ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.07.2025
Просмотров: 234
Скачиваний: 0
4,23. Таким образом, концентрация ионов NO3– равна 10–4,23 = 5,89·10–5 моль/л. Рассчитаем концентрацию нитрат-ионов в исходном растворе:
С V =C |
V С = |
С |
2 |
V |
= |
5,89 |
10 |
−5 50 |
=5,89 |
10 |
− |
4 (моль/л) |
|||
2 |
2 |
||||||||||||||
1 |
1 |
2 |
1 |
V1 |
5 |
||||||||||
Таблица 24 – Ответы к задаче 11
№ |
lg C |
C2, моль/л |
C1, моль/л |
1 |
4,24 |
0,000059 |
0,00059 |
2 |
3,81 |
0,00016 |
0,00155 |
3 |
3,39 |
0,00041 |
0,00137 |
4 |
2,97 |
0,00109 |
0,00545 |
5 |
2,54 |
0,00289 |
0,00577 |
6 |
2,12 |
0,00765 |
0,15303 |
№ |
lg C |
C2, моль/л |
C1, моль/л |
7 |
1,69 |
0,02028 |
0,10138 |
8 |
1,27 |
0,05373 |
0,35822 |
9 |
0,85 |
0,14239 |
0,35599 |
10 |
4,41 |
0,00004 |
0,00016 |
11 |
4,15 |
0,00007 |
0,00071 |
12 |
3,90 |
0,00013 |
0,00128 |
Задание 12
Уравняйте окислительно-восстановительную реакцию методом ионноэлектронного баланса (таблица 24). Укажите вещество-окислитель и веществовосстановитель.
Таблица 24 – Условия задания 12
№ |
Окислительно-восстановительная реакция |
1 |
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 |
2 |
KMnO4 + Al + KOH → K2MnO4 + KАlO2 + H2O |
3 |
K2CrO4 + Al + KOH + H2O → K3[Cr(OH)6] + K3[Al(OH)6] |
4 |
K2Cr2O7 + Al + H2O → Cr(OH)3↓ + Al(OH)3↓ + KOH |
5 |
K2Cr2O7 + Al + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
6 |
KMnO4 + Na2SO3 + KOH → K2MnO4 + H2O + Na2SO4 |
7 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + KOH + Na2SO4 |
8 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O |
9 |
KMnO4 + C2H5OH + KOH → K2CO3 + K2MnO4 + H2O |
10 |
KMnO4 + C2H5OH + H2SO4 → CH3COOH + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
11 |
KMnO4 + H2O2 → MnO2 + KOH + O2 + H2O |
12 |
H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O |
13 |
J2 + Na2S2O3 → NaJ + Na2S4O6 |
14 |
KJ + K2Cr2O7 + H2SO4 → J2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
15 |
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
16 |
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 |
17 |
KMnO4 + Al + KOH → K2MnO4 + KАlO2 + H2O |
18 |
K2CrO4 + Al + KOH + H2O → K3[Cr(OH)6] + K3[Al(OH)6] |
19 |
K2Cr2O7 + Al + H2O → Cr(OH)3↓ + Al(OH)3↓ + KOH |
20 |
K2Cr2O7 + Al + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
21 |
KMnO4 + Na2SO3 + KOH → K2MnO4 + H2O + Na2SO4 |
22 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + KOH + Na2SO4 |
23 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O |
24 |
KMnO4 + C2H5OH + KOH → K2CO3 + K2MnO4 + H2O |
40
Продолжение таблицы 24
№ |
Окислительно-восстановительная реакция |
25 |
KMnO4 + C2H5OH + H2SO4 → CH3COOH + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
26 |
KMnO4 + H2O2 → MnO2 + KOH + O2 + H2O |
27 |
H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O |
28 |
J2 + Na2S2O3 → NaJ + Na2S4O6 |
29 |
KJ + K2Cr2O7 + H2SO4 → J2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
30 |
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
31 |
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 |
32 |
KMnO4 + Al + KOH → K2MnO4 + KАlO2 + H2O |
33 |
K2CrO4 + Al + KOH + H2O → K3[Cr(OH)6] + K3[Al(OH)6] |
34 |
K2Cr2O7 + Al + H2O → Cr(OH)3↓ + Al(OH)3↓ + KOH |
35 |
K2Cr2O7 + Al + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
36 |
KMnO4 + Na2SO3 + KOH → K2MnO4 + H2O + Na2SO4 |
37 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + KOH + Na2SO4 |
38 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O |
39 |
KMnO4 + C2H5OH + KOH → K2CO3 + K2MnO4 + H2O |
40 |
KMnO4 + C2H5OH + H2SO4 → CH3COOH + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
41 |
KMnO4 + H2O2 → MnO2 + KOH + O2 + H2O |
42 |
H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O |
43 |
J2 + Na2S2O3 → NaJ + Na2S4O6 |
44 |
KJ + K2Cr2O7 + H2SO4 → J2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
45 |
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
46 |
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4 |
47 |
KMnO4 + Al + KOH → K2MnO4 + KАlO2 + H2O |
48 |
K2CrO4 + Al + KOH + H2O → K3[Cr(OH)6] + K3[Al(OH)6] |
49 |
K2Cr2O7 + Al + H2O → Cr(OH)3↓ + Al(OH)3↓ + KOH |
50 |
K2Cr2O7 + Al + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Al2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
51 |
KMnO4 + Na2SO3 + KOH → K2MnO4 + H2O + Na2SO4 |
52 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + KOH + Na2SO4 |
53 |
KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + K2SO4 + Na2SO4 + H2O |
54 |
KMnO4 + C2H5OH + KOH → K2CO3 + K2MnO4 + H2O |
55 |
KMnO4 + C2H5OH + H2SO4 → CH3COOH + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
56 |
KMnO4 + H2O2 → MnO2 + KOH + O2 + H2O |
57 |
H2C2O4 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O |
58 |
J2 + Na2S2O3 → NaJ + Na2S4O6 |
59 |
KJ + K2Cr2O7 + H2SO4 → J2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O |
60 |
FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + MnSO4 + H2O + K2SO4 |
Разберем выполнение этого задания на примере 1 и 2 вариантов:
Вариант 1. Расставим над всеми элементами, которые входят в состав молекулучастниц данной реакции, степени окисления:
+2 +6 –2 |
+1 |
+6 |
–2 |
+1 +6 –2 |
+3 |
+6 –2 |
+3 |
+6 –2 |
+1 –2 |
+1 |
+6 –2 |
FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + H2O + K2SO4
Хорошо видно, что изменяют степень окисление железо и хром. Выпишем
реально существующие в растворе ионы, в состав которых входят эти элементы: Fe+2 → Fe+3
Cr2O7–2 → Cr+3
41
Уравняем количество атомов в каждой паре и добавим молекулы воды с той стороны, где недостает атомов кислорода, и ионы водорода – в ту сторону, где не хватает атомов водорода. Укажем количество принятых или отданных электронов:
Fe+2 → Fe+3 + 1e |
1 |
6 |
6 |
восстановитель |
Cr2O7–2 + 14H+ + 6e → 2Cr+3 + 7H2O |
6 |
1 |
окислитель |
Запишем ионно-молекулярное уравнение протекающей окислительновосстановительной реакции:
6Fe+2 + Cr2O7–2 + 14H+ → 6Fe+3 + 2Cr+3 + 7H2O
Перенесем полученные коэффициенты в уравнение реакции, записанное в молекулярной форме:
6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + 7H2O + K2SO4
Вариант 2. Запишем уравнение окислительно-восстановительной реакции и укажем степени окисления над всеми элементами:
+1 +7 –2 |
0 |
+1 –2 +1 |
+1 +6 |
–2 |
+1 +3 –2 |
+1 –2 |
KМnO4 + Al + KOH → K2MnO4 + KАlO2 + H2O
Степень окисления изменили марганец и алюминий. Запишем ионноэлектронный баланс, учитывая, что реакция протекает в щелочной среде. Для добавления 1 атома кислорода в левую часть используем ион ОН–, а для уравнивания атомов водорода используем молекулы воды:
Al0 + 4OH– → AlO2–1 +2H2O + 3e |
3 |
3 |
1 |
восстановитель |
MnO4– + 1e → MnO4–2 |
1 |
3 |
окислитель |
Запишем с учетом полученных коэффициентов ионно-молекулярное и молекулярное уравнения протекающей реакции:
Al0 + 4OH– + 3MnO4– → AlO2–1 +2H2O + 3MnO4–2
3KМnO4 + Al + 4KOH → 3K2MnO4 + KalO2 + 2H2O
Кондуктометрия – метод анализа, основанный на измерении электропроводности анализируемого раствора.
Удельная электропроводность раствора æ определяется как величина, обратная
удельному сопротивлению проводника ρ (Ом·м): |
|
æ = 1 / ρ, R = ρ · (l / s), R = (1 / æ)(l / s) |
(33) |
Величина æ измеряется в единицах Ом–1·м–1 или См·м–1 (сименс См равен Ом–1). Экспериментально æ определяется из измерения сопротивления электролита в электролитической ячейке с фиксированными электродами из черненой платины. Если измерить сопротивление ячейки, заполненной раствором с известной
электропроводностью, то по уравнению (33), записанному в виде
R = K / æ, |
(34) |
получаем постоянную электрохимической ячейки К (м–1), равную l / s. Далее, измеряя сопротивление той же ячейки, заполненной исследуемым раствором, находим по уравнению (34) величину æ этого раствора. Удельная электропроводность зависит от
42
природы электролита и его концентрации. Для того, чтобы разделить влияние этих двух факторов, вводят эквивалентную электропроводность λ.
Эквивалентная электропроводность λ – это проводимость раствора, содержащего 1 моль эквивалент вещества, и находящегося между параллельными электродами площадью 1 м2, расстояние между которыми 1 м. Единица измерения эквивалентной электропроводности в системе Си – См·м2 / моль экв.
Удельная и эквивалентная электропроводность связаны друг с другом следующим уравнением:
λ = æ/1000 · Сн, |
(35) |
где Сн – нормальная концентрация раствора. |
С уменьшением концентрации электролита эквивалентная электропроводность уменьшается и стремится к предельному значению – λ0. Предельная эквивалентная электропроводность λ0 соответствует электропроводности раствора с бесконечно малой концентрацией электролита, который полностью диссоциирован на ионы. Она может быть представлена суммой предельных электрических проводимостей ионов (закон Кольрауша).
λ0 = λ0(+) + λ0(–), |
(36) |
где λ0(+) и λ0(–) – предельная эквивалентная электропроводность (подвижность) катиона и аниона.
В очень разбавленных растворах сильных электролитов, а также для слабых электролитов и малорастворимых солей эквивалентная электропроводность раствора может быть рассчитана по справочным таблицам как сумма предельных подвижностей ионов λ0(i). Тогда, измеряя æ раствора слабого электролита или насыщенного раствора малорастворимой соли, можно экспериментально определить:
1 степень диссоциации (и константу диссоциации) слабого электролита:
α = |
λ |
, |
(37) |
λ0 |
|||
λ находится по уравнению (33), а λ0 – по уравнению (36); 2 концентрацию насыщенного раствора малорастворимой соли (С0) и ее
произведение растворимости (ПР):
С0 = (æ – æH2O)/(1000 · λ). (38)
Для очень малорастворимых солей необходимо учитывать поправку на электропроводность чистой воды æH2O.
Задача 13
В таблице 25 указано сопротивление насыщенного раствора соли S1, измеренное в ячейке с константой К (м–1). На основании этих кондуктометрических данных рассчитайте произведение растворимости (ПР) этой малорастворимой соли. Нужно ли при этом учитывать электропроводность самой воды (ее электропроводность можно рассчитать, исходя из pH чистой воды, равного 7, и подвижностей ионов H+ и OH–)?
Чему равна растворимость этого вещества в чистой воде (г/100 г воды) и в растворе заданной концентрации (C, моль экв/л) соли S2 с одноименным ионом? Плотность раствора и коэффициент активности ионов принимаем равными единице. Почему различаются полученные значения растворимости вещества?
43