Химия решение
.pdf41 |
|
|
|
где: m и mэ – соответственно масса растворенного |
вещества |
и |
его |
эквивалентная масса. |
|
|
|
Эквивалентная масса Н3РО4 = М/3 = 97,99/3 = 32,66 г/моль,
CH = 18·1000 / 32,66·291 = 1,89 н.
г) мольно-массовая концентрация, или моляльность (Сm) , показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя.
Сm = m·1000 /М·m1,
где: m и М – соответственно масса растворенного вещества и его мольная масса;
m1 – масса растворителя. М(Н3РО4) = 97,99 г/моль
Сm = m·1000 /М·m1 = 18·1000/97,99·282 = 0,65 моль/кг.
Титром раствора называется число граммов растворенного вещества в 1 см3 (мл) раствора. Так как в 1 л раствора содержится 61,86 г кислоты, то
Т = 61,86/1000 = 0,06186 г/см3.
Зная нормальность раствора и эквивалентную массу (mэ) растворенного вещества, титр легко найти по формуле
Т = CH·mэ/1000
Пример 2. На нейтрализацию 50 см3 раствора кислоты израсходовано 25 см3 0,5 н. раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?
Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных соотношениях, то растворы равной нормальности реагируют в равных объемах. При разных эквивалентных концентрациях (нормальностях): объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их концентрациям, т.е.
Vкислоты·CН(кислоты) = Vщелочи·CH(щелочи) .
Определим нормальность раствора кислоты:
Отсюда CH(кислоты) = Vщелочи·CH(щелочи)/V кислоты.= 25·0,5/50 = 0,25 н.
Пример 3. К 1 л 10%-го раствора КОН (пл. 1,092 г/см3) прибавили 0,5 л 5%--го раствора КОН (пл. 1,045 г/см3) .Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.
Решение. Масса одного литра 10%-ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится 1092·10/100 = 109,2 г КОН.
Масса 0,5 л 5%-ного раствора 1045·0,5 = 522,5 г. В этом растворе содержится
522,5·5/100 =26,125 г КОН.
В общем объеме полученного раствора (2 л) содержание КОН составляет
109,2 + 26,125 = 135,325 г.
Отсюда молярность этого раствора СМ =135,325/2·56,1 = 1,2 М. где 56,1 г/моль — мольная масса КОН.
42
Пример 4. Какой объем 96%-ной кислоты плотностью 1,84 г/см3 потребуется для приготовления 3 л 0,4 н. раствора?
Решение. Эквивалентная масса Н2SO4 = М/2 = 98,08/2 = 49,04 г/моль. Для приготовления 3 л 0,4 н. раствора требуется 49,04·0,4·3 = 58,848 г H2S04.
Масса 1 см3 96%-ной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится
1,84·96/100 = 1,766 г Н2SO4.
Следовательно, для приготовления 3 л 0,4 н. раствора надо взять
58,848/1,766 = 33,32 см3 этой кислоты.
Контрольные вопросы
141.Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия (пл. 1,105 г/см3)
требуется для приготовления 5 л 2%-го раствора (пл. 1,02 г/см3)? Ответ: 923,1 см3.
142. На нейтрализацию 31 см3 0,16 н. раствора щелочи требуется 217 см3 раствора Н2SO4. Чему равны нормальность и титр раствора Н2SO4? Ответ:
0,023 н.; 1.127·10-3 г/см3.
143. Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см3? Ответ: 26,6 см3.
144. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см3 раствора кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты. Ответ:
0,53 н.
145. Какая масса НNО3 содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см3 0,4 н. раствора NaOH? Каков титр раствора NaOH?
Ответ: 0,882 г, 0.016г/см3.
146. Какую массу NаNО3 нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.
147. Смешали 300 г 20%-го раствора, и 500 г 40%-го раствора NaCI. Чему равна процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 32,5%.
148. Смешали 247 г 62%-го и 145 г 18%-го раствора серной кислоты. Какова процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 45,72%.
149. Из 700 г 60%-го раствора серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна процентная концентрация оставшегося раствора? Ответ:
84%.
150. Из 10 кг 20%-го раствора при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна процентная концентрация охлажденного раствора? Ответ: 16,7%.
151.Вычислите молярную и эквивалентную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/см3. Ответ: 2,1 М; 4,2 н.
152.Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH плотностью 1,328 г/см3? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию, полученного раствора. Ответ: 9,96 н.; 6,3%.
153.К 3 л 10%-ного раствора НNОз плотностью 1,054 г/см3 прибавили 5 л 2%-го раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см3. Вычислите процентную и молярную концентрацию полученного раствора; объем которого равен 8 л. Ответ: 5,0%; 0,82 М.
43
154.Вычислите эквивалентную и моляльную концентрации 20,8%-го раствора НNО3. плотностью 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17м; 931,8 г.
155.Вычислите молярную, эквивалентную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/см3. Ответ: 1,38 М; 4,14 н.; 1,43м.
156.Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см3 0,3 н. раствора Н2SO4. прибавить 125 см3 0,2 н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.
157.Для осаждения в виде AgCI всего серебра, содержащегося в 100 см3 раствора AgNO3, потребовалось 50 см3 0,2 н. раствора НС1. Какова нормальность раствора AgNO3 ? Какая масса AgCI выпала в осадок? Ответ:
0,1 н.; 1,433 г.
158.Какой объем 20,01%-го раствора НС1 (пл. 1,100 г/см3) требуется для приготовления 1 л 10,17%-го раствора (пл. 1,050 г/см3)? Ответ: 485,38 см3.
159.Смешали 10 см3 10%-ного раствора НNОз (пл. 1,056 г/см3) и 100см3 30%-ного раствора НNОз (пл. 1,184 г/см3). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 28,38%.
160.Какой объем 50%-го раствора КОН (пл. 1,538 г/см3) требуется для приготовления 3 л 6%-го раствора (пл. 1,048 г/см3)? Ответ: 245,5 см3.
ТЕМА: Свойства растворов неэлектролитов и электролитов
Пример 1. Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2%-го водного раствора глюкозы С6Н12О6.
Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (∆t) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражаются уравнением
Δt = К·m·1000 /М·m1,
где: К – криоскопическая или эбуллиоскопическая константа; град
m и М – соответственно масса растворенного вещества и его мольная масса; г и г/моль
m1 – масса растворителя, г
Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора С6Н12О6 находим из формулы:
Δtкр = К·m·1000 /М·m1 = 1,86·2·1000/(180·98) = 0,21°С.
Вода кристаллизуется при 0°С, следовательно, температура кристаллизации
раствора tкр = 0— Δtкр = 0 - 0.21 = -0,21°С.
Из формулы (1) находим и повышение температуры кипения 2%-ного раствора: Δtкип = 0,52•2•1000/(180•98) = 0,06°С.
Вода кипит при 100 °С, следовательно, температура кипения этого раствора tкип = 100 + Δtкип = 100+ 0,06=100,06 С.
44
Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529° С. Температура кипения сероуглерода 46,3°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.
Решение. Повышение температуры кипения tкип = 46,529 - 46,3 = 0,229°. Мольная масса бензойной кислоты 122 г/моль. Из формулы
Δtкип = К·m·1000/М·m1
находим эбуллиоскопическую константу:
К = Δtкр·М·m1/m·1000 = 0,229·122·100/1,22·1000 = 2,29°С
Пример 3. Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при - 0,279 °С. Вычислить мольную массу глицерина. Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, понижение температуры кристаллизации Δtкр = 0-(-0,279) = 0,279°
Вычисляем мольную массу глицерина из формулы:
Δtкр = К·m·1000/М·m1;
М = К·m·1000/Δtкр·m1 = 1,86·11,04·1000/0,279·800 = 92 г/моль.
Пример 4. Вычислите процентную концентрацию водного раствора мочевины (NH2)2CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна - 0,465
°С.
Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, Δtкр = 0 - (-0,465) = 0,465 °С. Мольная масса мочевины 60 г/моль.
Находим массу (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды из формулы:
Δtкр = К·m/М;
m = Δtкр·М/К = 0,465·60/1,86 = 15 г.
Общая масса раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения
С% = m·100/m1
Где: m – масса растворенного вещества, г; m1 – масса раствора, г.
С% = m∙100 /m1 = 15∙100/1015 = 1,48%
Пример 5. Определите осмотическое давление при 18,5°С раствора, в 5 дм3 которого содержится 62,4 г CuSO4∙5Н2О. Кажущаяся степень диссоциации соли в растворе равна 0,38.
Решение.CuSO4∙- сильный электролит. Осмотическое давление в растворе электролита рассчитываем по формуле
Росм = iCМRT,
где: i – изотонический коэффициент; CМ – молярная концентрация;
R – универсальная газовая постоянная;
T – температура, Т = 273 +18,5 = 291,5 К.
|
|
45 |
Изотонический |
коэффициент |
(i) определяем из формулы кажущейся |
степени диссоциации (α): α = (i – 1) / (n –1)
где: n – число ионов, на которые диссоциирует молекула электролита. CuSO4∙ диссоциирует на два иона: CuSO4∙↔ Cu2+ + SO42-∙ (n = 2) Рассчитаем изотонический коэффициент:
0,38 = (i – 1) / (2 –1); |
i = 1,38. |
Определим молярную концентрацию: СМ = m(CuSO4)/M(CuSO4) ∙ V(H2O) Масса CuSO4 в 62,4 г CuSO4∙5Н2О составляет:
М(CuSO4∙5Н2О) = 160 + 5 ∙ 18 = 250 г/моль
250 г CuSO4∙5Н2О содержит 160 г CuSO4 62,4 г CuSO4∙5Н2О содержит m CuSO4 m CuSO4 = 62,4 ∙ 160/250 = 39,94 (г)
СМ = 39,94/160 5 = 0,05 моль/дм3
Росм = iCМRT = 1,38∙0,05∙8,314∙291,5 = 167,2 Па
Контрольные вопросы
161. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна - 0,558°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°.
Ответ: 442 г/моль.
162. Осмотическое давление 0,125 М раствора KBr равно 5,63∙105 Па при 25°С. Определите величину кажущейся степени диссоциации соли. Ответ:
82%.
163. Чему равны рН и рОН 1 н раствора НСN, если ее константа диссоциации Кдис = 4,9∙10-10? Ответ: рН = 5,3; рОН = 8,7.
164. Кажущаяся степень диссоциации 0,12 М раствора AgNO3 равна 60 %. Определите концентрацию ионов Ag+ и NO3- в моль/дм3 и г/дм3.Ответ: 0,072 моль/дм3; 4,46 г/дм3; 7,78 г/дм3
165. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы С6Н12О6, зная, что этот раствор кипит при 100,26°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°. Ответ: 8,25%.
166. Раствор, содержащий 0,60 г Na2SO4 в 720 г воды начинает кристаллизоваться при температуре – 0,028°С. Чему равно осмотическое давление в этих же условиях, если ρ = 1 г/см3? Ответ: 34,74 Па.
167. Чему равна температура кристаллизации раствора, который содержит 84,9 г NаNO3 в 1000 г воды? Давление насыщенного пара над этим раствором составляет 2268 Па, а давление водяного пара при той же температуре 2338 Па. Ответ: -3,16ºС.
168. При растворении 0,1 моль НF в 1 л воды 15% молекул распалось на ионы. Чему равен изотонический коэффициент этого раствора? Ответ: 1,13.
169. Рассчитайте относительное понижение давления насыщенного пара над раствором, содержащем 0,1 моль Na2SO4 в 900 г воды при 70°С. Кажущаяся степень диссоциации в этом растворе равна 80%. Давление насыщенного водяного пара при этой же температуре равно 31157 Па. Ответ: 0,0052 Па.
46
170. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН3ОН, температура кристаллизации которого -2,79°С. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 4,58%.
171.Определите сильный или слабый электролит уксусная кислота, если раствор, содержащий 0,571 г кислоты в 100 г воды, замерзает при - 0,181°С.
Ответ: 2,2%.
172.Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара
С12Н22О11, зная, что температура кристаллизации раствора -0,93°С. Криоскопическая константа воды 1,86о. Ответ: 14,6%.
173.Давление насыщенного пара над раствором, который содержит 66,6 г
СаСl2 в 90 г воды при 90°С равно 56690 Па. Чему равна степень диссоциации соли, если давление водяного пара води при этой же температуре равно 70101
Па? Ответ: 39 %.
174.Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С10Н16О в 100 г бензола, кипит при 80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола. Ответ: 2,57ºС.
175.Изотонический коэффициент водного раствора хлоридной кислоты
(ωHCl = 6,8%) равен 1,66. Определите температуру кристаллизации этого раствора. Ответ: - 6,17ºС.
176.Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при - 0,279 °С. Криоскопическая константа воды 1.86 °С. Ответ: 60 г/моль.
177.Вычислите температуру кипения 5%-го раствора нафталина С10Н8 в бензоле. Температура кипения бензола 80,2°С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57°С. Ответ: 81,25°С.
178Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при - 0,465°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°С. Ответ: 342 г/моль.
179.Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что
раствор, содержащий 4,25 г антрацена С14Н10 в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718 °С. Температура кристаллизации уксусной кислоты
16,65 °С. Ответ: 3,9°С.
180.При растворении 4,86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0,81º. Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбуллиоскопическая константа бензола 2,57°. Ответ: 8.
ТЕМА: Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена
При решении задач этого раздела необходимо пользоваться таблицей растворимости солей и оснований в воде и таблицей констант и степеней диссоциации слабых электролитов.
Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.
47
В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения
Пример 1. Написать ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ: а) НС1 и
NaOH; б) РЬ(NО3)2 и Na2S; в) NaCIO и HNO3; г) К2СОз и H2SO4 ; д) СН3СООН и
NaOH.
Решение. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:
а) НС1 + NaOH = NaС1 + Н2O
б) РЬ(NО3)2 + Na2S = РЬS + 2NaNО3 в) NaCIO + HNO3 = NaNO3 + HCIO
г) К2СОз + H2SO4 = К2 SO4 + H2О + СО2 д) СН3СООН + NaOH = СН3СООNa + Н2O
Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием слабых электролитов (Н2O, HCIO), осадка (РЬS), газа (СО2).
В реакции (д) два слабых электролита, но так как реакции идут в сторону большего связывания ионов и вода — более слабый электролит, чем уксусная кислота, то равновесие реакции смещено в сторону образования воды. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства a) Na+ и С1-; б) Na+ и NO3-; в) Na+ и NO3-; г) К+ и SО42-; д) Na+, получим ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций:
а) Н+ + ОН- = Н2O
б) РЬ2+ + S2- = РЬS
в) CIO- + H+ = HCIO
г) СОз2- + 2H+ = H2О + СО2
д) СН3СООН + OH- = СН3СОО- + Н2O
Пример 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:
а) SО32- + 2H+ = SО2 + Н2O
б) РЬ2+ + СrО42- = РЬСrО4
в) НСО3- + ОH- = СО32- + H2О
г) ZnОН+ + H+ = Zn2+ + H2О
В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов. Следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов.
Например:
а) Nа2SО3 + 2HС1 = 2NаС1 + SО2 + Н2O
48
б) РЬ(NО3)2 + К2СrО4 = РЬСrО4 + 2КNО3 в) КНСО3 + КОH = К2СО3 + H2О
г) ZnОНС1 + HС1 = ZnС12 + H2О
Контрольные вопросы
181. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а). СаСОз + 2H+ = Са2+ + H2О + СО2 б). А1(ОН)3 + ОН- = А1О2- + 2H2О
в). Pb2+ + 2I- = PbI2
182. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Ве(ОН)2 и NaOH; б) Cu(OH)2 и HN03; в)
ZnOHN03 и HN03.
183. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Nа3РО4 и СаС12; б) К2СОз и BaС12;
в) Zn(OH)2 и КОН.
184. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а). Fе(ОН)3 + 3Н+ = Fе3+ + 3Н2О
б) Cd2+ + 2OH- = Cd(OH)2
в). Н+ + NО2- = HNО2
185. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) CdS и НС1; б) Сг(ОН)3 и NaOH, в)
Ва(ОН)2 и СоС12.
186. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются
ионно-молекулярными уравнениями:
а). Zn2+ + Н2S = ZnS + 2Н+
б).НСО3- + Н+ = Н2О + СО2
в). Ag+ + С1- = AgС1
187. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) H2SO4 и Ва(ОН)2; б) FеС1з и NH4ОH;
в) CH3COОNa и HCI.
188. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) FеС1з и КОН; б) NiSО4 и (NH4)2S;
в) МgСОз и HNО3.
189. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:
а). Ве(ОН)2 + 2ОН- = ВеО22- + 2Н2О
б). CH3COО- + H+ = CH3COОH
в). Ва2+ + SО42- = ВаSО4
190. Какое из веществ: NaCI, NiSО4, Ве(ОН)2, КНСОз - взаимодействует с раствором гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
49 |
|
191. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные |
уравнения |
реакций взаимодействия в растворах между: а) NаНСОз и NaOH; б) К2SiО3 и
HС1; в) BaС12 и Na2SО4.
192. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) K2S и НС1; б) FeSО4 и (NН4)2S; в)
Сг(ОН)3 и КОН.
193. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые
выражаются ионно-молекулярными уравнениями: а) Мg2+ + СО32- = МgСО3; б) Н+ + ОН- = Н2O
194.Какое из веществ: А1(ОН)3; H2SО4; Ba(OH)2 - будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.
195.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) КНСО3 и Н2SО4; б) Zn(OH)2 и NaOH;
в) СаС12 и AgNO3.
196.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) CuSО4 и Н2S; б) ВаСО3 и НNО3; в) FеС1з
иКОН.
197.Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые
выражаются ионно-молекулярными уравнениями: а) Cu2+ + S2- = CuS;
б) SiО32- + 2Н+ = Н2SiО3
198. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) Sn(OH)2 и НС1; б) и ВеSО4 и КОН; в) NH4C1 и Ва(ОН)2.
199.Какое из веществ: КНСО3, СН3СООН, NiSО4, Na2S — взаимодействует с раствором серной кислоты? Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.
200.Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций
взаимодействия в растворах между: a) AgNO3 и K2CrО4; б) Pb(NО3)2 и КI; в) CdSО4 и Na2S.
ТЕМА: Гидролиз солей
Химическое обменное взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением рН среды, называется гидролизом.
Пример 1. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: a) KCN, б) Na2CO3. в) ZnSO4. Определите реакцию среды растворов этих солей.
Решение. а) Цианид калия KCN — соль слабой одноосновной кислоты HCN и сильного основания КОН. При растворении в воде, молекулы KCN полностью диссоциируют на катионы K+ и анионы CN-. Катионы К+ не могут связывать ионы ОН- воды, так как КОН — сильный электролит. Анионы же CN- связывают ионы Н+ воды, образуя молекулы слабого электролита HCN. Соль
50 |
|
гидролизуется, как говорят, по аниону. Ионно-молекулярное |
уравнение |
гидролиза |
|
CN- + Н2О ↔ НCN + ОН-
или в молекулярной форме
КCN + Н2О ↔ НCN + КОН
В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов ОН-, поэтому раствор KCN имеет щелочную реакцию (рН > 7).
б) Карбонат натрия Na2CO3 — соль слабой многоосновной кислоты и сильного основания. В этом случае анионы соли CO32-, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО3-, а не молекулы Н2СОз, так как ионы НСО3-диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Н2СОз. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону.
Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
CO32- + Н2О ↔ НСО3- + ОН-
или в молекулярной форме
Na2CO3 + Н2О ↔ NaНСО3 + NaОН
В растворе появляется избыток ионов ОН-, поэтому раствор Na2CO3 имеет щелочную реакцию (рН > 7).
в) Сульфат цинка ZnSО4 — соль слабого многокислотного основания Zn(OH)2
и сильной кислоты H2SО4. В этом случае катионы Zn+2 связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли ZnOH+. Образование молекул Zn(OH)2 нe происходит, так как ионы ZnOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)2. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-
молекулярное уравнение гидролиза
Zn+2 + Н2О ↔ ZnOH+ + Н+
или в молекулярной форме
2ZnSО4 + 2Н2О ↔ (ZnOH)2SО4 + Н2SО4
В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnSО4 имеет кислую реакцию (рН < 7).
Пример 2. Какие продукты образуются при смешивании растворов А1(NО3)3 и К2СОз? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения реакции.
Решение. Соль А1(NО3)3 гидролизуется по катиону, а К2СОз — по аниону:
А1+3 + Н2О ↔ А1OH+2 + Н+
CO32- + Н2О ↔ НСО3- + ОН-
Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН- образуют молекулу слабого электролита Н2О. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием А1(ОН)3 и СО2
(Н2СО3). Ионно-молекулярное уравнение: 2А1+3 + 3CO32- + 3Н2О ↔ 2А1(OH)3 + 3CO2
молекулярное уравнение: