Учебное пособие по общей и неорганической химии для самостоятельной работы студентов. Часть 1. Общая химия. Амиров Р.Р - 81 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

81
6.2.13. Вычислить рН 4.6% раствора муравьиной кислоты. Плотность
раствора принять за единицу. Константа диссоциации муравь-
иной кислоты НСООН равна 2·10
-4
. Вычислить степень диссо-
циации кислоты, ∆G
0
реакции диссоциации. Самопроизволен
ли процесс диссоциации?
Решение. рН = -lgC
H
+
. Чтобы вычислить рН необходимо найти
концентрацию ионов водорода. Муравьиная кислота является
слабой кислотой (слабый электролит). Это означает, что из
большого количества молекул кислоты только небольшая
часть диссоциирует на ионы, основная же часть соединения
остается в виде молекул. Вычисляем концентрацию ионов во-
дорода с учетом диссоциации муравьиной кислоты и констан-
ты диссоциации ее, являющейся количественной характери-
стикой (наряду со степенью диссоциации α) силы электроли-
та.
НСООН↔Н
+
+НСОО
-
; К
КИСЛ.
=С
Н+
.С
НСОО-
/С
НСООН.
С
н+
=С
НСОО
-
=Х
2
, где С
НСООН
-молярная концентрация муравьиной кислоты.
С(моль/л)= m/ М·V
Р-ра
, л .
М(НСООН)= 46 г/моль, V
р-ра
=0.1 л, С=4.6·10
-2
/46·0.1=0.01
моль/л. К
КИСЛ.
= 2·10
-4
=Х
2
/0.01. Х=1.41·10
-3
моль/л. рН= -lg
1.41·10
-3
=2.85. Ответ рН=2.85. С
Н+
=1.41·10
-3
=α·С.
α=1.41·10
-3
/0.01=1.41·10
-1
.
∆G
0
=-2.3RT·lgK
дисс.
=-5.69·lg(2·10
-4
)=21.05кДж/моль>0.
Ионная сила, коэффициент активности
6.2.14. Вычислить ионную силу и активность ионов в растворе, со-
держащем 0.01 моль/л ZnSO
4
и 0.01 моль/л ZnCl
2
.
Решение. Ионная сила раствора равна I = 0.5⋅(C
Mg(2+)
·2
2
+
+ C
SO4(2-)
·2
2
+С
Сl(-1)
= 0.5.(0.02·4+0.01·4+0.02)=0.07. Коэффициент
активности иона магния (II) (и равный ему коэффициент ак-
тивности иона SO
4
2
‾ ) найдем по формуле lgf = -0.5⋅z
2
·0,07
0.5
=
-0.53, f=0.30; аналогично найдем коэффициент активности
иона хлора: f(Сl
-
)=0.74. Теперь, пользуясь соотношением
a=f·C, находим активность каждого иона:
a(Mg
2+
=0.02·0.30=0.006 моль/л, а (SO
4(2-)
)= 0.01·0.30 моль/л, а
(Сl‾) = 0.02·0.74 = 0.0148.
Буферные растворы
6.2.15. Вычислите рН раствора, в 1 л которого содержится 6 г уксус-
ной кислоты и 4.1 г ацетата натрия. К
Кисл.
=1.8·10
-5
. Как изме-
нится рН при разбавлении раствора, при введении 0.01 моля
НСl, 0.01 моля NаОН? 
6.2.13. Вычислить рН 4.6% раствора муравьиной кислоты. Плотность
        раствора принять за единицу. Константа диссоциации муравь-
        иной кислоты НСООН равна 2·10-4. Вычислить степень диссо-
        циации кислоты, ∆G0 реакции диссоциации. Самопроизволен
        ли процесс диссоциации?
        Решение. рН = -lgCH+. Чтобы вычислить рН необходимо найти
        концентрацию ионов водорода. Муравьиная кислота является
        слабой кислотой (слабый электролит). Это означает, что из
        большого количества молекул кислоты только небольшая
        часть диссоциирует на ионы, основная же часть соединения
        остается в виде молекул. Вычисляем концентрацию ионов во-
        дорода с учетом диссоциации муравьиной кислоты и констан-
        ты диссоциации ее, являющейся количественной характери-
        стикой (наряду со степенью диссоциации α) силы электроли-
        та.
        НСООН↔Н++НСОО-; ККИСЛ.=СН+.СНСОО-/СНСООН. Сн+=СНСОО-
        =Х2, где СНСООН-молярная концентрация муравьиной кислоты.
        С(моль/л)= m/ М·VР-ра, л .
        М(НСООН)= 46 г/моль, Vр-ра=0.1 л, С=4.6·10-2/46·0.1=0.01
        моль/л. ККИСЛ.= 2·10-4 =Х2/0.01. Х=1.41·10-3 моль/л. рН= -lg
        1.41·10-3=2.85. Ответ рН=2.85. СН+=1.41·10-3=α·С.
        α=1.41·10-3/0.01=1.41·10-1.
        ∆G0=-2.3RT·lgKдисс.=-5.69·lg(2·10-4)=21.05кДж/моль>0.
                 Ионная сила, коэффициент активности
6.2.14. Вычислить ионную силу и активность ионов в растворе, со-
        держащем 0.01 моль/л ZnSO4 и 0.01 моль/л ZnCl2.
        Решение. Ионная сила раствора равна I = 0.5⋅(CMg(2+)·22 +
        + CSO4(2-)·22+ССl(-1)= 0.5.(0.02·4+0.01·4+0.02)=0.07. Коэффициент
        активности иона магния (II) (и равный ему коэффициент ак-
        тивности иона SO42‾ ) найдем по формуле lgf = -0.5⋅z2·0,070.5=
        -0.53, f=0.30; аналогично найдем коэффициент активности
        иона хлора: f(Сl-)=0.74. Теперь, пользуясь соотношением
        a=f·C,        находим          активность       каждого     иона:
        a(Mg =0.02·0.30=0.006 моль/л, а (SO4(2-))= 0.01·0.30 моль/л, а
              2+

        (Сl‾) = 0.02·0.74 = 0.0148.
                            Буферные растворы
6.2.15. Вычислите рН раствора, в 1 л которого содержится 6 г уксус-
        ной кислоты и 4.1 г ацетата натрия. К Кисл.=1.8·10-5. Как изме-
        нится рН при разбавлении раствора, при введении 0.01 моля
        НСl, 0.01 моля NаОН?

                                                                       81

Страницы