Приклад 18. У воді масою 200 г розчинили калій гідроксид масою 11,2 г. Густина добутого розчину становить 1,04 г/мл. Обчисліть молярну концентрацію цього розчину

Відповідь:

Дано: г г г/мл	Розв’язок: 1. Обчислюємо масу добутого розчину: г 2. Визначаємо об’єм цього розчину: ; мл=0,203 л.
Знайти: -?

3. Обчислюємо кількість речовини калій гідроксиду, який міститься в розчині:

де г/моль.

4. Молярна концентрація розчину визначається:

;

Приклад 19. Який об’єм 2 М розчину NaCl потрібен для одержання 2 л 5% розчину густиною 1,05 г/мл.

 

Дано: V 5% NaCl = 2 л ρ = 1,05 г/мл	Розв’язок: Обчислюємо масу добутого розчину: m = 2000 ∙ 1,05 = 2100 г Визначаємо масу NaCl у розчині: m = 2100 ∙ 5% = 105 г. Визначаємо кількість речовини NaCl у одержаному розчині: M (NaCl) = 58,5 г/моль, ν (NaCl) = 105 г/58,5г/моль = 1,79 моль.
Знайти: V2M NaCl -?

Визначаємо об’єм 2М розчину, у якому міститься така кількість NaCl:

V_2M = ν (NaCl)/C(NaCl) = 1,79/2 = 0,895 л = 895 мл.

 

Приклад 20. Як називається добуток концентрацій йонів малорозчинного електроліту у насиченому розчині при певній температурі.

Відповідь:

Для малорозчинної сполуки, яка перебуває у рівновазі зі своїм насиченим розчином, рівняння динамічної рівноваги матиме вигляд

K_mA_n ↔ mKⁿ⁺ + nА^m-.

Осад Розчин

Згідно з законом діючих мас, константа рівноваги цієї реакції:

 

де [K_mA_n] – концентрація речовини в осаді, яка не залежить від кількості твердої фази. Оскільки [K_mA_n] = const, то і
K ∙ [K_mA_n] = const, а отже і [Kⁿ⁺]^m[ А^m-]ⁿ = const.

Отже, у насиченому при певній температурі розчині добуток концентрацій йонів малорозчинного електроліту є сталою величиною, яка називається добутком розчинності (ДР). Наприклад, для малорозчинного у воді купрум (ІІ) гідроксиду маємо:

 

Cu(OH)₂ ↔ Cu²⁺ + 2OH⁻;

ДР(Cu(OH)₂) = [Cu²⁺][OH⁻]² = 6 ∙ 10²⁰ (моль/л)³.

Значення ДР погано розчинних у воді сполук можна обчислити за їх розчинністю або електропровідністю розчинів. Оскільки ДР сполуки за певної температури є сталою величиною, то збільшення концентрації одного з йонів, на які дисоціює сполука, зменшує концентрацію іншого. Введення однойменних йонів у розчин малорозчинного електроліту знижує його розчинність.

Умови виділення і розчинення осаду:

• якщо [Kⁿ⁺]^m[ А^m-]ⁿ < ДР, то розчин ненасичений і осад розчиняється;

• якщо [Kⁿ⁺]^m[ А^m-]ⁿ = ДР, то розчин насичений і система перебуває в рівновазі;

• якщо [Kⁿ⁺]^m[ А^m-]ⁿ > ДР, то розчин пересичений і відбувається випадання осаду.

 

Приклад 21. ДР BaF₂ при 18 ⁰С дорівнює 1,7∙10^-6. Обчисліть концентрацію йонів Ba²⁺ i F⁻ у насиченому розчині при даній температурі.

 

 

Дано: ДР (BaF2) = 1,7∙10-6	Розв’язок: BaF2 ↔ Ba2+ + 2 F− Відповідно до рівняння дисоціа ці ї C(F-) = 2 C(Ba2+) Тоді ДР (BaF2) = C(Ba2+) ∙ [2 C(Ba2+)]2 = 4 [C(Ba2+)]3
Знайти: C(Ba2+) -? C(F-) -?

C(F^-) = 2 C(Ba²⁺) = 1,5∙10^-2 моль/л

Приклад 22. Змішали 200 мл 0,02 М розчину СаCl₂ та 100 мл 0,01 М розчину Na₂SO₄. Чи випаде осад?
ДР (CaSO₄) = 1,3∙10^4‑.

 

Дано: C (CaCl2) = 0,02 M C (Na2SO4) = 0,01 M ДР (CaSO4) = 1,3∙10-4	Розв’язок: CaCl2 + Na2SO4 = CaSO4 ↓+ 2 NaCl Як було зазначено вище, осад випадатиме, якщо C(Ca2+)∙C(SO42-) > ДР Визначаємо молярні концентрації відповідних йонів у вихідних розчинах: C(Ca2+) = C (CaCl2) = 0,02 моль/л C(SO42-) = C (Na2SO4) = 0,01 моль/л
Знайти: Чи випаде осад?

Визначаємо кількості речовин даних йонів у вихідних розчинах:

ν (Ca²⁺) = 0,02 моль/л∙0,2 л = 0,004 моль;

ν (SO₄^2-) = 0,01 моль/л∙0,1 л = 0,001 моль.

Визначаємо об’єм одержаного розчину:

V = 0,1 + 0,2 = 0,3 л.

Визначаємо відповідні концентрації у одержаному розчині:

C(Ca²⁺) = 0,004 моль/0,3 л = 0,013 моль/л;

C(SO₄^2-) = 0,001 моль/0,3 л = 0,003 моль/л.

Визначаємо добуток концентрацій і порівнюємо з ДР:

C(Ca²⁺)∙C(SO₄^2-) = 0,013 ∙ 0,003 = 4,3∙10^-5 < ДР.

Отже, осад не випаде.

 

Приклад 23. Визначити рН 0,005М розчину Н₂SO₄.

 

Дано: C (Н2SO4) = 0,005 M	Розв’язок: Н2SO4 ↔ 2 Н+ + SO42 -   рН = -lg [Н+]   Визначаємо молярну концентрацію йонів Н+. Оскільки при дисоціації 1 молекули кислоти утворюється 2 йони Н+, то [Н+] = 2 ∙ C (Н2SO4) = = 2 ∙ 0,005 = 0,01 моль/л рН = -lg(0,01) = 2
Знайти: рН –?

 

Приклад 24. Визначити рН 0,001М розчину NaOH.

 

Дано: C (NaOH) = 0,001 M	Розв’язок: NaOH ↔ Na+ + OH -   рН = -lg [Н+]   Визначаємо молярну концентрацію йонів Н+. Оскільки [Н+][ОН-] = 10-14, то [ Н+] = 10-14/[ОН-]. Концетрація йонів ОН-, згідно рівняння дисоціації, рівна C (NaOH). [ ОН-] = C (NaOH) = 0,001 моль/л [ Н+] = 10-14/0,001 = 10-11 моль/л рН = -lg(10-11) = 11
Знайти: рН –?