Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Расчет рН в растворах сильных кислот и основанийСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Для сильных кислот и щелочей, полностью диссоциированных на ионы,
где С к и С щ - моляльные концентрации кислоты и, соответственно, щелочи, z - основность кислоты или кислотность основания. Разбавление раствора сильного электролита учитывают по уравнениям:
где индекс 1 относится к исходному раствору (до разбавления), индекс 2 – к конечному раствору (после разбавления). В среде, близкой к нейтральной, необходимо принять во внимание диссоциацию воды, в результате которой образуются ионы Н+иОН -.
При смешивании растворов сильных кислот и оснований возможны два варианта. 1. рН1<7и рН2<7 или рН2>7ирН2>7, то есть смешивают два кислых или два щелочных раствора:
2. рН1<7, а рН2>7, то есть смешивают кислый и щелочной растворы. В этом случае конечную концентрацию раствора рассчитывают по веществу, взятому в избытке.
Расчет рН в растворах слабых кислот и оснований Диссоциация многих электролитов протекает не полностью. Отношение числа диссоциированных молей к общему числу молей электролита в растворе называют степенью диссоциации. Для его количественного описания используют константу равновесия, называемую константой диссоциации. Для одноосновной кислоты, диссоциирующей по уравнению:
Т.к. [An–] = [H+] и [An] = C то и
где С – концентрация слабой кислоты, моль/л Kd – константа диссоциации (приводится в справочниках). Для растворов слабых оснований:
где С - концентрация слабого основания, моль/л. По значению константы диссоциации можно рассчитать степень диссоциации слабого электролита:
Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, например: Н2S Û НS- + Н + (1-ая ступень); НS- Û S2- + Н+ (2-ая ступень). При расчетах рН обычно учитывают только первую ступень диссоциации, пренебрегая второй и третьей ступенями. Таким образом, уравнения (62 и 64) справедливы и для многоосновных кислот при использовании первой константы диссоциации Kd 1. Примеры решения задач Пример 1. Вычислить рН раствора серной кислоты концентрацией 0,3 % (d = 1,0 г/см3). Решение. 1. Перейдем к моляльной концентрации серной кислоты. Для этого выделим мысленно 100 г раствора, тогда масса серной кислоты составит 0,3 г, а масса воды – 99,7 г. По уравнению (37) вычислим моляльную концентрацию: 2. По уравнению диссоциации H2SO4 ® 2H+ + SO42- из 1 моль серной кислоты образуется 2 моль H+, следовательно, 3. По уравнению (50) вычислим значение рН: рН = -lg[H+] = –lg0,062 = 1,21. Пример 2. Вычислить рН раствора гидроксида бария концентрацией 0,0068 экв/л. Решение. 1. По уравнению диссоциации Ba(OH)2 ® Ba2+ + 2 OH- из 1 моль гидроксида бария образуется 2 моль гидроксил-ионов: 3. По уравнению (50) найдем значение рОН: рOН = -lg[OH-] = -lg0,0068 = 2,17 и вычислим рН: рН = 14 - рОН = 14 – 2,17 = 11,83. Пример 3. Определить значение рН при разбавлении раствора одноосновной кислоты с рН = 5,5 в 100 раз. Решение. По уравнению (56) найдем концентрацию ионов водорода в конечном растворе [H+]2: и вычислим его рН: рН2 = -lg[H+]2 = -lg1,15×10-7 = 6,9. Пример 4. Определить значение рН при смешении 10 л раствора с рН = 2 и 17 л раствора с рН = 4. Решение. По уравнению (58) найдем концентрацию ионов водорода в конечном растворе [H+]3
и вычислим рН3: рН3 = -lg[H+]3 = -lg(4,6×10-3) = 2,33. Пример 5. Смешали 250 мл раствора (V 1) с рН = 3 и 300 мл раствора (V 2) гидроксида калия концентрацией 0,001 моль/л. Определить рН полученной смеси. Решение. 1. Найдем число молей OH-: Согласно уравнению диссоциации: KOH ® K+ + OH-, 2. Найдем число молей H+: 3. Очевидно, что в избытке находятся гидроксил-ионы. Их остаточную концентрацию в полученном растворе найдем по уравнению: 4. Вычислим рН3 по уравнению: рН3 = 14 + lg[OH-]3 = 14 + lg(9,1×10-5) = 9,96. Пример 6. Найти рН раствора борной кислоты с мольной долей 0,0025 (d р-р = 1,0 г/см3). Решение. 1. выделим мысленно 1 кг раствора. , где индекс 1 относится к растворителю (т.е. к воде), а индекс 2 – к растворенному веществу, т. е. к H3BO3. M 1 = 18 г/моль, М 2 = 61,8 г/моль. Þ , подставим в уравнение п. 1: и найдем n 2: 2. Так как плотность раствора равна 1 г/см3, то его объем соответствует 1 л и молярная концентрация численно равна количеству вещества борной кислоты, т. е. СМ (Н3ВО3) = 0,138 моль/л. 3. Диссоциация борной кислоты по первой ступени протекает по реакции: H3BO3 ® H+ + H2BO3-, для которой константа диссоциации Kd 1 = 7,1×10-10. Второй и третьей ступенями диссоциации борной кислоты пренебрегаем. 4. рН раствора борной кислоты вычисляем в соответствии с уравнением (63): рН = -lg[H+] = -lg(9,9×10-6) = 5. Пример 7. Сколько граммов бутиламина содержится в 1 л его раствора, имеющего рН=11,5? Решение. 1. Гидрат бутиламина диссоциирует как основание по уравнению: C4H9NH2×H2O Û C4H9NH3+ + OH-. Константа диссоциации: Kd = 4,57×10-4, p Kd = 3,340. 2. рОН = 14 - рН = 2,5. 3. Из формулы (64) находим молярную концентрацию бутиламина lg CМ = p Kd – 2pOH = 3,34 - 2×2,5 = -1,66; CМ = 10-1,66 = 0,022 моль/л и массу бутиламина, содержащуюся в 1 л раствора: Сг/л = CМM, где М – молярная масса бутиламина 73 г/моль. Получаем С г/л =0,022×73 = 1,6 г/л. Задачи для решения I. Определить pH предложенного раствора сильного электролита
51. Найти рН раствора гидроксида бария концентрацией 0,1 моль/л, если к 1 л этого раствора добавили 7,1 г сульфата натрия. 52. Найти рН раствора серной кислоты концентрацией 0,1 моль/л, если к 1 л этого раствора добавили 7,1 г хлорида бария. 53. Найти рН раствора после выщелачивания боксита по следующим данным: масса руды 1 т; ω(Al2O3∙Н2O) = 80 %; V (NaOH)=3,1 м3; ω(NaOH)=15 %. 54. Найти рН 10 % раствора соляной кислоты (d = 1,047 г/мл) при условии, что к 20 л этого раствора прибавили 5 м3 воды, содержащей гидроксид кальция концентрацией 0,02 экв/л. 55. Определить рН раствора, содержащего 4 г KOH и 5 г NaOH в одном литре воды. 56. Определить рН раствора, содержащего 0,005 моль/л серной кислоты и 0,006 моль/л соляной кислоты. 57. Выщелачивание руды идет по реакции: Li2O∙Al2O3∙4SiO2+H2SO4→Li2SO4+ Al2O3∙4SiO2∙H2O↓. Определить рН раствора после выщелачивания по следующим данным: масса руды = 1 т; ω(Li2O∙Al2O3∙4SiO2)=70 %; V (H2SO4)=4 м3; ω(H2SO4)=5% (d =1,032 г/мл). 58. Найти рН раствора после выщелачивания руды при следующих условиях: масса руды – 1 т, в ней содержится 6 % Cu4(SO4)(OH)6; ω(H2SO4)=3 %, d =1,03 г/мл, V (H2SO4)=3 м3. 59. Рассчитайте рН раствора, полученного при разбавлении 20 л 10 % соляной кислоты (d =1,047 г/мл) пятью кубометрами воды. 60. Рассчитать рН раствора азотнокислых стоков, если 10 л 5 % азотной кислоты сброшены в резервуар емкостью 5 м3. 61. Найти рН раствора соляной кислоты, если к 100 мл этого раствора, содержащего 5 мг HCl, прибавили 5 мг нитрата свинца (II). 62. Определите рН 10 м3 раствора, содержащего по 50 г серной и дихромовой кислот. 63. Определить рН 5 л щелочных стоков, содержащих 2 мэкв щелочи. 64. Найти рН раствора дихромовой кислоты, если в нем содержится 2 мг/мл Cr (VI).
II. Определить pH и степень диссоциации предложенного раствора слабого электролита при температуре 25°С:
III. По заданному значению pH определить концентрацию предложенного раствора электролита при температуре 25°С и выразить ее всеми возможными способами (считать, что плотности растворов равны 1 г/см3).
IV. По заданному значению pH определить концентрацию предложенного раствора слабого электролита и выразить ее всеми возможными способами.
V. Определить pH при смешивании двух растворов электролитов:
195. Смешали 10 л соляной кислоты концентрацией 3,65 г/л и 15 л гидроксида натрия концентрацией 2 г/л. Определить рН полученного раствора. 196. Определить объем раствора с рН = 3,8, если после добавления к нему 0,6 л раствора с рН=10,5 образовался раствор с рН = 4,2. 197. Найти объем раствора 0,005 М соляной кислоты, если после добавления к нему 0,5 л раствора гидроксида бария концентрацией 0,003 моль/л получился раствора с рН = 4,03. 198. Определить объем раствора с рН=10,13, если после добавления к нему 30 л раствора с рН = 9,76 образовался раствор с рН = 9,92. 199. Смешали 40 м3 раствора с рН = 6,7 и 2000 л раствора с рН = 8,3. Определить рН раствора после смешивания. 200. Определить объем раствора с рН=13,4, если после добавления к нему 40000 л раствора с рН = 4,8 образовался раствор с рН=8,5. 201. Определить рН раствора, если к 40 л раствора с рН=6,7, добавили 2 л раствора с рН = 8,3. 202. Смешали 2 л серной кислоты концентрацией 0,01 моль/л и 3 л щелочи с рН=12,5. Определить рН полученного раствора. 203. Определить объем раствора с рН = 11,3, если после добавления к нему 0,2 л раствора с рН=2,9 и 0,5 л раствора с рН = 3,5 образовался раствор с рН = 4,1. 204. Определить объем раствора с рН=2,14, если после добавления к нему 1,75 л раствора с рН = 11,85 образовался раствор с рН=10,23. 205. Смешали 0,2 л 0,5 н. HCl и 0,3 л 0,3 М NaOH. Определить рН раствора после смешивания. 206. Определить объем раствора с рН=10,13, если после добавления к нему 30 л раствора с рН = 9,76 образовался раствор с рН=9,92 207. Определить объем раствора с рН=3,4, если после добавления к нему 9,8 л раствора с рН = 9,8 образовался раствор с рН=4,6. 208. Определить рН раствора после смешивания 200 мл 0,5 н. раствора серной кислоты и 300 мл раствора едкого натра с концентрацией 0,3 моль/л. 209. Смешали 100 мл 0,015 н. раствора и 100 мл 0,09 н. раствора серной кислоты. Рассчитать рН полученного раствора. 210. Смешали 20 мл 0,5 н. раствора соляной кислоты и 10 мл 0,2 н. раствора гидроксида бария. Найти рН полученного раствора. 211. К 100 мл 0,2 % раствора едкого натра (NaOH) прибавили 200 мл 0,1 % раствора NaOH. Рассчитать рН полученного раствора. 212. К 200 мл 0,7 н. раствора серной кислоты прибавили 300 г воды. Рассчитать конечную концентрацию серной кислоты и определить рН раствора. 213. Смешали 54 мл 0,5 % раствора NaOH и 10 мл 0,2 % раствора NaOH. Рассчитать концентрацию полученного раствора и определить его рН. 214. Какое значение рН получится в растворе, если к 500 мл 0,3 % раствора КОН прибавить 500 мл воды? 215. Смешали 4 мл 0,46 % серной кислоты и 200 мл серной кислоты, концентрацией 0,001 моль/л. Рассчитать рН полученного раствора. 216. Смешали 8 л раствора соляной кислоты концентрацией 0,04 моль/л и 11 л раствора ее же концентрацией 2 г/л. Рассчитать рН полученного раствора. 217. К раствору объемом 30 мл, содержащему 0,109 г серной кислоты в 100 мл раствора, прибавили 40 мл раствора NaOH, содержащего 0,098 г гидроксида натрия в 100 мл раствора. Найти концентрацию (в моль/л) того вещества, которое останется в избытке, и вычислить рН полученного раствора. 218. Смешали 10 мл 0,12 % раствора HCl и 10 мл 0,076 % раствора HCl. Рассчитать процентную концентрацию и рН полученного раствора. 219. К 10 мл 6 % раствора соляной кислоты плотностью 1,03 г/см3 прибавили 10 мл 1 % раствора гидроксида бария плотностью 1,0 г/см3. Вычислить рН образующегося раствора.
VI. Определить pH раствора после соответствующего разведения:
Гидролиз Гидролизом называют процессы разложения химических соединений в результате реакции с водой. Гидролиз соли – это реакция, обратная процессу образования соли путем нейтрализации кислоты основанием.
Гидролизуются только соли, содержащие в своем составе ионы слабых электролитов: слабой кислоты или слабого основания.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 2245; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.216.174.32 (0.012 с.) |