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 |
Ионное произведение воды. Водородный показатель.Содержание книги Поиск на нашем сайте
Вода хотя и весьма незначительно, но все же диссоциирует на ионы: Н2ОÛ Н+ + ОН-. Следовательно, вода является типичным амфотерным электролитом, т.е. она может действовать в равной степени и как кислота и как основание. Установлено, что константа диссоциации воды равна . Судя по значению этой величины, вода является очень слабым электролитом. Произведение концентраций водородных и гидроксид-ионов, которое при данной температуре является постоянной величиной, называется ионным произведением воды, его обозначают Кw. При 250С Кw =[Н+][ОН-]=10-14. Для процессаН+(р) + ОН- (р) Û Н2О(р) , D Н 0298 = -56кДж/моль; обратный процесс - диссоциация воды является эндотермическим процессом. Отсюда, в соответствии с принципом Ле-Шателье, температура будет оказывать влияние на Кw. Для характеристики кислотности раствора используют водородный показатель (рН). рН = - lg [H+], где [H+] - концентрация ионов водорода в моль/л. Т.к. Кw ¹ 0, то и не может быть водного раствора, в котором концентрация Н+ или ОН- равнялась бы нулю. Следовательно, в любом водном растворе присутствуют совместно ионы Н+ и ОН-. Для нейтральной среды [Н+] = [ОН-] = =10-7 моль/л, следовательно, рН=7. В кислой среде [Н+]> 10-7 моль/л, т.е. 0< рН <7, в щелочной среде [ОН-] > 10-7моль/л, т.е. 7 < рН £ 14.
Шкала рН для ст.у. кислая среда щелочная среда
0 7 14 рН Нейтральная среда Пример 1. Рассчитать рН 0,01 М раствора NaOH. Решение: NaOH является сильным электролитом (α=1), тогда с учетом полной диссоциации NaOH → Na+ + OH-, концентрация гидроксид-ионов составит [OH-] = 0,01моль/л. Исходя из ионного произведения воды Кw =[H+][OH-] = 1´ 10-14 определяем концентрацию ионов водорода [H+]= = = 10-12 (моль/л), затем водородный показатель рН = - lg [H+] = - lg 10-12 = 12. Пример 2. Определить молярность раствора HNO3, если концентрация гидроксид-ионов в нем составляет [OH-] = 10-11 моль/л. Решение: HNO3 – сильный электролит (α =1), тогда с учетом полной диссоциации азотной кислоты, протекающей по уравнению HNO3 → H+ + NO3-, молярность раствора (СМ, моль/л) численно равна концентрации ионов водорода, которую определяем исходя из ионного произведения воды Кw =[H+][OH-] = 1´ 10-14: [H+]= Kw/[OH-] = 10-14/10-11 = 0,001 моль/л. Молярность раствора равна 0,001 моль/л. Пример 3. Вычислить концентрацию ионов водорода и степень диссоциации 0,002М раствора HNO2. Константа диссоциации Кд = 5´10-4. Решение: Азотистая кислота – слабый электролит, процесс диссоциации можно выразить следующим уравнением: HNO2 Û H+ + NO2-. Напишем математическое выражение константы диссоциации . Обозначим [H+] = X моль/л. Из уравнения диссоциации (согласно стехиометрическим коэффициентам) следует, что [H+] = [NO2-] = X. Концентрация недиссоциированной кислоты составит [HNO2] = (0,002 – X) моль/л. Подставляя данные значения в выражение константы диссоциации и пренебрегая величиной X в знаменателе из-за ее малого значения, находим [H+] =X = = 1´10-4 моль/л. Зная концентрацию ионов водорода, можно определить степень диссоциации a = [H+]/Cм = (1´10-4/0,002) ´100% = 0,05 или в процентах a = 0,05´100% = 5%. Пример 4. Определить рН 0,2 М раствора NH4OH (Kд = 1,8´10-5). Решение: Диссоциация слабого электролита NH4OH протекает по уравнению NH4OHÛ NH4+ + OH-. Напишем математическое выражение константы диссоциации Кд = . Обозначим [OH-] = X. Из уравнения диссоциации NH4OH следует, что [OH-] = [NH4+]= X моль/л. Концентрация недиссоциированного гидроксида аммония [NH4OH] = (0,2 – X) моль/л. Подставляя эти величины в выражение константы диссоциации NH4OH и, пренебрегая Х в знаменателе из-за его малого значения, находим [OH-] = X= = =1,9´10-3 моль/л. Из ионного произведения воды определяем [H+] = = 5,3´10-12. Затем находим водородный показатель рН = - lg [H+] = - lg (5,3´10-12) = 11,28. Пример 5. Определить молярность и концентрацию гидроксид-ионов ([ОН-]) (моль/л) раствора HCN, для которого рН=5,1. Кд = 7,9´10-10. Решение: Исходя из значения рН=5,1, по формуле для водородного показателя рН=- lg [H+] находим концентрацию ионов водорода: [H+]=8×10-6моль/л. Затем из ионного произведения воды Кw =[H+][OH-] = 1×10-14 определяем концентрацию гидроксид-ионов водорода [ОH-]= Kw /[H+] = 10-14/8×10-6 = 1,25×10-9 (моль/л). Диссоциация цианистоводородной кислоты протекает по уравнению HCN ↔ H+ + CN -; т.к. n Н+ : n СN-=1:1, концентрации ионов [H+]=[CN - ] = 8,10-6моль/л. Исходя из математического выражения константы диссоциации или , определяем молярность раствора HCN: [HCN]=0,01 моль/л. Задачи 92. Рассчитать рН 0,001 М раствора NaOH. 93. Рассчитать рН 0,18 М раствора NH4OH, если Кд = 1,8´10-5. 94. Как изменится рН чистой воды, если к 1 л ее прибавить 0,01 моль H2SO4? 95. Определить рН и концентрацию гидроксид-ионов (моль/л) в 0,1 М растворе HCl. 96. Определить степень диссоциации уксусной кислоты CH3COOH, рН которого равен 3. Кд = 1,8´10-5. 97. Как изменится рН чистой воды, если к 1 л ее добавить 0,001 моль NaOH? 98. Вычислить молярность раствора щелочи, рН которого равен 12. 99. Определить рН 0,01 М раствора HCN, Кд = 7,9´10-10 100. Определить молярную концентрацию и рН раствора HCl, если концентрация гидроксид-ионов равна 10-14 моль/л. 101. Какова концентрация гидроксид-ионов в растворах, рН которых 9, 7, 4? Какую реакцию среды имеют эти растворы? 102. Концентрация гидроксид-ионов в растворе КОН равна 10-2 моль/л. Определить рН и молярность данного раствора. 103. Определить рН и концентрацию гидроксид-ионов (моль/л) 0,1М H2S раствора, учитывая только первую ступень диссоциации, для которой Кд = 6.10-8. 104. Определить молярность и рН раствора HCN, если концентрация гидроксид-ионов в нем составляет 10-9 моль/ л. Кд = 7,9´10-10. 105. Вычислить степень диссоциации и рН 0,1М раствора HNO2. Кд = 5´10-4. 106. Рассчитать молярность раствора NH4OH, рН которого равен 11. Кд = 1,8´10-5. 107. Чему равен рН растворов сильных электролитов (α =1) KCl, HCl, KOH, концентрация которых равна 0,01М? 108. Определить молярность и концентрацию гидроксид-ионов (моль/л) раствора HNO2, рН которого равен 4. Кд = 5´10-4. 109. рН раствора H2SO4 равен 6. Рассчитать молярность раствора и концентрацию гидроксид-ионов в данном растворе. 110. В каком из растворов, 0,01 М NaOH или 0,01 М NH4OH (Кд = 1.8´10-5), щелочность среды больше? Ответ подтвердите расчетом рН.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-11; просмотров: 700; 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 - 3.146.152.135 (0.007 с.) |