Задачи для самостоятельного решения. 1. В одном литре воды поглощено 5,6 дм3 NH3 (н.у.), после чего через раствор пропустили 2,24 дм3 (н.у.) хлороводорода

1. В одном литре воды поглощено 5,6 дм³ NH₃ (н.у.), после чего через раствор пропустили 2,24 дм³ (н.у.) хлороводорода, который полностью поглотился. Затем к полученному раствору добавили 50,0 см³ 0,5 М раствора соляной кислоты. На каком этапе образовался буферный раствор? Вычислите его рН. Как изменится рН при добавлении соляной кислоты? Вычислите буферную емкость по кислоте. Объясните, образовавшийся буферный раствор более устойчив к добавлению Н⁺ или ОН^-?

2. Рассчитайте, какую массу NаОН надо прибавить к 100 см³ 0,1 М раствора уксусной кислоты, чтобы образовался буферный раствор, рН которого а) 4,5; б) 5,0? Рассчитайте теоретическую буферную емкость каждого из полученных таким образом растворов по кислоте, по щелочи.

Решение задач приложить к отчету.

Тема 5. Гетерогенные равновесия и процессы

Теоретические аспекты:

К малорастворимым электролитам относят соли и основания, для которых в таблице растворимости стоят символы «м» и «н». Под растворимостью малорастворимого электролита А_nB_m при данной температуре понимают молярную концентрацию S, моль/дм³ его насыщенного водного раствора, находящегося в равновесии с осадком данного вещества. Это равновесие описывают с помощью константы равновесия, которую называют произведением растворимости и обозначают ПР (А_nB_m). Величина ПР зависит от природы электролита и температуры, но не зависит от химического состава раствора над осадком, ее значение приводится в справочниках для температуры 25 ⁰С. Произведение растворимости – одно из важнейших понятий, которые количественно характеризуют состояние равновесия в гетерогенных системах, характеризуют процессы, протекающие с образованием труднорастворимых соединений (осадков). Подобные равновесия имеют место в процессах жизнедеятельности, например, образование нерастворимых соединений (камней) приводит к возникновению желчекаменной или почечнокаменной болезни, при решении экологических задач. Решение их может быть эффективным с привлечением теории гетерогенных равновесий.

Равновесие осадок малорастворимого электролита – его насыщенный раствор Произведение растворимости и растворимость. Условия образования осадка при смешивании растворов электролитов и его растворения. Расчет растворимости малорастворимых электролитов в воде и растворах, содержащих другие электролиты.

Растворимость малорастворимых соединений определяется молярной концентрацией его насыщенного при данной температуре раствора, находящегося в равновесии с осадком. Насыщенный раствор содержит максимально возможное при данных условиях количество растворенного вещества.

Количественно растворимость веществ выражается молярной концентрацией малорастворимого соединения в насыщенном над осадком растворе – S [моль/дм³] и называется молярной растворимостью.

В насыщенных водных растворах сильного электролита устанавливается динамическое равновесие между осадком и его ионами в насыщенном над осадком растворе, причем равновесная концентрация каждого из этих ионов остается постоянной вплоть до вмешательства извне.

Ненасыщенный раствор – устойчивая неравновесная система, в которой концентрация вещества меньше, чем в насыщенном растворе; если создать условия, при которых раствор над осадком становится ненасыщенным, то равновесие в системе будет нарушено и смещено в направлении растворения осадка вплоть до образования насыщенного раствора.

Пересыщенный раствор – неустойчивая псевдоравновесная система, в которой концентрация вещества больше, чем в насыщенном растворе. Пересыщенные растворы являются гомогенными системами, но при определенных условиях самопроизвольно выделяют растворенное вещество, превращаясь в гетерогенные системы (насыщенный раствор в равновесии с осадком).

Количественно равновесие в насыщенных растворах малорастворимых соединений характеризуется величиной произведения растворимости ПР. Величина ПР зависит от природы электролита и температуры, но не зависит от химического состава раствора над осадком, ее значение приводится в справочниках для температуры 25 ⁰С.

Для равновесия

ВaSO₄ _(тв)Û ВaSO₄₍_p₎ ® Ba₍_p₎²⁺ + SO₄₍_p₎^2-

произведение растворимости (ПР) малорастворимого соединения есть произведение равновесных молярных концентраций его ионов в насыщенном над осадком растворе, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в равновесном процессе:

(7.1)

при постоянной температуре произведение растворимости является величиной постоянной.

В более строгих расчетах заменяется произведением активности ионов малорастворимого соединения.

Для большинства малорастворимых соединений значение ПР приведены в справочниках.