5,93 · 10–5 моль/дм3; [ОН– ] = 1,69 · 10–10 моль/дм3; рН = 4,23.

15. Определите рН раствора, если в 1 дм3 раствора содержится СН3СООН и СН3СООNа массой 60,05 г и 82,03 г соответственно.

Ответ: 4,76.

16. Вычислите концентрацию ионов Н+, ОН– и рН раствора полученного смешением 15 см3 0,1 М раствора НСООН и 12 см3 0,2 М раствора НСООNа.

Ответ: [Н+] = 1,12 · 10–4 моль/дм3; [ОН– ] = 8,91 · 10 –11 моль/дм3; рН = 3,95.

17. Вычислите рН раствора если к 2 дм3 воды прибавили НСООН и НСООК массой 23,00 и 21,00 г соответственно.

Ответ: 3,45.

18. В растворе объёмом 0,5 дм3 содержится СН3СООNа массой 4,10 г. Вычислите рН и степень гидролиза (h) соли.

Ответ: рН = 8,88; h = 7,6 · 10–3 %.

19. В 200 см3 раствора содержится СН3СООNа массой 4,10 г. Вычислите рН и степень гидролиза соли.

Ответ: рН = 10,90; h = 1,59%.

20. К 30 см3 воды прибавили 5 см3 3 М раствора КNO2. Вычислите рН и степень гидролиза соли.

Ответ: рН = 8,52; h = 7,62 · 10–4 %

21. В 500 см3 раствора содержится Nа2СО3 массой 2,52 г. Определить рН и степень гидролиза соли.

Ответ: рН = 9,50; h = 6,8 · 10–2 %.

22. Вычислите рН и степень гидролиза соли в 0,05 М растворе Nа2СО3. Чему будет равен рН, если раствор разбавить водой в 5 раз?

Ответ: рН = 9,53; h = 0,067%; рН = 9,17.

13