Файл: общая и неорганическая химия.pdf

необходимую для приготовления раствора:

М(Na2SO4) = 142 г/моль; М(Na2SO4 · 10H2O) = 322 г/моль.

Составляем пропорцию:

322 г Na2SO4 · 10H2O содержит 142 г Na2SO4 m г Na2SO4 · 10H2O >> 40 г Na2SO4

m( Na2SO4 ×10H2O) = 322 × 40 = 90,7 г. 142

Вычисляем массу воды, необходимую для приготовления раствора безводной соли Na2SO4:

mр-ра = m(H2O) + m(Na2SO4 · 10H2O); m(H2O) = 200 – 90,7 = 109,3 г.

Значит, для приготовления 200 г раствора, где w(Na2SO4) = 20%,

надо взять 90,7 г Na2SO4 · 10H2O и 109,3 г H2O.

Пример 2. Вычислите молярную и нормальную концентрации серной кислоты в растворе с w(H2SO4) = 40%. Плотность раствора

ρр-ра = 1,303 г/см3.

Решение. Принимаем объем раствора за 1 л или 1000 мл. Определяем массу 1 л раствора:

66

Определяем нормальную концентрацию раствора H2SO4. Фактор эквивалентности H2SO4 равен 12 :

Молярная масса эквивалента H2SO4 составляет

w(H3PO4) = 85% (ρр-ра = 1,84 г/см3) требуется для приготовления 0,5 л 3 н. раствора H3PO4?

Решение. Вычисляем массу H3PO4 в 0,5 л раствора:

m(H3PO4 ) = C (1z H3PO4 )× M (1z H3PO4 )×Vр-ра; m(H3PO4 ) = 3 × 13 ×98 × 0,5 = 49 г,

где M(H3PO4) = 98 г/моль; 1z (H3PO4 ) = 13 .

Определяем, какая масса раствора H3PO4 с w(H3PO4) = 85% содержит 49 г фосфорной кислоты:

ω(H3PO4 ) = m(H3PO4 ) ;

mр-ра

mр-ра = 49 = 57,6 г. 0,85

Зная плотность раствора, находим его объем:

Vр-ра = 57,6 = 33,1 см3.

1,74

67

Контрольные задания

138.Растворили 9 г Na3PO4 в 100 мл воды. Получили раствор с плотностью 1,1 г/см3. Найдите молярную, нормальную и моляльную концентрации этого раствора. Рассчитайте массовую и молярную долю соли в растворе.

139.Сульфат натрия растворили в воде и получили раствор с

140.В 900 г воды растворили 50 г FeSO4 · 7H2O. Вычислите массовую долю безводной соли FeSO4 в растворе.

141.Какую массу кристаллогидрата Ni(NОЗ)2 · 6Н2O необходимо

растворить в воде для приготовления 420 мл раствора с

ω(Ni(NО3)2) = 2% (ρр-ра = 1,02 г/см3)?

142.Рассчитайте, какая масса Nа2B4O7 · 10Н2О и какой объем

воды необходимы для приготовления 80 мл раствора с массовой долей

безводной соли ω(Na2B4O7) = 12% (ρр-ра = 1,08 г/см3).

143. Какую массу Na2SO4 · 10H2O следует растворить в воде для получения 500 мл раствора с массовой долей безводной соли 10%

(ρр-ра = 1,08 г/см3)?

144. Определите, какую массу CuSO4 · 5Н2О надо растворить в 1 л воды, чтобы получить раствор с массовой долей CuSO4, равной 15%.

145. К 300 мл раствора серной кислоты с ω(Н2SO4) = 96% (ρр-ра = 1,84 г/см3) прибавили 800 мл воды. Вычислите массовую долю кислоты в полученном растворе.

146. Рассчитайте молярную и нормальную концентрации: а) 12%- ного раствора CuSO4 (ρр-ра = 1,13 г/см3); б) 40%-го раствора FeCl3

(ρр-ра = 1,42 г/см3); в) 8%-ного раствора Na3PO4 (ρр-ра = 1,1 г/см3).

147. Какой объем 0,1 н. раствора Н3РО4 можно приготовить из

200мл фосфорной кислоты с ω (Н3РО4) = 9% (ρр-ра = 1,05 г/см3)?

148.Вычислите массовую долю H2SO4 в 10 н. растворе серной

серной кислоты и молярную концентрацию полученного раствора. 150. Какой объем 0,5 н. раствора H2SO4 можно приготовить из

120мл раствора с ω(H2SO4) = 60% (ρр-ра = 1,5 г/см3)?

151.Установите, какой объем 0,1 н. раствора Са(ОН)2 следует

68

прибавить к 200 г раствора гидрокарбоната кальция с массовой долей соли 5% для получения карбоната кальция.

152.Оксид серы (VI) массой 20 г растворили в 400 мл воды. Определите массовую долю кислоты в полученном растворе.

153.Какой объем воды нужно прибавить к 400 мл раствора

ω(NaOH) = 30% (ρр-ра = 1,33 г/см3) для получения раствора щелочи с массовой долей NaOH, равной 10%?

154.Вычислить молярную и нормальную концентрации раствора

смассовой долей Н3РО4 равной 49% (ρр-ра = 1,33 г/см3).

155.Какой объем бромоводорода (н. у.) необходим для

приготовления 200 мл раствора бромоводородной кислоты с ω(НВr) = 5% (ρр-ра = 1,03 г/см3)?

156.Рассчитайте, какой объем раствора фосфорной кислоты с

ω(Н3РО4) = 80% (ρр-ра = 1,72 г/см3) потребуется для приготовления 2 л 0,3 н. раствора Н3РО4.

157.Оксид серы (VI) массой 20 г растворили в 200 мл воды. Получился раствор с плотностью 1,12 г/см3. Найдите массовую долю растворенного вещества и молярную концентрацию раствора.

158.Какой объем СО2 (н. у.) потребуется для взаимодействия с 1,2 л 10 н. раствора NaOH, чтобы образовался гидрокарбонат натрия?

159.Определите, какой объем воды надо прибавить к 200 мл

раствора щелочи с ω(KOН) = 40% (ρр-ра = 1,41 г/см3), чтобы получить раствор щелочи с массовой долей KОН, равной 15%.

69

8. ЭЛЕКТРОЛИТЫ. ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ

Распад растворенного вещества на ионы под действием молекул растворителя называется электролитической диссоциацией.

Вещества, распадающиеся в растворах или расплавах на положительно и отрицательно заряженные ионы, называются электролитами. Положительно заряженные ионы называют катионами, отрицательно заряженные – анионами. Кислоты, основания и соли являются электролитами.

Степень диссоциации α – отношение числа молекул электролита, распавшихся на ионы, к общему числу растворенных молекул электролита. По значению степени диссоциации электролиты делят на сильные и слабые. К сильным электролитам относят электролиты, у которых α → 1. Все растворенные молекулы сильного электролита распадаются на ионы. К слабым электролитам относят электролиты, у которых α → 0. К сильным электролитам в водных растворах принадлежат почти все соли, некоторые кислоты (HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4, HNO3, HClO3, H2SeO4) и гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH,

Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2).

Электролитическую диссоциацию можно рассматривать как химическую реакцию и выражать уравнением реакции. Диссоциация сильных электролитов – необратимая реакция:

HCl = H+ + Cl−

Диссоциация слабых электролитов – обратимая реакция:

HNO2 Ђ H+ + NO−2

Диссоциация слабых многоосновных кислот и многокислотных оснований происходит ступенчато. Например, для слабой сернистой кислоты:

I ступень – H2SO3 Ђ H+ + HSO3−

IIступень – HSO3− Ђ H+ + SO32−

Врастворах слабых электролитов устанавливается равновесие между молекулами электролита и ионами. Для диссоциации слабого бинарного электролита KА

KA Ђ K+ + A−

на основании закона действующих масс можно записать выражение

70