Общая химия

2.Перечисленные в задании соли: ацетат натрия; сульфат натрия; сульфат калия – сильные электролиты. Уксусная кислота - слабый электролит (см. таблицу «сильные и слабые электроли-

ты»). Правильный ответ 3.

3.Степень диссоциации не зависит от: массы раствора и объема раствора; объема или массы колбы. Степень диссоциации зависит от: температуры; природы растворителя; природы растворенного вещества; наличия одноименных ионов; концентрации раствора электролита (концентрации ионов). Правильный ответ 4.

4.Закон разбавления Оствальда связывает константу ионизации и степень диссоциации:

Чем сильнее разбавляют слабый электролит, тем больше его степень диссоциации. Правильный ответ 1.

5. Константа ионизации – это отношение произведения равновесных концентраций ионов в растворе к равновесной концентрации молекул электролита в растворе. Для уравнения иониза-

ции слабого электролита НА: НА Н А константа ионизации записывается как:

K= [H+][A–]

а[HA]

Константа ионизации не зависит от: массы раствора; объема раствора; концентрации раствора. Константа ионизации зависит от: природы растворителя; природы растворенного вещества; температуры.

Правильный ответ 4.

6. Добавим к раствору муравьиной кислоты (слабый электролит) некоторую массу формиата натрия (сильный электролит).

НСООН НСОО Н

HCOONa HCOO Na

211

В результате увеличилась концентрация формиат-ионов (одноименных ионов), равновесие ионизации муравьиной кислоты сместилось влево, уменьшилась концентрация ионов водорода и, соответственно, уменьшилась степень диссоциации. Константа ионизации муравьиной

К[H ][HCOO ]

а[HCOOH]

кислоты не изменилась, т.к. она не зависит от концентрации. Посмотрим, как изменилась концентрация гидроксид-ионов. При 22-25оС произведение концентра-

ций ионов Н и ОН есть величина постоянная – ионное произведение воды:

Кw [H ][OH ] 10 14

Т.е., если уменьшается концентрация ионов Н , концентрация

ионов ОН должна увеличиться и наоборот. Поэтому при добавлении одноименных ионов к раствору кислоты уменьшается концентрация ионов водорода и уменьшается степень диссоциации кислоты. Кислотность раствора понизится, рН увеличится.

Правильный ответ 4.

7. Добавим к раствору аммиака NH3 H2O (слабый электролит)

некоторую массу нитрата аммония (сильный электролит):

NH3 H2O NH4 OH

NH 4 NO3 NH 4 NO3

В результате увеличилась концентрация ионов аммония (одноименных ионов), равновесие ионизации гидрата аммиака сме-

стилось влево, уменьшилась концентрация ионов ОН и, соответственно, уменьшилась степень диссоциации. Константа ионизации гидрата аммиака не изменилась, т.к. она не зависит от концентрации:

212

Правильный ответ 1.

8. Запишем условие задачи Дано Решение

К5,1 10 4 Запишем уравнение ионизации:

аHNO H NO

Ск ты 0,1моль / л Запишем2 выражение2константы

[HNO2] - равновесная концентрация неионизированных моле-

кул кислоты, которая может быть найдена как:

[кислоты ] Ск ты.исх. Ск ты израсх. .

Т.к. степень ионизации слабого электролита мала 0 , то и концентрация кислоты, израсходованной на ионизацию Ск ты израсх. 0 . Т.е. можно принять, что исходная концентрация кислоты приблизительно равна равновесной концентрации кислоты: [HNO2] Ск ты. По уравнению ионизации ки-

слоты видно, что концентрация ионов водорода равна концентрации анионов:

[H ] [NO2 ] .

Преобразуем Ка и выразим концентрацию ионов H :

[H ] 5,1 10 4 0,1 5,1 10 4 101 5,1 10 5 5110 6 7,1410 3моль ион/л.

Правильный ответ 2.

213

9. Чем меньше значение рН, тем более кислой является среда,

тем выше в ней содержание ионов Н . В задании приведено значение рОН. Вспомним, что рН + рОН = 14 при 22-25оС и выразим отсюда рН = 14 – рОН = 14 – 2 = 12. Поэтому наиболее кислой является среда при рН = 3.

Правильный ответ 1.

10. Чем больше значение рН, тем более щелочной является среда, тем выше в ней содержание ионов ОН . В задании приве-

дена концентрация ионов Н или ионов ОН , а также значение рОН. Приведем все эти величины к водородному показате-

лю: СОН 10 3 моль ион/ л. Можно вычислить рОН. Гид-

роксильный показатель рОН – это отрицательный десятичный логарифм концентрации гидроксид-ионов:

рОН lgСОН ; рОН -lg10-3 3 .

Вычислим рН: рН + рОН = 14; рН = 14 – рОН = 14 – 3 = 11. рОН = 2. Можно вычислить водородный показатель:

рН = 14 – рОН = 14 – 2 = 12. СН 10 7 моль ион/ л. Мож-

но вычислить рН. Водородный показатель (рН) – это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода:

рН lgСН lg10 7 7. Итак, приведем полученные зна-

чения рН: 1. рН = 7; 2. рН = 11; 3. рН = 12; 4. рН = 7. Наибо-

лее щелочной является среда при рН = 12.

Правильный ответ 3.

11.Для организма, т.е. при 37оС, рН +рОН=13,61, следователь-

но, рН = 6,805 – среда нейтральная; рН < 6,805 – кислая среда; рН >

6,805 – щелочная среда. рН = 6,9 немного больше, чем 6,805, значит среда слабо щелочная.

Правильный ответ 4.

12.Запишем условие задачи

214

концентрация ионов ОН в данном случае) к общему числу молекул электролита в растворе (в данном случае это концентрация основания).

ионизации в данную формулу подставляют в долях единицы. Переведем α (%) в α (в долях):

степень ионизации α.

α – это отношение числа продиссоциировавших молекул (в дан-

ном случае это концентрация ионов Н ) к общему числу молекул электролита в растворе (в данном случае это концентрация кислоты). Получаем:

215

данную формулу подставляют в долях единицы. Переведем α

(%) в α (в долях):

(вдолях) (в%) 1,5% 0,015; 100 % 100%

СН Ск ты. 0,015 0,01 1,5 10 4 моль ион/ л.

Правильный ответ 1.

14. Для большей наглядности превратим это задание в задачу. Зададим концентрации и степень ионизации α для слабой кисло-

ты. Пусть Ск-ты = 0,1 моль/л, НСООН 4,2% .

СН 4,2 10 2 0,1 4,2 10 3моль ион/ л.

Найдем водородный показатель – это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов Н :

рН lgСН lg4,2 10 3.

Логарифм произведения равен сумме логарифмов:

lg4,2 10 3 lg4,2 lg10 3 3 lg4,2 3 0,61 2,39.

216

lg 4,2 находим по таблице логарифмов, это 0,61. Вспомним, что при 22-25оС рН + рОН = 14; рОН = 14 – 2,39 = 11,61. Прове-

дем аналогичные вычисления для азотной кислоты. Это сильный электролит α = 1. Запишем уравнение диссоциации:

HNO 3 H NO3 .

CН Ск ты 1 0,1 0,1 моль ион/ л

В общем случае получается, что: рН (слабой кислоты) > рН

(сильной кислоты), т.к. концентрация ионов Н в растворе слабой кислоты меньше, чем в растворе сильной кислоты:

рН(НСООН) > рН( HNO3 ).

Правильный ответ 2.

15. Для большей наглядности превратим это задание в задачу. Зададим концентрации и степень ионизации α для слабого осно-

через α – степень ионизации:

217

СОН 0,013 0,1 1,3 10 3 моль ион/ л.

Найдем гидроксильный показатель – это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов ОН :

рОН lg СОН lg1,3 10 3.

Логарифм произведения равен сумме логарифмов:

lg1,3 10 3 lg1,3 lg10 3 3 lg1,3 3 0,11 2,89.

lg 1,3 находим по таблице логарифмов, это 0,11. Из соотношения рН + рОН = 14 при 22-25оС находим: рН = 14 – рОН = 14 – 2,89 = 11,11.

Проведем аналогичные вычисления для гидроксида калия. Это сильный электролит α = 1. Запишем уравнение диссоциации:

КОН К ОН .

СОН Сосн. 1 0,1 0,1 моль ион/ л

ше. рН(КОН) рН(NH3 H2O) .

Правильный ответ 1.

218

16. Когда речь идет о биологических жидкостях – моче, слюне, желудочном соке или крови, то справедливо соотношение:

рН + рОН = 13,61 при 37оС

219

Т.к. электролит сильный, то α = 1

Концентрации ионов и основания связаны через степень диссоциации:

Т.к. электролит сильный, то α = 1, значит:

Сосн. СОН 10 2 моль/ л.

Вспомним формулу для молярной концентрации – это отношение числа моль растворенного вещества к объему раствора в литрах.

Правильный ответ 2.

220