Файл: АХ ДУДКИНА 2011.pdf

Сделать презентацию

Скачать файл (1,98Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2025

Просмотров: 466

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Раствор хлорида аммония будет иметь рН < 7. Реакция гидролиза протекает обратимо и описывается константой гидролиза:

Кгидр. = С(NH 4OH ) +C(H + ) C(NH 4 )

В состав нитрита калия входит ион NO2–, который соответствует слабой

кислоте HNO2. В этом случае гидролиз протекает по аниону:

KNO2 → K+ + NO2–

NO2– + HOH ↔ HNO2 + OH–

KNO2 + HOH ↔ HNO2 + KOH

рН раствора нитрита калия больше 7. Константа гидролиза этой соли имеет следующий вид:

Кгидр = C(HNO3 ) C(H + ) C(NO3− )

Нитрит аммония образован и слабым основанием, и слабой кислотой, поэтому

гидролиз будет идти и по катиону, и по аниону: NH4NO2 → NH4+ + NO2–

NH4+ + HOH ↔ NH4OH + H+

NO2– + HOH ↔ HNO2 + OH–

В данном случае степень гидролиза сильно возрастает, так как образующиеся ионы водорода и гидроксила связываются в воду, и равновесие реакции гидролиза

смещается вправо:

NH4+ + NO2– + HOH ↔ HNO2 + NH4OH

NH4NO2 + HOH ↔ HNO2 + NH4OH

Для определения рН раствора такой соли необходимо сравнить константы диссоциации обоих слабых электролитов: HNO2 и NH4OH. К(HNO2) = 4,3·10–4, а К(NH4OH) = 1,75·10–5. Константа диссоциации гидроксида аммония меньше, чем константа диссоциации азотистой кислоты, поэтому ион аммония будет гидролизоваться в большей степени, и рН раствора будет меньше 7.

Задача 8

Навеску соли S1 (молярная масса М г/моль) массой m (г), растворили в мерной колбе на V (мл) и разбавили водой до метки. Рассчитайте рН полученного раствора и степень гидролиза растворенной соли, если соответствующая константа диссоциации равна К (таблица 15).

Таблица 15 – Условие задачи 8

№	m, г	Соль S1	M, г/моль	К	V, мл
1	0,79	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	100
2	0,86	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	200
3	0,93	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	250
4	1,00	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	500
5	1,07	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	1000
6	1,14	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	100

Продолжение таблицы 15

№	m, г	Соль S1	M, г/моль	К	V, мл
7	1,21	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	200
8	1,28	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	250
9	1,35	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	500
10	1,42	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	1000
11	1,49	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	100
12	1,56	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	200
13	1,63	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	250
14	1,70	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	500
15	1,77	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	1000
16	1,84	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	100
17	1,91	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	200
18	1,98	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	250
19	2,05	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	500
20	2,12	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	1000
21	2,19	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	100
22	2,26	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	200
23	2,33	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	250
24	2,40	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	500
25	2,47	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	1000
26	2,54	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	100
27	2,61	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	200
28	2,68	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	250
29	2,75	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	500
30	2,82	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	1000
31	2,89	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	100
32	2,96	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	200
33	3,03	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	250
34	3,10	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	500
35	3,17	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	1000
36	3,24	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	100
37	3,31	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	200
38	3,38	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	250
39	3,45	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	500
40	3,52	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	1000
41	3,59	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	100
42	0,79	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	200
43	0,86	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	250
44	0,93	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	500
45	1,00	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	1000
46	1,07	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	100
47	1,14	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	200
48	1,21	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	250
49	1,28	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	500
50	1,35	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	1000
51	1,42	Хлорид аммония	53,491	1,77E-05	100

Продолжение таблицы 15

№	m, г	Соль S1	M, г/моль	К	V, мл
52	1,49	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	200
53	1,56	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	250
54	1,63	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	500
55	1,70	Ацетат калия	98,143	1,75·10–5	1000
56	1,77	Ортофосфат натрия (К3)	163,941	1,26·10–12	100
57	1,84	Хлорид аммония	53,491	1,77·10–5	200
58	1,91	Карбонат натрия (К2)	105,989	4,69·10–11	250
59	1,98	Нитрат аммония	80,043	1,77·10–5	500
60	2,05	Формиат калия	84,116	1,77·10–4	1000

Рассмотрим решение задачи на примере 1 варианта. Запишем реакцию гидролиза ацетата калия:

Сc	Сc	Сc
CH3COOK → CH3COO– + K+
Сc –х	х	х

CH3COO– + HOH ↔ CH3COOH + OH–

Обозначим начальную концентрацию соли Сс. Поскольку это вещество сильный электролит, в результате его диссоциации образуется столько же ацетатионов (С(СH3COO–) = Сc). Реакция гидролиза протекает обратимо. Если в реакцию гидролиза вступает х моль/л ионов CH3COO–, то образуется х моль/л молекул уксусной кислоты и х моль/л ионов OH– и остается (Cc – х) моль/л ионов CH3COO–.

Запишем выражение константы гидролиза для этой соли:

Кгидр. =	K		=	С(СH COOH ) C(H + )	=	х2	(26)
Кгидр. =	K (CH3COOH )		=	C(CH3COO−)	=	Сс − х	(26)
		w		3

Если константа гидролиза соли мала, то можно считать, что х<<Сс. Тогда уравнение (26) примет вид:

х = Кгидр. Сс

(27)

Если константа гидролиза велика, то для нахождения х необходимо решить следующее уравнение:

х2 + Кгидр х− Кгидр Сс				= 0
	Кгидр +		Кгидр )2	(28)
х = −	Кгидр +	(	Кгидр )2	+ Кгидр Сс
	2		2

Рассчитаем концентрацию соли по формуле (2):

С = MmV = 98,1430,79 0,1 = 0,08049 (моль/л)

Найдем константу гидролиза:

К	гидр	=	К	w	=		10	−14	= 5,71 10−10
			К			1,75 10−5

Константа гидролиза мала и для расчета концентрации ионов ОН– можно использовать уравнение (27):

С(ОН− ) = х = 5,71 10−10 0,0805 = 6,782 10−6 (моль/л)

рОН = −lg C(OH −) = −lg 6,78 10−6 =5,1687 рН =14 −5,1687 =8,8313

Рассчитаем степень гидролиза:

α =	Спрог.	100 =	х	100	=	6,78 10	−6	100% = 8,43 10	−3	%
	Сс		Сс			0,0805

В варианте 2 константа диссоциации кислоты мала и соответственно константа гидролиза соли, образованной это кислотой, будет велика, поэтому для расчета величины х необходимо использовать уравнение (28).

Ортофосфат калия образован так же, как и в предыдущем примере, сильным основанием и слабой кислотой и гидролизуется по аниону; рН такого раствора будет больше 7. Рассчитаем константу гидролиза:

К	гидр	=		10−14	= 7,94 10−3
			1,26 10−12

Найдем концентрацию соли и концентрацию ионов OH– в растворе:

С = 163,9410,86 0,2 = 0,02623 (моль/л)

	С(ОН − ) = х = −		7,94 10−3 +		(7,94 10−3 ) + 7,94 10−3					0,02623 =1,100 10−2		(моль/л)
			2				2
		Рассчитаем рН раствора ортофосфата натрия:
				рН = 14 – рОН = 14 + lg 1,100·10–2 = 12,0412.
		Степень гидролиза этой соли будет равна:
				α =		1,100 10−2			100% = 41,92%
				α =			0,02623		100% = 41,92%
							0,02623
Таблица 16 – Ответы к задаче 8

№		Cс, моль/л		Кгидр.				С(H+/OH–), моль/л			рН	α, %
1		0,08049		5,71·10–10					6,782·10–6		8,8314	8,43·10–3
2		0,02623		7,94·10–3					1,100·10–2		12,1592	41,92
3		0,06954		5,65·10–10					6,268·10–6		5,2029	9,01·10–3
4		0,01887		2,13·10–4					1,902·10–3		11,3023	10,10
5		0,01337		5,65·10–10					2,748·10–6		5,5610	2,06·10–2
6		0,1355		5,65·10–11					2,767·10–6		8,4420	2,04·10–3
7		0,06164		5,71·10–10					5,935·10–6		8,7734	9,63·10–3
8		0,03123		7,94·10–3					1,227·10–2		12,1971	39,30
9		0,05048		5,65·10–10					5,340·10–6		5,2724	1,06·10–2
10		0,01340		2,13·10–4					1,587·10–3		11,2279	11,80
11		0,1862		5,65·10–10					1,025·10–5		4,9891	5,51·10–3
12		0,08049		5,65·10–11					2,289·10–6		8,3596	2,47·10–3

Задача 9

Рассчитайте растворимость соли S1 (моль/л и г/100 г раствора, ρ = 1 г/мл) в чистой воде и в С1 молярном растворе соли S2. Произведение растворимости S1 равно ПР. Можно ли использовать это вещество в гравиметрическом методе анализа?

Таблица 17 – Условие задачи 9

№	S1	S2	С1, моль/л	ПР	№	S1	S2	С1, моль/л	ПР
1	Cs2PtCl6	CsNO3	0,040	3·10–8	31	Ag2Cr2O7	K2CrO4	0,032	1·10–10
2	CsCo(NO2)6	CsCl	0,005	6·10–16	32	Ag3PO4	Na3PO4	0,005	1·10–20
3	CsClO4	CsNO3	0,014	4·10–3	33	Ag3WO4	K3WO4	0,017	5·10–12
4	Rb2PtCl6	RbNO3	0,032	9·10–8	34	Cs2PtCl6	CsNO3	0,070	3·10–8
5	RbCo(NO2)6	RbCl	0,013	1·10–15	35	CsCo(NO2)6	CsCl	0,011	6·10–16
6	Li3PO4	Na3PO4	0,300	3·10–9	36	CsClO4	CsNO3	0,080	4·10–3
7	LiF	KF	0,610	2·10–3	37	Rb2PtCl6	RbNO3	0,050	9·10–8
8	Ag2CrO4	Na2CrO4	0,039	1·10–12	38	RbCo(NO2)6	RbCl	0,019	1·10–15
9	Ag2Cr2O7	K2CrO4	0,025	1·10–10	39	Li3PO4	Na3PO4	0,220	3·10–9
10	Ag3PO4	Na3PO4	0,004	1·10–20	40	LiF	KF	0,470	2·10–3
11	Ag3WO4	K3WO4	0,011	5·10–12	41	Ag2CrO4	Na2CrO4	0,011	1·10–12
12	Cs2PtCl6	CsNO3	0,050	3·10–8	42	Ag2Cr2O7	K2CrO4	0,060	1·10–10
13	CsCo(NO2)6	CsCl	0,007	6·10–16	43	Ag3PO4	Na3PO4	0,002	1·10–20
14	CsClO4	CsNO3	0,260	4·10–3	44	Ag3WO4	K3WO4	0,020	5·10–12
15	Rb2PtCl6	RbNO3	0,038	9·10–8	45	Cs2PtCl6	CsNO3	0,080	3·10–8
16	RbCo(NO2)6	RbCl	0,015	1·10–15	46	CsCo(NO2)6	CsCl	0,013	6·10–16
17	Li3PO4	Na3PO4	0,018	3·10–9	47	CsClO4	CsNO3	0,200	4·10–3
18	LiF	KF	0,400	2·10–3	48	Rb2PtCl6	RbNO3	0,056	9·10–8
19	Ag2CrO4	Na2CrO4	0,043	1·10–12	49	RbCo(NO2)6	RbCl	0,021	1·10–15
20	Ag2Cr2O7	K2CrO4	0,053	1·10–10	50	Li3PO4	Na3PO4	0,100	3·10–9
21	Ag3PO4	Na3PO4	0,008	1·10–20	51	LiF	KF	0,260	2·10–3
22	Ag3WO4	K3WO4	0,014	5·10–12	52	Ag2CrO4	Na2CrO4	0,015	1·10–12
23	Cs2PtCl6	CsNO3	0,060	3·10–8	53	Ag2Cr2O7	K2CrO4	0,039	1·10–10
24	CsCo(NO2)6	CsCl	0,009	6·10–16	54	Ag3PO4	Na3PO4	0,006	1·10–20
25	CsClO4	CsNO3	0,170	4·10–3	55	Ag3WO4	K3WO4	0,023	5·10–12
26	Rb2PtCl6	RbNO3	0,044	9·10–8	56	Cs2PtCl6	CsNO3	0,090	3·10–8
27	RbCo(NO2)6	RbCl	0,017	1·10–15	57	CsCo(NO2)6	CsCl	0,015	6·10–16
28	Li3PO4	Na3PO4	0,340	3·10–9	58	CsClO4	CsNO3	0,110	4·10–3
29	LiF	KF	0,190	2·10–3	59	Rb2PtCl6	RbNO3	0,062	9·10–8
30	Ag2CrO4	Na2CrO4	0,047	1·10–12	60	RbCo(NO2)6	RbCl	0,023	1·10–15