Вычисление рН водных растворов

 

сильных кислот: рН = – lga(H+) = – lg (c(H+) / f(Н+))

сильных оснований: рН = 14 + lga(OH¯ ) = 14 + lg (c(OH¯ ) f(OH¯ ))

слабых кислот: рН = – ½ (рKкислоты – lgc) = – ½ Kкислоты – ½ lgc

слабых оснований: рН = 14 – ½ рKоснования + ½ lgc

солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой: рН = 7 + ½ pKкислоты + ½ lgcсоли

солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой: рН = 7 – ½ Kоснования – lgcсоли

солей, образованных слабым основанием и слабой кислотой: рН = 7 + ½ pKкислоты + ½ pKоснования

кислого буферного раствора:

щелочного буферного раствора:

Вычисление буферной емкости. Емкость буферного раствора определяется количеством сильной кислоты или сильного основания, которое необходимо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его значение рН на единицу.

Гетерогенное равновесие: осадок – насыщенный раствор малорастворимого соединения. Гетерогенное равновесие между осадком малорастворимого соединения и его ионами в насыщенном водном растворе может быть представлено следующим уравнением:

 

KtmAnn↓ ↔ mKtn++ nAnm‑

[Ktn+] = m s; [Anm‑ ] = n • s

Константа равновесия обратимой реакции осаждения‑ растворенияназывается произведением растворимости Ks(или ПР) и выражается следующим образом:

Ks = a(Ktn+)ma(Anm‑ )n= (f(Ktn+) x [Ktn+])m • (f(Anm‑ )[Anm‑ ])n= (ms)m(ns)n• f(Ktn+)m• f(Ann‑ )n= nnmmsm+n • f(Ktn+)m• f(Anm‑ )n, или Ks = nn• mm• sm+n

Растворимость – это свойство вещества образовывать гомогенные системы с растворителем. Молярная растворимость малорастворимого вещества (s), моль/л, выражается следующим образом:

Зная молярную растворимость соединения KtmAnn, легко вычислить его растворимость в г/л ρ по формуле:

ρ = s •M(KtmAnn)

Массу малорастворимого вещества в любом объемеможно рассчитать по формуле:

m(KtmAnn) = s(KtmAnn) • M(KtmAnn) x Vр‑ ра

Условие образования и растворения осадка. Осадок не образуется или растворяется, если произведение концентраций ионов осадка в растворе меньше величины произведения растворимости.

[Ktn+]m[Anm‑ ]n< Ks(KtmAnn)

Осадок образуется или выпадает, если произведение концентраций ионов осадка в растворе больше величины произведения растворимости.

[Ktn+]m[Anm‑ ]n> Ks(KtmAnn).

Равновесия в окислительно‑ восстановительных системах. Для обратимой окислительно‑ восстановительной реакции

Oх + nē ↔ Red

Равновесный потенциал Eox/red со стандартным потенциалом редокс‑ пары Eox/red и активностью окисленной и восстановленной формы связан уравнением Нернста:

где R – универсальная газовая постоянная, равная 8, 314 Дж/моль К, Т – температура по шкале Кельвина, К, T – число Фарадея, равное 96485 Кл/моль, а(Ох) – активность окисленной формы, a(Red) – активность восстановленной формы.

При подстановке в уравнение значений универсальной газовой постоянной, числа Фарадея, температуры Т =298 К и замены натурального логарифма на десятичный получается уравнение для расчета значения равновесного электродного потенциала редокс‑ пары при 25°C:

Если в окислительно‑ восстановительных реакциях принимают участие ионы водорода, то уравнение Нернста выглядит следующим образом:

Если окисленная или восстановленная форма окислительно‑ восстановительной полуреакции является малорастворимым соединением, то в формулу для вычисления равновесного потенциала такой системы входит величина произведения растворимости этого соединения.

Если в окислительно‑ восстановительной полуреакции окисленной формой является комплексное соединение OxLm, характеризующееся константой устойчивости β (OxLm), то равновесный окислительно‑ восстановительный потенциал вычисляется по уравнению:

Направление и глубина протекания окислительно‑ восстановительных реакций. Обратимая окислительно‑ восстановительная реакция

аОх1 + bRed1 ↔ аОх2 + bRed2протекает в прямом направлении, если Δ Е0= Е0Ox1/Red2 – Е0Ox2/Red1 > 0, И В обратном направлении, если Δ Е0< 0.

Глубина протекания реакции, т. е. степень превращения исходных веществ в продукты реакции, определяется константой равновесия.

Для окислительно‑ восстановительной реакции константа равновесия с потенциала‑

ми участвующих в реакции редокс‑ пар связана уравнением:

 

Количественный анализ

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: