Химико-технологических специальностей

 

 

Минск 2003

УДК 543

Рассмотрены и рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом университета.

 

Составители: А. Е. Соколовский, Г. Н. Супиченко

Научный редактор канд. хим. наук,

доцент Е. В. Радион

Рецензенты: доцент кафедры

общей и неорганической химии БГТУ, канд. хим. наук Т. Л. Залевская;

доцент кафедры аналитической химии БГУ, Н. А. Апостол

 

 

По тематическому плану изданий учебно-методической литературы университета на 2003 год. Поз. 65.

Для студентов-заочников химико-технологических специальностей.

 

 

© Учреждение образования

«Белорусский государственный

технологический университет», 2003

 

© Соколовский А. Е., Супиченко Г. Н.,

составление, 2003

 

 

Введение

 

Настоящее методическое пособие разработано с целью оказания помощи студентам заочного факультета при решении задач контрольных заданий № 1 и № 2 по аналитической химии [1].

В нем даны примеры решения задач из основных разделов контрольных работ. При выборе примеров мы руководствовались опытом проверки заданий. Особое внимание уделяется задачам, в решении которых наиболее часто встречаются ошибки, и задачам, примеры решения которых редко встречаются в рекомендованной литературе. Напротив, примеры решения тех задач, с которыми студенты практически всегда справляются без ошибок, мы не приводим. В частности, задачи по статистической обработке результатов анализа подробно описаны в методическом пособии [2].

При разборе типовых задач даются краткие пояснения теоретического характера, основные формулы, общие алгоритмы и ход решения. Дать решения задач всех типов, встречающихся в контрольных работах, невозможно. Однако в приведенных примерах содержатся основные элементы решения практически любой задачи.

Значения физико-химических констант, используемых в методическом пособии, взяты по справочнику [3]. Им же мы рекомендуем пользоваться при выполнении контрольных заданий.

 

Контрольная работа № 1

РАВНОВЕСИЕ В СИСТЕМЕ ОСАДОК – РАСТВОР

Гетерогенная (неоднородная) система состоит из двух фаз: насыщенного раствора электролита и осадка. В этой системе устанавливается динамическое равновесие:

BaSO₄↓ D Ва²⁺ +

К этой равновесной системе применим закон действия масс, исходя из которого можно сформулировать правило произведения растворимости (ПР): произведение концентраций ионов труднорастворимого электролита в его насыщенном растворе есть величина постоянная при данной температуре:

= [Ва²⁺] · [ ]

Если в формуле имеются стехиометрические коэффициенты, то они входят в уравнение как показатели степени, в которые необходимо возвести концентрации ионов, например:

= [Са²⁺]³ ∙

Произведение растворимости характеризует растворимость вещества: чем больше значение ПР, тем больше растворимость.

При более точных расчетах необходимо вместо концентраций ионов использовать значения активностей, учитывающих электростатические взаимодействия между ионами.

Активности ионов пропорциональны концентрациям:

а = f ∙ С

Здесь f = а/С – коэффициент активности, зависящий от концентраций и зарядов всех ионов в растворе, а также от собственного заряда иона. Для нахождения коэффициентов активности сначала рассчитывают ионную силу раствора I по формуле

Здесь С_i и z_i – молярные концентрации и заряды всех ионов в растворе.

Значение коэффициента активности f_i данного иона можно вычислить по уравнению Дебая и Хюккеля:

если I < 0, 01;

если I < 0, 1,

или по формуле Дэвиса:

если I < 0, 2.

Обычно при решении задач значения коэффициентов активности не рассчитываются. Соответствующие расчеты выполняются, если необходимость их проведения указывается или подразумевается в условии задачи (подраздел 1.1.5 методических указаний [1]).

 

Расчет ПР по растворимости

Примеры 1–2 помогут Вам при решении задач № 1–5.

Пример 1. Вычислить произведение растворимости иодида серебра AgI, если растворимость этой соли при температуре 25°С равна 2, 865 ∙ 10^–6 г/л.

Решение. Химическое равновесие в насыщенном растворе AgI описывается уравнением

AgI↓ D Ag⁺ + I^–

Запишем выражение произведения растворимости для иодида серебра:

ПР_AgI = [Ag⁺] ∙ [I^–]

Вычислим растворимость иодида серебра (моль/л). Так как молярная масса AgI составляет 234, 772 г/моль, то концентрация AgI в растворе составит

[AgI] = 2, 865 ∙ 10^–6/234, 772 = 1, 22 ∙ 10^–8 моль/л.

При диссоциации каждого моля иодида серебра образуется 1 моль Ag⁺ и 1 моль I^–. Следовательно, их концентрации равны:

[Ag⁺] = [I^–] = [AgI] = 1, 22 ∙ 10^–8 моль/л.

Подставляя значения [Ag⁺] и [I^–] в уравнение произведения растворимости, получим:

ПР_AgI = 1, 22 ∙ 10^–8 ∙ 1, 22 ∙ 10^–8 = 1, 5 ∙ 10^–16.

Пример 2. Вычислить произведение растворимости Ag₂CrO₄, если в 100 мл насыщенного раствора его содержится 0, 002156 г.

Решение. Найдем растворимость хромата серебра (моль/л):

в 100 мл насыщенного раствора содержится 0, 002156 г соли

в 1000 мл ¾ » ¾ ¾ » ¾ ¾ » ¾ х г соли

x = 1000 ∙ 0, 002156/100= 0, 02156 г/л.

Молярная масса Ag₂CrO₄ равна 331, 73 г/моль, тогда растворимость Ag₂CrO₄ (моль/л) будет

[Ag₂CrO₄] = 0, 02156/331, 73 моль/л = 6, 5 ∙ 10^–5 моль/л.

Хромат серебра диссоциирует следующим образом:

Ag₂CrO₄↓ D 2Ag⁺ +

Тогда

[Ag⁺] = 2 ∙ 6, 5 ∙ 10^–5 = 1, 3 ∙ 10^–4 моль/л;

[ ] = 6, 5 ∙ 10^–5 моль/л;

= [Ag⁺]² [ ] = (1, 3 ∙ 10^–4)² ∙ 6, 5 ∙ 10^–5 ≈ 1, 1 ∙ 10^–11.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Для обучающихся 1 курса всех специальностей
2. Для специальностей 31.05.01 – Лечебное дело,
3. ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
4. Для экономических специальностей заочного отделения
5. И соискателей естественнонаучных специальностей
6. Редкое сочетание: маммолог, рентгенолог, врач ультразвуковой диагностики и хирург. Как получилось столько специальностей, откуда такое серьезное отношение к медицине?
7. С 12 по 13 октября 1964 года на более сложном космическом корабле «Восход» в космосе находился экипаж из трёх человек различных специальностей: командира корабля, бортинженера и врача.
8. Специальностей: 38.02.06 Финансы