2.3. Примеры расчёта параметров равновесных гетерогенных систем
П р и м е р 1. Вычислить произведение растворимости гидроксида магния, если растворимость его в 1 дм3 воды равна 0,0120 г.
Р е ш е н и е. Находим молярную концентрацию Mg(OH)2
Молярная масса гидроксида магния M(Mg(OH)2) =58,34 г/моль.
Поэтому
58,34 г в 1 дм3 раствора - 1 моль/дм3
0,012 г в 1 дм3 раствора - Х моль/дм3
Х = 0,012.1/58,34 = 2,06.10 моль/дм3.
При диссоциации гидроксида магния из каждой молекулы образуется один ион магния и два гидроксид-иона, следовательно, их концентрации:
[Mg2+] = [Mg(OH)2] = 2,6.10-4 моль/дм3;
[OH-] = 2[Mg(OH)2] = 2.2,6.10-4 моль/дм3.
Произведение растворимости находим по приближённой формуле (10): ПР(Mg(OH)2) = [Mg2+].[OH-]2 (10)
ПР(Mg(OH)2) = 2,06.10-4.(4,12.10-4)2 = 35.10-12 = 3,5.10-11 .
О т в е т : ПР(Mg(OH)2) = 3,5.10-11 .
П р и м е р 2. Вычислить растворимость PbCl2 в воде, если ПР(PbCl2) = 2,4.10-5 .
Р е ш е н и е. Уравнение ионизации соли PbCl2 = Pb2+ + 2Cl- .
Mолярные концентрации соли и ионов обозначим через X:
[PbCl2 ] = X; [Pb2+ ] = X; [Cl-] = 2X.
Подставляем молярные концентрации ионов в уравнение (10) :
ПР(PbCl2 ) = [Pb2+].[Cl-]2 =2,4.10-5 = X(2X)2 = 4X2
моль/дм3
Молярная масса PbCl2 = 278,13 г/моль; отсюда его растворимость равна
S(PbCl2) = 3,9.10-2.278,13 = 10,86 г/дм3
О т в е т : S(PbCl2) = 10,86 г/дм3.
П р и м е р 3. Выпадет ли осадок, если смешать 30 см3 0,003 моль/дм3 раствора К2CrO4 и 20 см3 0,0002 моль/дм3 раствора AgNO3 (ПР(Ag2СrO4)=8,8.10-13 - справочная величина)?
Р е ш е н и е. Рассчитаем концентрации веществ в растворе после смешивания. Зная, что концентрации растворов обратно пропорциональны их объёмам, т.е.
с(K2CrO4)1/c(K2CrO4)2 = V(K2CrO4)2/V(K2CrO4)1
где подстрочные индексы 1 и 2 обозначают концентрации и объёмы растворов до и после смешивания, соответственно находим:
с(K2CrO4) = 30.0,003/50 = 1,8.10-3 моль/дм3;
c(K2CrO4) = 20.0.0002/50 = 0,8.10-4 моль/дм3.
Концентрации ионов соответственно равны :
[CrO42-] = 1,8.10 моль/дм3; [Ag+] = 0,8 моль/дм3 ,
отсюда ПР(Ag2CrO4) = [Ag+]2.[CrO42-] = 8,8.10-13 .
Произведение реальных концентраций ионов в растворе (2)
[Ag+]2 .[CrO42-] = (0,8.10-4)2.1,8.10-3 = 1,22.10-11
превышает произведение растворимости, следовательно, осадок выпадает.
О т в е т : осадок выпадает.
2.4. Задания контрольной работы № 1.
З А Д А Н И Е № 1.
1. Дайте определение понятиям "качественная реакция", "селективность реакций", "чувствительность реакции" (предел обнаружения). Какие реакции называются общими, специфическими, частными?
2.Составьте уравнения реакций в ионной и вещественной формах:
а) кислотно-основного;
б) окислительно-восстановительного (в кислой среде);
в) комплексообразовательного взаимодействий исходных веществ (Y) с реагентами (Z) (табл.1).
Таблица 1
Варианты задания № 1
|
Тип ре- ак |
Исходное вещество (Y) | ||||||||||
|
ции |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
|
а б в |
HSCN HCOOK CuSO4 |
H2SO4 AsH3 CdSO4 |
Na3HPO4 TiCl3 HgCl2 |
HNO3 Na2S AgF2 |
CH3COOH Na2C2O4 Cu(NO3)2 |
HCOOH HCOOH CoCl2 |
NaHCO3 H2C2O4 NiSO4 |
H3PO4 HCN AgNO3 |
H2C2O4 KCN ZnCl2 |
HClO4 CH3CHO CoSO4 | |
|
Реагенты (Z) | |||||||||||
|
а б в |
NaOH HClO NH3 |
NH4OH NaClO4 KSCN |
Ca(OH)2 K2Cr2O7 Na2S2O3 |
KOH H2O2 NaCN |
Ba(OH)2 KMnO4 NaH4SCN |
RbOH HNO3 NH4CN |
LiOH KClO3 NH3 |
KOH Cl2 KCN |
NaOH HBrO NaSCN |
NH4OH O2 NH4OH | |