Решение

1. Записываем уравнения диссоциации электролитов:

HCl → H⁺ + Cl^- и KCl → K⁺ + Cl^-

2. Находим молярные концентрации электролитов и их ионов в растворе:

C(HCl) = n(HCl)/V_p-pa = 0,600/1,00 = 0,600 моль/л,

C(КCl) = n(КCl)/V_p-pa = 0,400/1,00 = 0,400 моль/л,

С(Н⁺) = C(HCl) = 0,600 моль/л, С(К⁺) = C(КCl) = 0,400 моль/л,

С(Сl^-) = C(HCl) + C(КCl) = 0,600 + 0,400 = 1,000 моль/л.

3. Вычисляем ионную силу раствора:

I_с(р-ра) = ½[C(H⁺)·1²+C(К⁺)·1²+C(Сl^-)(-1)²] = ½[0,0600+0,0400+1,000] = 1,000

или I_с(р-ра) = I_с(HCl)+I_с(КCl) = С(HCl)+С(КCl) = 0,600+0,400 = 1,000.

4. Определяем значение коэффициента активности иона Н⁺. Из табл.1 Приложения находим, что при I_с = 1,000 коэффициент активности иона Н⁺ равен 0,990, т.е. f(Н⁺) = 0,990.

5. Вычисляем активность ионов водорода и значение рН раствора:

а(Н⁺) = С(Н⁺)·f(Н⁺) = 0,600·0,990 = 0,594 моль/л

pH = –lg a(H⁺) = – lg 0,594 = 0,23

5. Назовите координационные соединения состава [Ag(NH₃)₂]Cl,K₂[Zn(OH)₄] и [PtCl₂(NH₃)₂]. Для каждого из них укажите: состав комплексной частицы (иона) и ее заряд, центральный атом и его заряд, координационное число центрального атома, лиганды и их дентатность. Напишите уравнения полной диссоциации катионного и анионного комплексов и выражения общих констант их образования (устойчивости).

Решение

Формула комплекса	[Ag(NH3)2]Cl	K2[Zn(OH)4]	[PtCl2(NH3)2]
Название комплекса	Диамминсереб-ра(I) хлорид	Калия тетрагид-роксоцинкат(II)	Диамминдихлороплатина(II)
Комплексная частица и ее заряд	[Ag(NH3)2]+	[Zn(OH)4]2–	[PtCl2(NH3)2]0
Центральный атом и его заряд	Ag+	Zn2+	Pt2+
Координационное число	2	4	4
Лиганды	2NH3	4OH–	2Cl–, 2NH3
Дентатность	моно	моно	моно

Диссоциация катионного комплексного соединения и образование комплексного иона описываются уравнениями:

[Ag(NH₃)₂]Cl → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Сl^-

Ag⁺ + 2NH₃ ↔ [Ag(NH₃)₂]⁺,

а общая константа образования иона [Ag(NH₃)₂]⁺имеет вид:

β₂(Ag(NH₃)₂⁺) =

Диссоциация анионного комплексного соединения и образование комплексного иона описываются уравнениями:

K₂[Zn(OH)₄] → 2K⁺ + [Zn(OH)₄]^2-

Zn²⁺ + 4OH^– ↔ [Zn(OH)₄]^2–,

а общая константа образования иона[Zn(OH)₄]^2– имеет вид:

β₄(Zn(OH)₄^2-) =

6. Закончите уравнения окислительно-восстановительных реакций:

1) K₂Cr₂O₇ + KNO₂ + H₂SO₄ →… 2) KMnO₄ + HCl →… 3) H₂S + HNO₃ →… Уравняйте их с использованием метода полуреакций (ионно-электронным методом). Рассчитайте значения стандартной ЭДС реакций 1 и 2 и определите направления протекания данных реакций в стандартных условиях. Определите молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя в реакции 3.

Решение

K₂Cr₂O₇ + 3KNO₂ + 4H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + 3KNO₃ + K₂SO₄+ 4H₂O

1 | Cr₂O₇^2– + 14H⁺ + 6ē → 2Cr³⁺ + 7H₂O

3 | NO₂^- + H₂O- 2ē → NO₃^- + 2H⁺

Cr₂O₇^2– + 3NO₂^- + 8H⁺ → 2Cr³⁺ + 3NO₃^- + 4H₂O

ЭДС = ΔE^о = E^о(ox) – E^о(red) = E^о(Cr₂O₇^2-, 14H⁺ / 2Cr³⁺, 7H₂O) – – E^о(NO₃^-, 2H⁺ / NO₂^-, H₂O) =

= 1,33 – 0,835 = 0,495 = 0,50В > 0.

Так как ΔE^о > 0, то данная реакция идет слева направо.

2KMnO₄ + 16HCl → 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 2KCl + 8H₂O

2 | MnO₄^– + 8H⁺ + 5ē → Mn²⁺ + 4H₂O

5 | 2Cl^– – 2ē → Cl₂

2MnO₄^– +10Cl^– + 16H⁺ → 2Mn²⁺ +5Cl₂ + 8H₂O

ЭДС = ΔE^о = E^о(ox) – E^о(red) = E^о(MnO₄^–, 8H⁺ / Mn²⁺, 4H₂O) – E^о(Cl₂ / 2Cl^–) =

= 1,507 – 1,39 =0,117 = 0,12В > 0.

Так как ΔE^о > 0, то данная реакция идет слева направо.

3H₂S + 2HNO₃ → 3S + 2NO + 4H₂O

3 | H₂S – 2ē → S + 2H⁺ f_экв(H₂S) = ½

2 | NO₃^– + 4H⁺ + 3ē → NO + 2H₂O f_экв(HNO₃) = ⅓

3H₂S+ 2NO₃^– + 2H⁺ → 3S + 2NO + 4H₂O

M(½ H₂S) = ½M(H₂S) = 34,08/2 = 17,04 г/моль

M(⅓HNO₃) = ⅓M(HNO₃) = 63,01/3 = 21,00 г/моль

7. Рассчитайте молярную концентрацию ионов Ag⁺ и Cl^- в насыщенном водном растворе хлорида серебра. Коэффициенты активности ионов примите равными единице.