WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 26 |

Решение Соль Al(NO3)3 гидролизуется по катиону, а K2CO3 - по аниону:

Al3+ + Н2О AlOH2+ + Н+, 2 CO3- + Н2О НСО + OН-.

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, т.к. ионы H+ и OH- образуют молекулу слабого электролита H2O. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием Al(OH)3 и CO2(H2CO3). Ионно-молекулярное уравнение:

CO32Al3+ + 3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2, молекулярное уравнение:

2Al(NO3)3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2 + 6KNO3.

П р и м е р 102 Составьте уравнение реакций гидролиза Na2SO3. Определите, в какую сторону сместится равновесие, если к раствору этой соли добавить: а) NaOH; б) HCl; в) K2CO3; г) Al2(SO4)3.

Решение Составим уравнение диссоциации Na2SO3:

Na2SO3 2Na+ + SO3-.

Кислотным остатком слабой кислоты здесь является ион SO3-, следовательно, ионное уравнение гидролиза будет иметь вид:

SO3- + НОН НSО + ОН-, рН > 7;

молекулярное уравнение гидролиза:

Na2SO3 + НОН NaHSO3 + NaOH.

а) Так как в результате гидролиза сульфита натрия создается щелочная среда, согласно принципу Ле-Шателье, при добавлении NaOH равновесие сместится в сторону исходных веществ.

б) При добавлении кислоты ионы Н+ и ОН- образуют воду, следовательно, концентрация ОН- понижается, и равновесие смещается в сторону образования продуктов реакции.

в) Чтобы определить, в какую сторону сместиться равновесие при добавлении К2СО3, составим 2уравнение гидролиза этой соли и определим кислотность среды: К2СО3 2К+ + CO3.

CO3Кислотным оcтатком слабой кислоты является ион, следовательно, процесс гидролиза можно представить в виде CO3- +НОН НСО + ОН-, рН > 7, К2СО3 + НОН КНСО3 + КОН.

В результате процесса гидролиза К2СО3, также как и в случае гидролиза Na2SO3, образуются свободные ионы ОН-, следовательно, согласно принципу Ле-Шателье, добавление К2СО3 к раствору Na2SO3 вызывает смещение равновесия в сторону исходных веществ.

г) Чтобы определить направление смещения равновесной системы при добавлении в нее сульфата алюминия, составим уравнение гидролиза Al2(SO4)3:

Al3+ + НОН AlOH2+ + H+, рН<7, Al2(SO4)3 + 2НОН 2AlOHSO4 + H2SO4.

В результате гидролиза Al2(SO4)3 образуются свободные ионы водорода, которые с ионами гидроксила ОН- образуют воду:

Н+ + ОН- Н2О.

При этом содержание ОН- в системе понизится, следовательно, согласно принципу Ле-Шателье, произойдет смещение равновесия в сторону продуктов реакции.

Задачи 462 Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей: а) Ni(NO3)2 и Na2SO3; б) FeCl3, Na2CO3 и KCl; в) AlCl3, K2CO3 и NaNO3; г) K2S, ZnSO4 и NaCl; д) NaClO, ZnCl2 и K2SO4; е) Pb(NO3)2, KCN и NaNO3; ж) Na3PO4, CuSO4 и CH3COOK; з) BaS, FeSO4 и NaCN; и) K2SO3, NH4NO3 и KCl. Какое значение pH имеют растворы этих солей (больше или меньше 7) 463 Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании растворов: а) Na2S и AlCl3; б) К2SО3 и Al(NO3)3; в) Cr(NО3)3 и К2СО3;

г) FeCl3 и Na2S.

464 Какая из двух солей при равных условиях подвергается в большей степени гидролизу: а) К2СО3 или K2S; б) FeCl3 или FeCl2; в) Nа3ВО3 или Na3PO4; г) MgCl2 или ZnCl2; д) KCN или СН3COOK;

е) K3PO4 или K3BO3 Почему Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза этих солей (табл. 8).

8 Константы диссоциации (KД) некоторых кислот и гидроксидов Ступень Ступень Соединен Kд Соедине Kд диссоциац диссоциац ие ние ии ии H2CO3 I 4,30•10-7 H2S I 8,00•-II 4,70•10- II 2,00•11 -Fe(OH)3 I 6,30•10-3 Fe(OH)2 II 5,50•-II 1,82•10- H3PO4 I 7,60•11 -III 1,36•10- II 5,90•12 -H3BO3 I 6,00•10- III 3,50•10 -Mg(OH)2 II 2,50•10-3 Zn(OH)2 II 4,90•-HCN I 7,00•10- CH3COO I 1,80•10 - H HCOOH I 1,80•10-4 H2SO3 I 1,70•-HNO2 I 5,10•10-4 II 6,20•-NH4OH 1,80•10-465 К раствору Аl2(SO4)3 добавили следующие вещества: а) H2SO4; б) Na2CO3. В каких случаях гидролиз Аl2(SO4)3 усилится Почему Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

466 К раствору ZnCl2 добавили следующие вещества: а) НСl; б) KOH; в) K2CO3. В каких случаях гидролиз ZnCl2 усилится Почему Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

467 К раствору FeCl3 добавили следующие вещества: а) НСl; б) NaOH; в) Na2CO3. В каких случаях гидролиз FеСl3 усилится Почему Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

468 К раствору Zn(NO3)2 добавили следующие вещества: а) НNO3; б) Na2SO3; в) Cu(NO3)2. В каких случаях гидролиз Zn(NO3)2 усилится Почему Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

5.6 Произведение растворимости. Условия образования осадков В насыщенном растворе малорастворимого электролита устанавливается равновесие между осадком (твердой фазой) электролита и ионами электролита в растворе, например:

BaSO4 Ba2++ SO42- осадок раствор Поскольку в растворах электролитов состояние ионов определяется их активностями (а), то константа равновесия последнего процесса выразится следующим уравнением:

K = a(Ва2+)•а(SO42-)/a(ВаSO4).

Знаменатель этой дроби, т.е. активность твердого сульфата бария, есть величина постоянная, тогда произведение K•a(BaSO4), тоже является при данной температуре константой. Отсюда следует, что 2произведение активностей ионов Ba2+ и SO тоже представляет собой постоянную величину, называемую произведением растворимости и обозначаемую ПР:

2a(Ba2+)•а(SO ) = ПР(BaSO4).

Произведение растворимости - это произведение активностей ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе. При данной температуре эта величина постоянная.

Если электролит очень мало растворим, то ионная сила его насыщенного раствора близка к нулю, а коэффициенты активности ионов мало отличаются от единицы. В подобных случаях произведение активностей ионов в выражении для ПР можно заменить произведением их концентраций. Так, ионная сила насыщенного раствора BaSO4 имеет порядок 10-5 и произведение растворимости BaSO4 может быть записано в следующей форме:

2ПР(BaSO4) = [Ba2+][SO ].

В общем виде для электролита типа AmBn:

ПР = [An+]m •[Bm-]n, Значения произведений растворимости некоторых веществ представлены в табл. 9.

9 Произведение растворимости малорастворимых веществ при 25 °С Соединение ПР Ag2CO3 6,2•10-Ag2CrO4 1,1•10-AgCl 1,8•10-BaCO3 4,9•10-BaSO4 1,8•10-Продолжение табл. Соединение ПР BaCrO4 2,0•10-CaCO3 4,8•10-CaCrO4 7,0•10-CaC2O4 2,6•10-CaSO4 9,1•10--Ca3(PO4)2 2,0•10-Mg(OH)2 5,0•10-PbI2 1,1•10-PbCl2 1,7•10-PbCrO4 1,8•10-PbSO4 2,2•10-Pb3(PO4)2 7,9•10-SrSO4 3,2•10-П р и м е р 103 Растворимость гидроксида магния Mg(OH)2 при 18 °С равна 1,7•10-4 моль/дм3.

Найдите произведение растворимости Мg(OH)2 при этой температуре.

Решение При растворении каждого моля Mg(OH)2 в раствор переходит 1 моль ионов Mg2+ и вдвое больше ионов OH-. Следовательно, в насыщенном растворе Mg(OH)2:

[Mg2+ ] = 1,7•10-4 моль/дм3; [OH- ] = 3,4•10-4 моль/дм3.

Откуда:

ПР(Mg(OH)2) = [Mg2+ ][OH-]2 = 1,7•10-4(3,4•10-4)2 = = 1,96•10-11.

П р и м е р 104 Произведение растворимости иодида свинца при 20 °С равно 8•10-9. Вычислите растворимость соли (моль/дм3 и г/дм3) при указанной температуре.

Решение Обозначим искомую растворимость через х (моль/дм3). Тогда в насыщенном растворе PbI2 содержится х моль/дм3 ионов Pb2+ и 2х моль/дм3 ионов I-. Откуда:

ПР(PbI2) = [Pb2+][I-]2 = х(2х)2 = 4х3, х = ПР(PbI2 )/4 = 810-9 / 4 = 1,310-3 моль/дм3.

Поскольку мольная масса РbI 2 равна 461 г/моль, то растворимость PbI 2, выраженная в г/дм3, составит 1,3•10-3•461 = 0,6 г/дм3.

П р и м е р 105 Вычислите растворимость Pb3(PO4)2 и выразите ее в моль/дм 3 и г/дм 3, если ПР[Pb3(PO4)2] = 1,50•10-32.

3Решение Pb3(PO4)2 3Pb2+ + 2PO.

3ПР[Pb3(PO4)2] = [Pb2+]3 [PO ]2.

Растворимость малорастворимого вещества состава Аа Вb равна:

а+в ПР(АаВв )/аавв (5.6.1.) тогда растворимость Pb3(PO4)2 составит:

51,50 51,3810- 3+= = = =1,68•10-7 моль/дм 3.

ПР[Pb3 (PO4 )2 ]/33 22 10- 32 /Чтобы выразить растворимость в г/дм3 следует полученную величину (моль/дм3) умножить на мольную массу Pb3(PO4)2, т.е. на 811 г/моль. Тогда растворимость Pb3(PO4)2 составит: 1,68•10-7•811= 1,37•10-4 г/дм 3.

П р и м е р 106 Может ли образоваться осадок Mg(OH)2, если смешать равные объемы 0,5 М раствора MgCl2 и 0,1 М раствора NaOH Решение При сливании двух равных объемов суммарный объем раствора увеличится вдвое, а концентрация уменьшится вдвое, то есть концентрация раствора MgCl2 будет равной 0,5/2 = 0,моль/дм 3, а концентрация NaOH - равной 0,1/2 = 0,05 моль/дм 3.

Mg2+ + 2ОH- Mg(OH) 2;

ПР[Mg(OH)2] = [Mg2+][OH-]2 = 5,00•10-Находим произведение концентраций ионов [Mg2+ ][OH-]2 = 0,25•0,052 = = 6,25•10-4. Сопоставляя полученную величину 6,25•10-4 с табличным значением ПР = 5,00•10-12, находим, что рассчитанное произведение концентраций ионов превышает ПР[Mg(OH)2], т. е. раствор пересыщен и осадок должен образоваться.

П р и м е р 107 Вычислите растворимость PbSO4 и выразите ее в моль/дм3 и г/дм3, если ПР(PbSO4) = 2,20•10-8.

2Решение PbSO4 Pb2+ + SO 2ПР(PbSO4) = [Pb2+][SO ] = 2,2•10-8. Растворимость PbSO4 = [Pb2+] = 2= [SO ] = ПР(PbSO4 ) = 2,2 10- 8 = 1,48•10-4 моль/дм3.

M(PbSO4) = 303 г/моль. Растворимость PbSO4 составит:

1,48•10-4•303 = 4,48•10-2 г/дм3.

П р и м е р 108* К смеси соединений, KCl + K2CrO4, с концентрацией анионов 1•10-3 моль/дмприбавляют по каплям раствор AgNO3 до образования осадка. Составьте уравнение протекающих реакций в молекулярном и ионном виде. Напишите уравнение диссоциации полученных малорастворимых соединений. Какое из этих соединений будет осаждаться в первую очередь Рассчитайте массу воды, которая потребуется для растворения при комнатной температуре 1,0 г каждого из полученных соединений.

Решение При добавлении нитрата серебра AgNO3 к смеси хлорида калия KCl и хромата калия K2CrO4 протекают следующие реакции:

KCl + AgNO3 = AgCl + KNO3, Cl- + Ag+ = AgCl, K2CrO4 + 2AgNO3 = Ag2CrO4 + 2KNO3, 2CrO + 2Ag+ = Ag2CrO4.

Полученные малорастворимые соединения диссоциируют следующим образом:

AgCl AgCl+ + Cl-, 2Ag2CrO4 2Ag+ + CrO.

Запишем выражения для произведений растворимости полученных соединений и найдем их табличные значения:

ПР(AgCl) = [Ag+]•[Cl-] = 1,78•10-10, 2ПР(Ag2CrO4) = [Ag+]2•[CrO ] = 1,10•10-12.

Решим уравнения относительно [Ag+]:

[Ag+] = ПР(Ag2Cr4)/[Cl-] = 1,78•10-10/10-3 = 1,78•10-7 (моль/дм3).

ПР(Ag2Cr O4) 1,110- [Ag+] = = 3,3•10-5 (моль/дм3).

= [Cr O2-] 10-В первую очередь осаждается AgCl, т.к. в этом случае при меньшей концентрации ионов серебра (1,78•10-7 моль/дм3) по сравнению с Ag2CrO4 (3,3•10-5 моль/дм3) достигается величина произведения растворимости.

По величинам ПР солей находим концентрацию соответствующих солей в растворе.

Обозначим через x, моль/дм3, концентрацию ионов хлора, тогда концентрация ионов серебра будет равняться также x, моль/дм3, и выражение для произведения растворимости AgCl можно записать в виде x2 =1,78•10-10, откуда следует, что x =1,3•10-5 моль/дм3. Следовательно, концентрация хлорида серебра (М(AgCl) = 143,5 г/моль) будет равна 1,3x•10-5 моль/дм3, или 1,3•143,5•10-5 = = 1,86•10-3(г/дм3).

Обозначим через у, моль/дм3, концентрацию хромат-ионов, тогда концентрация ионов серебра будет 2у, и выражение для произведения растворимости Ag2CrO4 можно записать в виде:

[2у]2•[у] = 1,1•10-12, откуда у = 0,65•10-4моль/дм3.

Следовательно, концентрация хромата серебра (M(Ag2CrO4) = = 331,73 г/моль) равна:

0,65•10-4 моль/дм3, или 0,65•10-4•331,73 = 2,2•10-2 (г/дм3).

Если в каждом 1,0 дм3 воды может раствориться только 1,86•10-3 г хлорида серебра, то объем воды для растворения 1,0 г AgCl, можно найти из пропорции:

1,86•10-3 г 1,0 дм3, 1,0 г x дмx = 537,6 дм3.

Аналогично найдем объем воды, в котором растворяется 1,0 г Ag2CrO4 :

2,2•10-2 г 1,0 дм3, 1,0 г x дмx = 45,5 дм3.

Задачи Для решения задач данного раздела использовать значения величин ПР из табл. 9.

469 Какая из двух солей больше растворима и во сколько раз: CaSO4 или BaSO4; BaCO3 или SrCO3;

PbJ2 или PbCl2 470 Почему в фильтрате после промывания осадка CaCO3 появляется муть при добавлении раствора (NH4)2C2O4 и не происходит этого при добавлении раствора (NH4)2SO4 471 В какой последовательности будут выпадать осадки, если к растворам, содержащим одинаковые концентрации ионов Ca2+, Ba2+, Sr2+ постепенно прибавлять раствор Na2SO4 472 Останется ли прозрачным фильтрат из-под осадка PbCl2, если к нему добавить раствор KI 2473 При какой концентрации (моль/дм3) CrO -ионов начнется образование осадка PbCrO4 из 0,М раствора Pb(NO3)2.

474 Смешали 100 см3 0,5 М раствора NaCl и 50 см3 0,5 М раствора AgNO3. Найдите массу образующегося осадка.

475 Какой объем 0,1 н раствора Ca(OH)2 потребуется для осаждения Ca2+ - ионов из раствора Ca(HCO3)2 массой 489 г с массовой долей растворённого вещества равной 5 % 476 Выпадет ли осадок BaSO4, если к 100 см3 0,2 М раствора H2SO4 добавить такой же объём 0,2 н раствора BaCl2 477 В насыщенном растворе PbI2 концентрация I--ионов равна 1,3•10-3 моль/дм3. Определите концентрацию (моль/дм3) Pb2+ - ионов в этом растворе.

478 Определите концентрацию (моль/дм 3) каждого иона в насыщенном растворе Ag2CO3.

479 В 10 дм 3 насыщенного раствора Mg3(PO4) 2 содержится 3,00 г соли. Вычислите растворимость этой соли (моль/дм 3).

480 При комнатной температуре растворимость PbI2 и Ca3(PO4)2 соответственно равна 6,5•10-моль/дм3 и 1,7•10-3 г/дм3. Определите произведение растворимости этих солей.

481 В 1 см3 насыщенного раствора CaSO4 содержится соль массой 0,408 мг. Найдите произведение растворимости этой соли.

482 Во сколько раз уменьшится растворимость AgCl в 0,01 М растворе NaCl по сравнению с его растворимостью в воде 483. Во сколько раз уменьшится растворимость BaSO4 в 0,1 М раствора H2SO4 по сравнению с его растворимостью в чистой воде 484 Осадок BaSO4 массой 0,5 г промыли 100 см3 воды. Вычислите потери BaSO4 (г), если считать промывные воды над осадком насыщенным раствором.

485 Определите потери в массовых долях (%) за счет растворимости осадка Mg(OH)2 массой 0,2 г при промывании его 250 см3 воды.

486 Определите массу CaCO3, которая перейдет в раствор при промывании осадка массой 0,3 г 250 см3 воды. Вычислите потери в массовых долях (%) за счет растворимости.

Pages:     | 1 |   ...   | 11 | 12 || 14 | 15 |   ...   | 26 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.