Если объем раствора не задан, то удобно принимать его равным 1л.

1. Определить молярную концентрацию раствора H₂SO₄ с массовой долей растворенного вещества ω (H₂SO₄)=20% и ρ =1, 14г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 2, 3моль/л

 

2. Определить молярную концентрацию раствора H₃PO₄ с массовой долей растворенного вещества ω (H₃PO₄)=15% и ρ =1, 1г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 1, 68моль/л

 

3. Определить молярную концентрацию раствора Ca(OH)₂ с массовой долей растворенного вещества ω (Ca(OH)₂)=10% и ρ =1, 08г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 1, 46моль/л

 

4. Определить молярную концентрацию раствора Na₂SO₄ с массовой долей растворенного вещества ω (Na₂SO₄)=8% и ρ =1, 05г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 0, 6моль/л

 

5. Определить молярную концентрацию раствора AgNO₃ с массовой долей растворенного вещества ω (AgNO₃)=5% и ρ =1, 01г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 0, 297моль/л

 

6. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора LiCl с массовой долей растворенного вещества ω (LiCl)=15% и ρ =1, 1г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 3, 89моль/л; 3, 89моль/л

 

7. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора H₂SO₄ с массовой долей растворенного вещества ω (H₂SO₄)=25% и ρ =1, 16г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 2, 96моль/л; 5, 9моль/л

 

8. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора Вa(OH)₂ с массовой долей растворенного вещества ω (Вa(OH)₂)=12% и ρ =1, 08г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 0, 75моль/л; 1, 5моль/л.

 

9. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора AlCl₃ с массовой долей растворенного вещества ω (AlCl₃)=16% и ρ =1, 12г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 1, 35моль/л; 4, 04моль/л.

 

10. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента раствора AgNO₃ с массовой долей растворенного вещества ω (AgNO₃)=20% и ρ =1, 14г/мл, если объем раствора равен 1л.

Ответ: 1, 34моль/л; 1, 34моль/л.

 

11. Смешали 0, 5л раствора NaOH c ω (NaOH)=30% и ρ =1, 332г/мл и 1л раствора NaOH с С_(NaOH)=2моль/л. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента полученного раствора.

Ответ: 4, 66моль/л.

 

12. Смешали 0, 8л раствора КOH c ω (КOH)=20% и ρ =1, 176г/мл и 0, 5л раствора КOH с С_(КOH)=3моль/л. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента полученного раствора.

Ответ: 3, 74моль/л.

 

13. Смешали 0, 92л раствора CaCl₂ c ω (CaCl₂)=18% и ρ =1, 158г/мл и 1, 5л раствора CaCl₂ с С(CaCl₂)=4моль/л. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента полученного раствора.

Ответ: 3, 19моль/л; 6, 58моль/л.

 

14. Смешали 1л раствора HNO₃ c ω (HNO₃)=36% и ρ =1, 225г/мл и 1, 75л раствора HNO₃ с С(HNO₃)=4, 5моль/л. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента полученного раствора.

Ответ: 5, 4моль/л.

 

15. Смешали 1, 25л раствора H₂SO₄ c ω (H₂SO₄)=60% и ρ =1, 503г/мл и 1, 8л раствора H₂SO₄ с С(H₂SO₄)=5моль/л. Определить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента полученного раствора.

Ответ: 6, 72моль/л; 13, 44моль/л.

16. Для нейтрализации 50мл раствора щелочи с С(¹/_zщелочи)=0, 2моль/л потребовалось 20мл раствора кислоты. Определить молярную концентрацию эквивалента кислоты.

Ответ: 0, 5моль/л.

 

17. Для нейтрализации 70мл раствора щелочи с С(¹/_zщелочи)=0, 3моль/л потребовалось 30мл раствора кислоты. Определить молярную концентрацию эквивалента кислоты.

Ответ: 0, 7моль/л.

 

18. Для нейтрализации 95мл раствора щелочи с С(¹/_zщелочи)=0, 32моль/л потребовалось 50мл раствора кислоты. Определить молярную концентрацию эквивалента кислоты.

Ответ: 0, 608моль/л.

 

19. Для нейтрализации 100мл раствора щелочи с С(¹/_zщелочи)=0, 4моль/л потребовалось 60мл раствора кислоты. Определить молярную концентрацию эквивалента кислоты.

Ответ: 0, 67моль/л.

 

20. Для нейтрализации 120мл раствора щелочи с С(¹/_zщелочи)=0, 43моль/л потребовалось 65мл раствора кислоты. Определить молярную концентрацию эквивалента кислоты.

Ответ: 0, 793моль/л.

 

 

ЗАНЯТИЕ 12

Ионные равновесия в растворах

Слабых электролитов. Закон разбавления Освальда.

План занятия

1. Проверка посещаемости и информация

2. Контрольная работа по теме “Молярная концентрация эквивалента”

3. Устный опрос и коррекция знаний

4. Самостоятельная работа по написанию уравнений ступенчатой диссоциации кислот, солей и оснований.

5. Лабораторная работа 3 «Растворы электролитов и ионные равновесия»

6. Подведение итогов занятия

 

БЛОК ИНФОРМАЦИИ ПО ТЕМЕ

Закон разбавления Освальда

 

Существует взаимосвязь между константой К и степенью ионизации слабых электролитов α:

 

Для слабых электролитов α – величина малая, поэтому выражение

(1–α )→ 1,

 

Зная К_ион, легко вычислить концентрацию ионов, степень ионизации электролита и наоборот.

 

Пример 1. Вычислить концентрацию ионов Н⁺ и СN^- – в 0, 1м растворе, если К_HCN = 7, 2∙ 10^-10.

Решение.

1) В водном растворе синильная кислота распадается на ионы:

HCN↔ H⁺ + CN^-

 

2) Обозначим концентрацию ионов через x, тогда [Н⁺]=[СN^-]=х, а концентрация неионизированных молекул [CHN]=с–х:

так как с–х→ с,

х=[Н⁺]=[СN^-]=

Ответ: концентрация ионов [Н⁺]=[СN^-]=8, 5∙ 10^-6моль/л.

 

Пример 2. Вычислить степень ионизации 0, 1 М раствора HCN, если

К_HCN = 7, 2 •10^-10.

Решение.

1) Степень ионизации рассчитаем по формуле:

2) Подставим значения:

или 8, 5∙ 10^-5∙ 10² = 0, 0085%.

Этот пример можно решить и по-другому. Если известна концентрация ионов (см. пример выше), то α можно вычислить так:

с α = [Н⁺] = [СN^-] = 8, 5∙ 10^-6 моль/л.

Тогда

Ответ: α _ион(HCN)=0, 0085%.

 

Пример 3. Степень ионизации 0, 1м раствора гидроксида аммония равна 1, 33%. Вычислить концентрацию ионов ОН^- и константу ионизации.

Решение.

1) В водном растворе NH₄OH распадается на ионы:

NH₄OH↔ NH₄⁺+OH^-.

2) Степень ионизации α рассчитываем:

α = с_ион/с_общ;

подставим числовые значения:

1, 33∙ 10^-2 = с_ион/0, 1

[ОН^-] = с_ион = 1, 33∙ 10^-3 моль/л.

3) Подставляя в выражение К_ион

числовые значения, получаем:

Ответ: К_ион=1, 76∙ 10^-5.

Пример 4. Во сколько раз изменится концентрация ионов водорода [Н⁺], если к 1л 0, 1н раствора муравьиной кислоты НСООН добавить 0, 1м формиата натрия НСООNa (учитывая, что степень ионизации формиата при таком разбавлении близка к 100%)?

Решение.

1) Определяем концентрацию ионов водорода в 0, 1м растворе муравьиной кислоты до прибавления соли:

НСООН↔ НСОО^- + Н⁺

Концентрация ионов водорода может быть вычислена по формуле:

[Н⁺] =

2) Рассчитываем концентрацию ионов водорода после добавления соли.

Обозначим концентрацию ионов водорода через х, тогда концентрация формиат-ионов будет равна (х+0, 1), а неионизированных молекул муравьиной кислоты (0, 1–х).

Подставляем значения в формулу К_НСООН:

асчет можно упростить, принимая во внимание, что значение х по сравнению с 0, 1 мало и им можно пренебречь.

Тогда получим:

 

3) Рассчитываем, во сколько раз изменилась концентрация ионов Н⁺:

Ответ: концентрация ионов Н⁺ уменьшилась в 23, 7 раза.

 

Контрольные вопросы и задания

 

1. Что такое растворы? Характеристика составных частей растворов?

2. Каков механизм образования растворов?

а)отделение молекул от поверхностей

б)диффузия молекул

в)образование сольватов

3. Электролиты и неэлектролиты. Определение и примеры.

4. Что такое электролитическая диссоциация?

5. Степень электролитической диссоциации; факторы, влияющие на степень диссоциации. Сильные, средние и слабые электролиты. Определение и примеры.

6. Опишите равновесие в растворах слабых электролитов. Формулы константы диссоциации слабой кислоты и слабого основания(константа кислотности, константа основности). Факторы, влияющие на величину константы диссоциации.

7. Покажите связь между константой диссоциации и степенью диссоциации (закон разбавления Освальда).

8. Охарактеризуйте ступенчатый характер ионизации.

9.  Перечислите теории кислот и оснований:

а)теория Аррениуса

б)теория Бренстеда и Лоури

в)теория Льюиса

Основная литература:

1. Жолнин А.В. Общая химия [Текст] / А.В. Жолнин. - ГЭОТАР – Медиа, 2012. – 83 – 88 c.

Дополнительная литература:

1. Пузаков, С.А. Общая химия [Текст] / Пузаков С.А., Попков В.А – М.: 2010 г. – 255 – 257 с.

2. Общая химия. Теоретический курс. [Текст]: учебно-методическое пособие для студентов 1 курса фармацевтического факультета / под ред. Г.М. Зубаревой. – Тверь: : Ред.-издат. центр Твер. гос. мед. унив., 2017 г. – 41 – 53  с.

Задания для самостоятельного решения

 

1. Определить константу ионизации уксусной кислоты СН₃СООН, если степень ионизации 0, 12м. раствора ее равна 1, 21%.

Ответ: 1, 75·10^-5.

2. Определить степень ионизации азотистой кислоты НNО₂, если концентрация раствора ее 0, 12м. и К_ион = 6, 90·10^-4.

Ответ: 7, 6%.

3. Определить степень ионизации (α _ион) гидроксида аммония, если концентрация раствора равна 0, 1м, К_ион = 1, 74· 10^-5

Ответ: 1, 33%.

4. Концентрация ионов водорода [Н⁺] и ацетат-ионов [СН₃СОО^-] равна 0, 00132 моль/л. Вычислить константу ионизации, если раствор 0, 1м.

Ответ: 1, 74·10^-5.

5. Степень ионизации (α _ион) 0, 14м. раствора муравьиной кислоты НСООН равна 4, 24%. Вычислить константу ионизации этой кислоты.

Ответ: 2, 6·10^-4.

6. Определить константу ионизации уксусной кислоты СН₃СООН, если степень ионизации ее в 0, 2м. растворе равна 0, 932%.

Ответ: 1, 74·10^-5.

7. Чему равна концентрация ацетат-ионов [СН₃СОО^-] в 0, 001м. растворе уксусной кислоты, К_ион = 1, 74· 10^-5, если степень ионизации равна 13, 2%?

Ответ: 1, 32·10^-4моль/л.

8. Вычислить степень и константу ионизации 1, 028м. водного раствора гидроксида аммония NH₄OH. Концентрация ионов гидроксида [ОН^-] в нем равна 0, 00426моль/л.

Ответ: 0, 00413 или 0, 413%, К=1, 76·10^-5

9. Определить и сопоставить концентрации ионов водорода [Н⁺] в растворах 0, 1м. НСl и 0, 1м. уксусной кислоты, К_{ион укс} = 1, 74· 10^-5 , К_{ион HCl}= 1·10⁷

Ответ: 0, 1моль/л; 1, 32·10^-3моль/л.

10. Вычислить концентрацию ионов водорода [Н⁺] 6%-ного раствора хлороводородной кислоты, r=0, 8г/мл.

Ответ: 1, 32моль/л.

11. Какова концентрация гидроксид-иона [ОН^-] в 5%-ном растворе уксусной кислоты, К_ион = 1, 74· 10^-5, r=1г/мл?

Ответ: 2, 66·10^-12моль/л.

12. Определить концентрацию ионов водорода [Н⁺] в 0, 2м. растворе муравьиной кислоты НСООН, если α _ион = 3%.

Ответ: 6·10^-3моль/л.

13. Константа ионизации уксусной кислоты равна 1, 74· 10^-5, степень ионизации равна 1, 36%. Вычислить молярную концентрацию.

Ответ: ~ 0, 1м.

14. Определить концентрацию ионов водорода [Н⁺] в 0, 012м. растворе бензойной кислоты (К_ион С₆Н₅СООН = 6, 3· 10^-5).

Ответ: ~ 8, 7·10^-4моль/л.

15. Вычислить концентрацию ацетат-ионов [СН₃СОО^-] в 0, 001м. растворе уксусной кислоты, К_ион = 1, 74· 10^-5

Ответ: 1, 32·10^-4моль/л.

16. Вычислить степень ионизации муравьиной кислоты в 0, 48м. растворе ее, если [Н⁺] = 0, 01моль/л.

Ответ: 0, 02 или 2%.

17. Рассчитать, как изменится степень ионизации 0, 2м. водного раствора уксусной кислоты, если его разбавить в 2 раза, К_ион = 1, 74· 10^-5

Ответ: увеличивается в 1, 4 раза.

18. Вычислить, как изменится степень ионизации α _ион 0, 15н. раствора муравьиной кислоты при разбавлении в 3 раза, К_ион = 1, 8·10^-4

Ответ: увеличится в 1, 73 раза.

19. 0, 1м. раствор цианистоводородной кислоты разбавили в 10 раз. Как изменилась при этом степень ионизации? К_ион = 7, 9·10^-10

Ответ: увеличится в 3, 16 раза.

20. Вычислить степень ионизации 0, 22н. раствора муравьиной кислоты, в 500мл которого растворили 3, 4г формиата натрия НСООNa, К_ион = 1, 8·10^-4

Ответ: 0, 18%.

ЗАНЯТИЕ 13

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: