Kontrolnaja_rabota_ФИЗКОЛЛОИДНАЯ_

515.Степень диссоциации щавелевой кислоты Н2С2О4 по первой ступени в 1 н растворе равна 23,3 %. При какой концентрации кислоты степень диссоциации станет равной 9 %?

516.Чему равна массовая доля СН3СООН в растворе с плотностью 1 г/мл, для которого [H+]=3,6 10–6 моль/л и =3 %?

517.Как изменятся концентрация ионов водорода и степень диссоциации бромноватистой кислоты HBrO в растворе концентрации 0,1 моль/л, если в этот раствор объемом 1 л ввести гипобромит натрия NaBrO химическим количеством 1 моль с кажущейся степенью диссоциации 90 %?

518.Вычислите рН 0,01 н раствора уксусной кислоты, в котором степень диссоциации кислоты равна 0,042.

519.Определите рН раствора, в 1 л которого содержится 0,1 г NaOH. Диссоциацию основания считать полной.

520.Во сколько раз концентрация ионов водорода в крови (рН=7,36) больше, чем в спинномозговой жидкости (рН=7,53)?

521.Чему равна концентрация уксусной кислоты в растворе, рН которого равен 5,2?

522.Степень диссоциации слабой одноосновной кислоты в 0,2 н растворе равна 0,03. Вычислите значения [H+], [OH ] и рОН для этого раствора.

523.Рассчитайте рН раствора, полученного смешением 25 мл 0,5 М раствора НСl, 10 мл 0,5 М раствора NaOH и 15 мл воды. Коэффициенты активности ионов примите равными 1.

524.Каким значением рН характеризуется раствор уксусной кислоты, в котором ее массовая доля составляет 0,6 % (плотность раствора =1 г/мл)? Сколько воды надо прибавить к этому раствору объемом 1 л, чтобы значение рН стало равным 3?

525.Вычислите рН раствора с массовой долей азотной кислоты 0,5 %. Плотность раствора и степень диссоциации HNO3 считайте равными единице.

526.Как изменится рН воды при ее нагревании с 25 до

60 оС? При t = 60 оС Kв=9,61 10–14.

527.Вычислите рН раствора гидроксида калия, если в 200 мл раствора содержится 1,400 г щелочи.

163

528.Вычислите рН раствора с массовой долей серной кислоты 0,0018 %. Плотность раствора считайте равной 1 г/мл.

K2(H2SO4)=1,15·10-2.

529.К 10 л воды добавлено 0,5 г натрия. Вычислите рН полученного раствора. Объем раствора считайте равным 10 л.

530.Вычислите рН раствора, полученного прибавлением 1 капли (0,05 мл) 0,05 %-го раствора гидроксида натрия к 183 мл чистой воды. Плотность раствора считайте равной 1 г/мл.

531.К 1750 мл воды прибавлено 2 г 5 %-й хлороводородной кислоты ( =1,02 г/мл). Вычислите рН раствора.

532.Смешали 25 мл 0,22 М раствора хлороводородной кислоты и 24 мл 0,25 М раствора гидроксида калия. Вычислите рН полученного раствора. Изменением объема при смешении растворов пренебречь.

533.Сколько мл 10%-го раствора гидроксида натрия ( =1,11 г/мл) нужно прилить к 25 мл воды, чтобы получить раствор с рН 10,2?

534.Сколько мл 0,2 М раствора серной кислоты нужно прибавить к 50 мл 0,25 М раствора гидроксида бария, чтобы получить раствор с рН 3? Диссоциацию серной кислоты считайте полной.

535.К 3,5 л воды прибавили 1 мл 67 %-й азотной кислоты ( =1,4 г/мл). Вычислите рН полученного раствора.

536.Рассчитайте активности ионов Ca2+ и Cl в 0,02 М растворе хлорида кальция. Как изменится активность ионов кальция, если к раствору прибавить равный объем 0,002 М раствора хлорида аммония?

537.Вычислите рН 5%-го раствора муравьиной кислоты. Плотность раствора примите равной 1 г/мл.

538.Вычислите рН 0,001%-го раствора аммиака. Плотность раствора равна 1 г/мл.

539.В 100 мл раствора содержится 3,7 г муравьиной кислоты. Вычислите концентрацию формиат-ионов.

540.В 1 л воды растворен аммиак, полученный из 1 г сульфата аммония. Вычислите рН этого раствора. Объем раство-

164

ра считайте равным 1 л.

541.Уксусная кислота в 0,76 %-м растворе диссоциирована на 1,17 %. Вычислите константу диссоциации. Плотность раствора считайте равной 1 г/мл.

542.рН 0,206 M раствора уксусной кислоты равен 2,72. Вычислите константу диссоциации.

543.При какой концентрации уксусная кислота диссоциирована на 50 %?

544.Константа диссоциации вещества Kд=1·10-4. При какой концентрации степень диссоциации достигает 5 %?

545.Какой величине должна быть равна константа диссоциации, чтобы при концентрации 4·10-2 моль/л степень диссоциации достигала 1 %?

546.Вычислите степень диссоциации муравьиной кислоты,

нением объема при смешении растворов пренебречь.

547.Смешали 50 мл раствора щелочи с рН 12 и 150 мл раствора сильной кислоты с рН 3. Вычислите рН полученного раствора. Изменением объема при смешении растворов пренебречь.

548.В каком объемном соотношении нужно смешать растворы сильной кислоты с рН 3 и сильной щелочи с рН 12, чтобы рН полученного раствора был равен 10? Изменением объема при смешении растворов пренебречь.

549.Какой объем 0,1 н раствора щелочи необходимо добавить к 10 мл 0,5 н раствора кислоты, чтобы довести величину рН до 7? Изменением объема при смешении растворов пренебречь.

550.Вычислите рН 0,171 %-го раствора гидроксида бария, считая диссоциацию полной, а плотность раствора равной 1 г/мл.

551.Смешали равные объемы растворов сильных щелочей с рН 12 и 11. Вычислите рН полученного раствора. Изменением объема при смешении растворов пренебречь.

552.Смешали равные объемы растворов сильных кислоты и

165

щелочи с рН 2 и 11. Вычислите рН полученного раствора. Изменением объема при смешении растворов пренебречь.

553.Вычислите рН, рОН и концентрацию хлорид-ионов в 0,6 %-м растворе хлороводородной кислоты. Плотность раствора считайте равной 1 г/мл.

554.Вычислите рН, рОН и концентрацию сульфат-ионов в 2%-м растворе серной кислоты ( =1,064 г/мл).

555.Как изменится рН 0,2 М раствора хлороводородной кислоты, если к нему добавить равный объем воды?

556.Сколько воды следует добавить к 200 мл хлороводородной кислоты с рН 2, чтобы изменить величину рН на единицу?

557.Какова степень диссоциации муравьиной кислоты в ее 0,46 %-м растворе, если рН раствора равен 3? Плотность раствора примите равной 1 г/мл.

558.Вычислите рН раствора, полученного прибавлением к 200 мл 0,1 н раствора соляной кислоты ( =1 г/мл) 10 мл 6 %-го раствора гидроксида натрия ( =1,07 г/мл)?

559.Смешали равные объемы растворов сильных кислот с рН 1 и 2. Вычислите рН полученного раствора. Изменением объема при смешении растворов пренебречь.

560.Вычислите рН раствора, полученного добавлением 54,3 мл 98 %-й серной кислоты ( =1,84 г/мл) к 5 л воды. Диссоциацию кислоты в растворе считайте полной, а плотность полученного раствора равной 1 г/мл.

561.Как изменится рН раствора после добавления к 300 мл 0,3 M раствора гидроксида калия 200 мл воды? Изменением объема при смешении пренебречь.

562.Вычислите рН раствора, полученного растворением в 1 л воды 0,44 г углекислого газа, учитывая лишь первую ступень диссоциации угольной кислоты. Объем раствора считайте равным

1 л.

563.Вычислите рН раствора, полученного растворением 1,12 л (н.у.) аммиака в 500 мл воды. Объем раствора считайте равным 0,5 л.

166

564.Определите концентрацию ацетат-ионов в растворе, в 1 л которого содержится 0,01 моль уксусной кислоты и 0,001 моль хлороводородной кислоты, считая еедиссоциацию полной.

565.Вычислите рН раствора, содержащего в 1 л 0,01 моль серной кислоты и 0,01 моль сульфата натрия. Диссоциацию электролитов считайте полной.

566.Вычислите концентрацию ионов аммония и степень диссоциации аммиака, если рН раствора равен 11,2.

567.Вычислите концентрацию ионов водорода в растворе

бензойной кислоты молярной концентрации 0,02 моль/л, если константа диссоциации ее равна 6·10-5.

568.Сколько воды нужно прибавить к раствору уксусной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/л и объемом 0,5 л, чтобы степень диссоциации ее увеличилась в два раза?

569.Вычислите рН растворов следующих электролитов, считая, что они полностью диссоциируют на ионы: С(НС1)=0,001

моль/л; С(HNO3)=0,005 моль/л; С(H2SO4)=0,00006 моль/л; С(КОН)=0,025 моль/л; С(½Ca(OH)2)=0,0004 моль/л; С(½(Mg(ОН)2)=0,000002 моль/л.

570.Определите рН раствора уксусной кислоты молярной концентрации 1 моль/л, если степень диссоциации ее равна 0,4 %.

571.Определите рН раствора гидроксида аммония молярной концентрации 0,1 моль/л, если степень диссоциации его равна

1,3 %.

572.Определите рН насыщенного раствора гидроксида

кальция, растворимость которого равна 0,17 г в 100 г воды. Плотность раствора считайте равной 1 г/см3, диссоциацию – полной.

573.Вычислите концентрацию ионов водорода и гидроксидионов в растворах, рН которых равен 2,54 и 11,62.

574.Как изменится рН воды, если к 1л ее прибавить: а) 0,01 моль едкого натра; б) 0,00126 г азотной кислоты? Диссоциацию электролитов считайте полной.

575.Вычислите кажущуюся степень диссоциации хлорово-

167

дородной кислоты в растворе с молярной концентрацией 0,5 моль/л, если рН раствора равен 0,37.

576.Вычислите кажущуюся степень диссоциации гидроксида бария в растворе с молярной концентрацией эквивалента 0,0156 моль/л, если рН раствора равен 12,16.

577.Определите молярную концентрацию хлоруксусной кислоты в растворе, если рН его равен 2,41, а степень диссоциации кислоты 39,4 %.

578.Определите молярную концентрацию гидроксида аммония в растворе, если рН его равен 11,6, а степень диссоциации основания 0,4 %.

579.Вычислите рН раствора С6Н5СООН молярной концентрации 0,1 моль/л, если Кд=6,27·10-5.

580.Определите рН раствора уксусной кислоты, если Кд=1,8·10-5, а степень диссоциации – 2,5 %.

581.Определите активность соли и среднюю активность ее ионов в водных растворах указанного состава по величине среднего ионного коэффициента активности (см. табл.):

582.Сравните ионную силу растворов: HBr, CaCl2, Na2SO4, А1С13 и Na3PO4, имеющих моляльность, равную 0,1 моль/кг.

583.Вычислите ионную силу раствора, содержащего следующие соли (в моль на 1 кг воды):

584.Вычислите ионную силу раствора с моляльной концентрацией ВаС12 0,05 моль/кг. Какова должна быть моляльность раствора КС1, чтобы его ионная сила была такой же величины?

585.Определите коэффициент активности иона Mg2+ в рас-

творе, содержащем 0,004 моль MgCl2 и 0,002 моль А1С13 в 1 кг воды.

168

586.Определите коэффициент активности и активности иона Na+ в растворе, содержащем 0,01 моль NaCl, 0,01 моль СuС12 и

0,002 моль ZnSO4 в 1 кг воды.

587.Вычислите активность ионов в растворах: а)

Ст(ВаС12)=0,002 моль/кг; б) Ст(А12(SO4))=0,001 моль/кг.

588.Воспользовавшись уравнением Дебая и Гюккеля, вычислите средний коэффициент активности ионов и их активность

врастворе с Ст(СиС12)=0,001 моль/кг. А = 0,5117.

589.Применяя уравнение Дебая и Гюккеля, вычислите средний коэффициент активности K2SO4 в растворе, содержащем

0,001 моль K2SO4 и 0,002 моль MgCl2 в 1 кг воды. А = 0,5117.

Буферные растворы

Буферными называют растворы, способные препятствовать изменению рН при разбавлении раствора либо при добавлении к нему небольших количеств сильной кислоты или сильного основания. Буферные растворы представляют собой смесь слабой кислоты и соли с одноименным анионом, или смесь слабого основания и соли с одноименным катионом, или смесь солей многоосновной кислоты различной степени замещения. Например, ацетатная буферная смесь (CH3COOH+CH3COONa), аммонийная буферная смесь (NH3+NH4Cl), фосфатная буферная смесь (NaH2PO4+Na2HPO4). Буферным действием обладают также растворы сильных кислот и щелочей, если их концентрация достаточно велика.

Способность буферных смесей поддерживать постоянство рН растворов при прибавлении к ним небольших количеств сильной кислоты или сильного основания называется буферным действием и объясняется тем, что составные части буферного раствора могут взаимодействовать с ионами Н+ кислоты или ОН щелочи с образованием малодиссоциирующего соединения.

Например, если к ацетатному буферному раствору добавить небольшое количество сильной кислоты, то протекает реакция взаимодействия ацетат-ионов соли СН3СОО с ионами Н+ кислоты, связывающая их в малодиссоциирующее соединение

(СН3СООН):

169

СН3СОО + Н+ СН3СООН.

При приливании к этому буферному раствору раствора сильного основания протекает реакция взаимодействия уксусной кислоты с гидроксид-ионами щелочи с образованием малодиссоциирующего соединения (Н2О):

СН3СООН + ОН СН3СОО + Н2О.

Буферное действие таких растворов не безгранично и количественно характеризуется буферной емкостью β – это химическое количество сильной кислоты или щелочи, которое необходимо прибавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу:

dn . d pH

Буферная емкость раствора тем выше, чем выше его концентрация. Максимальной буферной емкостью обладают смеси, содержащие сопряженные кислоту и основание в эквивалентных концентрациях.

Для чистой воды и для любого водного раствора сильной кислоты и сильного основания буферная емкость равна:

Очевидно, буферная емкость чистой воды (или раствора, содержащего соль сильного основания и сильной кислоты) очень мала. Заметная буферная емкость появляется лишь в том случае, если в растворе присутствует избыток сильной кислоты или щелочи. При переходе к растворам слабых кислот или слабых оснований, особенно в присутствии соответствующих солей, буферная емкость увеличивается. Растворы, содержащие смеси слабых кислот и их солей или слабых оснований и их солей, применяются как универсальные буферные растворы.

Значение рН, при котором проявляется буферное действие, зависит от константы ионизации слабой кислоты или слабого основания и от соотношения концентраций сопряженных кислоты и основания, входящих в состав смеси. Максимальной буферной емкостью раствор слабой кислоты обладает в области рН, близкой к рК кислоты.

170

Смесь слабой кислотой и соли с одноименным анионом

В качестве примера рассчитаем рН буферной смеси, содержащей уксусную кислоту и ее соль.

Ацетат натрия – сильный электролит и в растворе полностью диссоциирует на ионы:

CH3COONa CH3COO + Na+.

Уксусная кислота – слабый электролит, и в водном растворе имеет место равновесие

CH3COOH H CH3COO .

Если в растворе присутствуют одноименные ионы (CH3COO ), то это равновесие сильно смещено влево, т.е. степень диссоциации кислоты очень мала. При этом константа диссоциации кислоты равна

Kд.кисл. [H ] [CH3COO ]. [CH3COOH]

Отсюда

[CH3COOH] [H ] Kд.кисл. [CH3COO ] .

Так как уксусная кислота – слабый электролит и содержится в растворе преимущественно в виде молекул, то концентрацию недиссоциированных молекул кислоты можно принять практически равной общей концентрации кислоты в растворе:

[CH3COO ] Cкисл. [H ] Cкисл. .

По этой же причине концентрация ацетат-ионов в растворе практически совпадает с общей концентрацией соли (соль – сильный электролит и в водном растворе полностью распадается на ионы):

[CH3COO ] Cсоли [H ] Cсоли .

Подставляя эти значения в выражение для константы диссоциации, получим:

[H ] Kд.кисл. Скисл. .

Ссоли

Полученное выражение легко представить в логарифмической форме:

171

lg[H ] lgKд.кисл. lgCкисл. Ссоли

или

рН рКд.кисл. lgCкисл. . Ссоли

Как видно из этих выражений, концентрация ионов водорода и рН раствора зависят от величины константы диссоциации кислоты и соотношения концентраций кислоты и соли.

Смесь слабого основания и соли с одноименным катионом

Рассуждая аналогично предыдущему, можно определить рН раствора, содержащего аммиак (гидроксид аммония) и хлорид аммония:

NH4Cl NH4+ + Cl ,

рОН рКд.осн. lg Сосн Ссоли

и, так как pH + pOH = 14, то

рН 14 рКд.осн. lg Сосн . Ссоли

Пример 1. Вычислите рН буферной смеси, содержащей 0,01 моль уксусной кислоты и 0,5 моль ацетата натрия.

Решение. Для расчета рН буферной смеси используем формулу

рН рКд.кисл. lgCкисл. . Ссоли

Константу диссоциации уксусной кислоты находим по справочнику: Кд.кисл.=1,8·10-5. Рассчитываем рКд. кисл.:

рКд.кисл. = -lg(1,8·10-5) = 4,75.

172

Т.к. содержание компонентов дано в молях, то их концентрации соответственно равны:

Скисл. = 0,01/V (моль/л), Ссоли = 0,5/V (моль/л),

где V – объем раствора (л).

Подставляем численные значения величин в выражение для рН и решаем уравнение:

рН 4,75 lg0,01/V 4,75 lg(2 10 2) 6,45. 0,5/V

Пример 2. Какой должна быть концентрация ацетата натрия в 0,01 М растворе уксусной кислоты, чтобы концентрация ионов водорода в растворе была равна 1·10-5 моль/л?

Решение. Уравнение для кислой буферной смеси

[H ] Kд.кисл. Скисл.

Ссоли

преобразуем относительно концентрации соли:

Пример 3. Вычислите концентрацию ионов водорода и рН раствора, полученного смешиванием 25 мл 0,03 М раствора фтороводородной кислоты и 40 мл 0,2 М раствора фторида калия.

Решение. В результате смешивания указанных растворов образовался буферный раствор, содержащий слабую кислоту и соль этой кислоты, поэтому

Объем полученного раствора (без учета изменения объема при смешении) равен сумме объемов исходных растворов:

V = 25 + 45 = 65 (мл).

Определим концентрации компонентов в этом растворе:

173

Константа диссоциации кислоты – величина справочная:

Kд,кисл. = 6,5·10-4.

Подставим эти значения в соответствующие формулы:

[H ] 6,5 10 4 0,012 6,3 10 5 (моль/ л), 0,123

рН = lg[H+], рН = lg(6,3·10-5) = 4,2.

Пример 4. Сколько безводного ацетата натрия нужно прибавить к 0,5 л 1 М раствора уксусной кислоты, чтобы рН полученного раствора был равен 4? Степень диссоциации соли считайте равной 1, константа диссоциации уксусной кислоты равна

1,8·10 5.

Решение. Т.к. рН = 4, то из определения рН (рН=-lg[H+]) получим:

[H+] = 10 рН = 1·10-4 (моль/л).

Из формулы для кислой буферной смеси

[H ] Kд.кисл. Скисл.

Ссоли

находим концентрацию ацетата натрия:

Рассчитаем массу соли в 0,5 л 0,18 М раствора:

m = 0,18·82·0,5 = 7,38 (г).

Пример 5. Определите рН смеси аммиака и хлорида аммония, если она приготовлена из 0,1 н растворов этих веществ в со-

174

отношении 1:9. Диссоциацию соли считайте полной. Константа ионизации аммиака равна 1,8·10-5.

Решение. Для указанных веществ численные значения молярной концентрации и молярной концентрации эквивалента совпадают, поэтому можно считать, что молярные концентрации их в исходных растворах равны 2 моль/л. Определим молярные концентрации компонентов в полученном растворе:

диссоциации кислоты в этом растворе. Плотности растворов считайте равными 1 г/мл.

593.Смешано 187 мл 3 %-го раствора формиата калия, 63 мл 0,5 %-го раствора хлороводородной кислоты и 465 мл воды. Вычислите концентрацию ионов водорода в полученном растворе. Плотности исходных растворов считайте равными 1 г/мл.

594.К 30 мл 0,15 М раствора уксусной кислоты добавлено 40 мл 0,075 М раствора гидроксида натрия. Вычислите рН полученного раствора.

175

595.В 2 л воды растворено 1,7 г бензойной кислоты и добавлено 0,17 г бензоата калия. Считая объем полученного раствора примерно равным 2 л, рассчитайте его рН.

596.Сколько мл 0,1 М раствора хлороводородной кислоты надо добавить к 50 мл 0,25 М раствора аммиака, чтобы получить раствор с рН 9?

597.Сколько граммов ацетата натрия надо добавить к 100 мл 0,15 М раствора хлороводородной кислоты, чтобы получить раствор с рН 5?

598.Сколько мл 0,5 М раствора нитрата аммония надо добавить к 10 мл 0,12 М раствора аммиака, чтобы получить раствор с рН 9,2?

599.Сколько граммов хлорида аммония надо добавить к 100

мл 1 %-го раствора аммиака ( 1г/мл), чтобы получить раствор с рН 10,22?

600.На сколько изменится рН 0,1 М раствора уксусной кислоты, если к 100 мл ее раствора добавить 0,2 г гидроксида натрия и 100 мл воды? Изменением объема при смешении пренебречь.

601.Определите степень диссоциации муравьиной кислоты в 0,22 н растворе, в 500 мл которого растворили 3,4 г формиата натрия.

602.Сколько граммов хлорида аммония следует растворить

в200 мл 0,52 н раствора аммиака, чтобы концентрация гидро- ксид-ионов в растворе составила 5·10-4 моль/л?

603.К 100 мл 0,05 М раствора уксусной кислоты прибавили 0,982 г ацетата калия. Как изменилась степень диссоциации кислоты при этом?

604.Сколько мл 0,5 М раствора хлорида аммония следует прибавить к 100 мл 0,5 М раствора аммиака, чтобы полученный раствор имел рН 9,25?

605.Как изменится степень ионизации аммиака в растворе, содержащем 0,1 М нитрат аммония и 0,01 М аммиак, если его разбавить в 4 раза?

606.Смешали 21 мл 0,1 М раствора бензоата натрия и 9 мл

176

0,1 М раствора бензойной кислоты. Вычислите рН полученной смеси. Как изменится рН, если концентрацию бензойной кислоты увеличить в 10 раз?

607.Сколько граммов ацетата натрия необходимо прибавить

к300 мл 0,1 М раствора уксусной кислоты, чтобы понизить концентрацию ионов водорода в растворе в 100 раз?

608.Вычислите степень диссоциации и концентрацию ионов водорода в 0,2 М растворе уксусной кислоты. Как изменятся значения этих величин, если к 1 л такого раствора добавить 0,2 моль ацетата натрия, кажущаяся степень диссоциации которого равна 90 %?

609.Смешали равные объемы 0,25 М раствора муравьиной кислоты и 0,1 М раствора гидроксида калия. Вычислите концентрацию формиат-ионов в полученном растворе и его рН.

610.Вычислите рН и концентрации ионов в растворе, полученном при смешивании 50 мл 0,2 М раствора уксусной кислоты

и30 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия.

611.Определите рН буферного раствора, содержащего 1,1 моль/л аммиак и 1,1 моль/л хлорид аммония. Как изменится величина рН, если к этому раствору прибавить равный объем 0,1 М раствора хлороводородной кислоты?

612.Во сколько раз уменьшится концентрация ионов водорода в 0,1 М растворе синильной кислоты, если к нему прибавить равный объем 0,4 М раствора цианистого калия?

613.Вычислите рН раствора, полученного смешением 19 мл 6,2 н раствора уксусной кислоты и 1 мл 2,0 н раствора ацетата натрия.

614.Вычислите рН раствора, полученного смешением 50 мл 0,05 М раствора аммиака и 60 мл 0,01 М раствора соляной кислоты.

615.Сколько граммов цианида калия должно содержаться в 100 мл 0,1 М синильной кислоты, чтобы рН раствора был равен 7?

616.Как изменится рН 0,1 М ацетатной буферной смеси, если к 1 л ее прибавить 0,01 моля HCl?

617.Как изменится рН 0,1 М ацетатной буферной смеси,

177

если к 1 л ее прибавить 0,01 моля NaOH?

618.Вычислите рН раствора, полученного смешением 45,00 мл воды, 3,00 мл 0,20 М раствора соляной кислоты и 5,00 мл 0,50 М раствора аммиака.

619.К 15,00 мл 0,05 н раствора уксусной кислоты прилили 20,00 мл 0,02 н раствора едкого кали. Определите рН полученного раствора.

620.К 25,00 мл 0,10 н раствора аммиака прилили 15,00 мл 0,10 н раствора азотной кислоты. Определите рН полученного раствора.

621.К 150 мл воды прибавили 12,00 мл 0,30 М раствора муравьиной кислоты и 15,00 мл 0,10 М раствора формиата калия. Определите рН полученного раствора.

622.К 0,20 н раствору аммиака прибавили равный объем

0,18 н раствора азотной кислоты. Определите рН полученного раствора.

623.К 150 мл 0,20 М раствора аммиака прибавили 150 мл 0,05 М раствора серной кислоты. Определите рН полученного раствора.

624.К 20,00 мл 0,10 н раствора муравьиной кислоты прилили 15 мл 0,10 н раствора едкого натра. Определите рН полученного раствора.

625.Определите рН смеси, состоящей из 0,05 М аммиака и 0,02 М хлорида аммония. Как изменится рН, если к 1 л этой смеси прибавить 0,002 моля едкого натра?

626.Определите рН смеси, состоящей из 0,05 М аммиака и 0,02 М хлорида аммония. Как изменится рН, если к 1 л этой смеси прибавить 0,002 моля хлористого водорода?

627.К 400 мл 0,10 н раствора уксусной кислоты прибавили 3,280 г безводного ацетата натрия. Определите рН полученного раствора.

628.К 200 мл 0,25 н раствора аммиака прибавили 0,6700 г безводного хлорида аммония. Определите рН полученного раствора.

629.Навеска 3,4000 г безводного формиата калия растворе-

178

на в 250 мл 0,10 н раствора муравьиной кислоты. Определите рН полученного раствора.

630.К буферному раствору, содержащему в 1 л 0,3 моля аммиака и 0,15 моля хлорида аммония, прибавили равный объем 0,03 М раствора соляной кислоты. Определите рН полученного раствора.

631.Вычислите рН ацетатного буферного раствора, содержащего 0,25 М уксусной кислоты и 0,12 М ацетата натрия, после добавления к 1 л его 0,02 моля гидроксида калия.

632.Определите рН буферной смеси, приготовленной сливанием 15 мл 0,5 М раствора уксусной кислоты и 25 мл 0,2 М раствора ацетата натрия. Степень диссоциации соли считайте равной 1.

633.В каком соотношении нужно смешать 0,4 М раствор уксусной кислоты с 0,1 М раствором ацетата натрия, чтобы рН полученного раствора был равен 4,44? Соль диссоциирует полностью.

634.Сколько миллилитров 0,2 М раствора уксусной кислоты нужно прибавить к 50 мл 0,25 М раствора ацетата натрия, чтобы рН полученного раствора был равен 6? Степень диссоциации соли считайте равной 1.

635.Сколько миллилитров 0,5 М раствора хлорида аммония нужно прибавить к 20 мл 0,2 М раствора аммиака, чтобы рН полученного раствора был равен 9,2? Степень диссоциации соли считайте равной 1.

636.Сколько безводного ацетата натрия нужно добавить к 0,5 л 1 М раствора уксусной кислоты, чтобы рН раствора стал равным 4? Степень диссоциации соли считайте Равной 1.

637.Определите рН фосфатной буферной смеси, приготовленной из раствора NaH2PO4 объемом 50 мл молярной концен-

638.К раствору гидроксида аммония объемом 25 мл моляр-

179

ной концентрации 0,5 моль/л добавлен раствор хлороводородной кислоты объемом 25 мл молярной концентрации 0,1 моль/л. Определите рН полученного раствора.

639.К раствору уксусной кислоты объемом 100 мл молярной концентрации 0,3 моль/л добавлен раствор едкого натра объемом 30 мл молярной концентрации, равной 0,1 моль/л. Определите рН полученного раствора.

640.Чтобы изменить рН на 1, к ацетатной буферной смеси объемом 10 мл потребовалось добавить раствор щелочи объемом 0,52 мл молярной концентрации 1 моль/л. Определите буферную емкость этой смеси.

Гидролиз солей

Растворение солей в воде часто сопровождается образованием кислотных или щелочных растворов. Это явление обусловлено процессом гидролиза.

Гидролиз соли это обменное взаимодействие ионов соли с молекулами воды, приводящее к образованию слабого электролита.

NH4Cl NH4 Cl ,

NH4 HOH NH4OH H

или

KCN K CN ,

CN HOH HCN OH .

Реакция гидролиза обратима, и обратная ей реакция – реакция нейтрализации.

Гидролиз соли протекает в том случае, если хотя бы один из ионов, входящих в состав соли, способен образовать с ионами, входящими в состав воды (H+ или OH ), слабый электролит. Поэтому в зависимости от состава соли могут иметь место следующие случаи.

1. Соль образована катионом сильного основания и анионом слабой кислоты, например, цианид натрия NaCN.

В водном растворе соль полностью диссоциирует на ионы:

NaCN Na+ + CN .

180

Из ионов, образовавшихся в результате диссоциации соли, только цианид-ионы способны образовать слабый электролит

(НCN), поэтому говорят, что протекает гидролиз по аниону:

CN H2O HCN OH .

В результате гидролиза в растворе накапливаются ионы

OH , поэтому раствор имеет щелочную реакцию.

Если соль образована анионом слабой многоосновной кислоты, то гидролиз идет ступенчато, причем по первой ступени интенсивнее, чем по второй, третьей и следующим ступеням. Например, гидролиз сульфита калия протекает следующим образом:

K2SO3 2K SO32 .

I ступень гидролиза:

SO32 H2O HSO3 OH ,

II ступень гидролиза (протекает лишь при создании определенных условий):

HSO3 H2O H2SO3 OH .

2. Соль образована анионом сильной кислоты и катио-

ном слабого основания, например, нитрат аммония NH4NО3.

В водном растворе эта соль полностью распадается на ионы:

NH4NO3 NH4 NO3 .

Из них только ионы аммония способны вступать в реакцию гидролиза:

NH4 H2O NH4OH H ,

поэтому говорят, что протекает гидролиз по катиону. Раствор имеет кислую реакцию, т.к. в нем в результате гидролиза накапливаются ионы водорода.

Если соль образована многовалентным катионом, то гидролиз протекает ступенчато, причем преимущественно по первой ступени, по последующим ступеням гидролиз идет в незначительной степени. В качестве примера рассмотрим гидролиз хлорида железа(III):

FeCl3 Fe3 3Cl .

I ступень гидролиза:

Fe3 H2O FeOH 2 H ,

181

II ступень гидролиза (протекает незначительно):

FeOH2 H2O Fe(OH)2 H , III ступень гидролиза (практически не протекает):

Fe(OH)2 H2O Fe(OH)3 H .

При написании реакции гидролиза в подобных случаях обычно следует писать лишь уравнение процесса по первой ступени. Все последующие ступени гидролиза, если это не оговаривается специально, не учитываются.

3. Соль образована катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, например, ацетат аммония

CH3COONH4.

В растворе соль полностью диссоциирует на ионы:

СH3COONH4 CH3COO NH4 ,

причем и ацетат-ионы, и ионы аммония, образовавшиеся в результате диссоциации соли, способны подвергаться гидролизу:

СH3COO H2O CH3COOH OH ,

NH4 H2O NH4OH H .

Такой процесс называется гидролизом по катиону и по аниону. В данном случае рН раствора зависит от силы кислоты и основания, образующихся в результате гидролиза. В рас-

смотренном случае образующиеся слабые электролиты (уксусная кислота и гидроксид аммония) характеризуются примерно равными значениями Кд, поэтому реакция раствора близка к нейтральной.

В случае, если соль образована анионом многоосновной кислоты или (и) многовалентным катионом, гидролиз может протекать до конца.

4. Соль образована анионом сильной кислоты и катионом сильного основания, например, нитрат калия KNO3.

Ионы, образующиеся в результате диссоциации этой соли (K+ и NO3 ), не способны образовать слабый электролит с ионами, входящими в состав воды, поэтому в данном случае гидролиз не

протекает.

Равновесное состояние реакции гидролиза может быть оха-

182