3 раствора, водородный показатель которого равен 11?

493 Водородный показатель (рН) одного раствора равен 2, а другого -6. В 1 дм3 какого раствора концентрация ионов водорода больше и во сколько раз?

494 Укажите реакцию среды и найдите концентрацию [Н+] и [ОН-]-ионов в растворах, для которых рН равен:

а) 1,6; б) 10,5.

495 Вычислите рН растворов, в которых концентрация [Н+]-ионов

равна (моль/дм3):

а) 2,0-10-7; б) 8,1-10-3; в) 2,7-10-10.

496 Вычислите рН растворов, в которых концентрация ионов [OH-]

равна (моль/дм3):

a) 4,6-10^; б) 8Д-10-6; в) 9,3-10-9.

497 Вычислите молярную концентрацию одноосновной кислоты

(НАП) в растворе, если:

а) рН = 4, а = 0,01; б) рН = 3, а = 1 %; в) pH = 6,а = 0,001.

498 Вычислите рН 0,01 н раствора уксусной кислоты, в котором сте-

пень диссоциации кислоты равна 0,042.

499 Вычислите рН следующих растворов слабых электролитов:

а) 0,02 М NH4OH; б) 0,1 М HCN;

в) 0,05 н HCOOH; г) 0,01 М CH3COOH.

500 Чему равна молярная концентрация раствора уксусной кислоты, рН которой равен 5,2?

501 Определите молярную концентрацию раствора муравьиной кислоты (HCOOH), если а = 6 %, KTCOOH = 1,86-10-4.

502 Найдите степень диссоциации (%) и [Н+] 0,1 М раствора СН3СООН, если константа диссоциации уксусной кислоты равна 1,8-10-5.

503 Вычислите [Н+] и рН 0.01 М и 0,05 н растворов H2SO4.

504 Вычислите [Н+] и рН раствора H2SO4 с массовой долей кислоты 0,5 % (р = 1,00 г/см3).

505 Вычислите pH раствора гидроксида калия, если в 2 дм3 раствора содержится 1,12 г КОН.

506 Вычислите [H+] и pH 0,5 М раствора гидроксида аммония. K (NH4OH) = 1,76-10-5.

507 Вычислите рН раствора, полученного при смешивании 500 см3 0,02 М CH3COOH с равным объемом 0,2 М CH3COOK.

508 Определите pH буферной смеси, содержащей равные объемы растворов NH4OH и NH4C1 с массовыми долями 5,0 %.

509 Вычислите в каком соотношении надо смешать ацетат натрия и уксусную кислоту, чтобы получить буферный раствор с pH = 5.

510 В каком водном растворе степень диссоциации наибольшая: а) 0,1 М СН3СООН; б) 0,1 М НСООН; в) 0,1 М HCN?

511 Выведите формулу для расчета рН:

а) ацетатной буферной смеси;

б) аммиачной буферной смеси.

512 Вычислите молярную концентрацию раствора HCOOH, имеюще-

го pH = 3.

5.5 ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

Пример 95 Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: а) KCN, б) Na2CO3, в) ZnSO4. Определите реакцию среды растворов этих солей.

Решение

а) Цианид калия KCN - соль слабой одноосновной кислоты HCN и

сильного гидроксида КОН. При растворении в воде молекулы KCN полно-

стью диссоциируют на катионы К+ 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 НСК

Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CN- + Н2О <-> HCN + ОН-

или в молекулярной форме:

KCN + H2O <-> HCN + KOH.

В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов OH-, поэтому раствор KCN имеет щелочную реакцию (pH > 7).

б) Карбонат натрия Na2CO3 - соль слабой многоосновной кислоты и

сильного гидроксида. В этом случае анионы соли CO2-, связывая водо-

родные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО- , а не молекулы

Н2СО3, так как ионы НСО- диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы

Н2СО3. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидро-лизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

CO2- + Н2О <-> НСО- + ОНили в молекулярной форме:

№2СО3 + Н2О <-> NaНСOз + NaOH/

В растворе появляется избыток ионов OH-, поэтому раствор Na2CO3 имеет щелочную реакцию (pH > 7).

в) Сульфат цинка ZnSO4 - соль слабого многокислотного гидроксида Zn(OH)2 и сильной кислоты H2SO4. В этом случае катионы Zn2+ связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли ZnOH+. Образование молекул Zn(OH)2 не 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:

Zn2+ + Н2О <-> ZnOH+ + Н+

или в молекулярной форме:

2ZnSO4 + 2Н2О <-> (ZnOH)2SO4 + H2SO4.

В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnSO4 имеет кислую реакцию (pH < 7).

П р и м е р 96 Какие продукты образуются при смешивании растворов A1(NO3)3 и K2CO3? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение реакции.

Решение Соль A1(NO3)3 гидролизуется по катиону, а K2CO3 - по аниону:

A13+ + Н2О <-> A1OH2+ + Н+,

CO2- + Н2О <-> НСО- + OH-.

Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, так как ионы H+ и OH- образуют молекулу слабого электролита H2O. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием A1(OH)3 и CO2(H2CO3). Ионно-молекулярное уравнение:

2A13+ + 3 CO2- + 3H2O = ^2A1(OH)3 + 3CO2, молекулярное уравнение:

2A1(NO3)3 + 3K2CO3 + 3H2O = ^2A1(OH)3 + 3CO2t + 6KNO3.

П р и м е р 97 Составьте уравнение реакций гидролиза Na2SO3. Определите, в какую сторону сместится равновесие, если к раствору этой соли

добавить: а) NaOH; б) HC1; в) K2CO3; г) A12(SO4)3.

Решение Составим уравнение диссоциации Na2SO3: Na2SO3 <-> 2Na+ + SO2- .

Кислотным остатком слабой кислоты здесь является ион SO2- , следовательно, ионное уравнение гидролиза будет иметь вид:

SO2- + НОН <-> HSO- + ОН-, рН > 7;

молекулярное уравнение гидролиза:

Na2SO3 + НОН <-> NaHSO3 + NaOH.

а) Так как в результате гидролиза сульфита натрия создается щелоч-

ная среда, согласно принципу Ле-Шателье, при добавлении NaOH равнове-

сие сместится в сторону исходных веществ.

б) При добавлении кислоты ионы Н+ и ОН- образуют воду, следова-

тельно, концентрация ОН- понижается, и равновесие смещается в сторону

образования продуктов реакции.

в) Чтобы определить, в какую сторону сместиться равновесие при до-

бавлении К2СО3, составим уравнение гидролиза этой соли и определим

кислотность среды:

К2СО3 <-> 2К+ + CO2- .

Кислотным остатком слабой кислоты является ион CO2-, следовательно, процесс гидролиза можно представить в виде

CO2- + НОН <-> НСО- + ОН-, рН > 7,

К2СО3 + НОН <-> КНСО3 + КОН.

В результате процесса гидролиза К2СО3, так же как и в случае гидролиза Na2SO3, образуются свободные ионы ОН-, следовательно, согласно принципу Ле-Шателье, добавление К2СО3 к раствору Na2SO3 вызывает смещение равновесия в сторону исходных веществ.

г) Чтобы определить направление смещения равновесной системы при добавлении в нее сульфата алюминия, составим уравнение гидролиза

A12(SO4)3:

A13+ + НОН <-> A1OH2+ + Н+, рН < 7,

A12(SO4)3 + 2НОН <-> 2A1OHSO4 + H2SO4.

В результате гидролиза A12(SO4)3 образуются свободные ионы водорода, которые с ионами гидроксила ОН- образуют воду:

Н+ + ОН- <-> Н2О.

При этом содержание ОН- в системе понизится, следовательно, согласно принципу Ле-Шателье, произойдет смещение равновесия в сторону продуктов реакции.

Задачи

513 Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гид-

ролиза солей:

а) Ni(NO3)2 и Na2SO3; б) FeCL,, Na2CO3 и KC1;

в) A1C13, K2CO3 и NaNO3; г) K2S, ZnSO4 и NaC1;

д) NaC1O, ZnC12 и K2SO4; е) Pb(NO3)2, KCN и NaNO3;

ж) Na3PO4, CUSO4 и CH3COOK; з) BaS, FeSO4 и NaCN; и) K2SO3, NH4NO3 и KC1. Какое значение pH имеют растворы этих солей (больше или меньше 7)?

514 Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения совме-

стного гидролиза, происходящего при смешивании растворов:

а) Na2S и A1C13; б) К^О3 и A1(NO3)3; в) Cr(NO3)3 и К2СО3; г) FeC13 и Na2S.

515 Какая из двух солей при равных условиях подвергается в большей

степени гидролизу:

а) К2СО3 или K2S; б) FeC13 или FeC12;

в) Nа3ВO3 или Na3PO4; г) MgC12 или ZnC12;

д) KCN или СН3ОХЖ; е) K3PO4 или K3BO3?

Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза этих солей (табл. 8).

HNO2 I 5,10-10-4 II 6,20-10-8

NH4OH 1,80-10-5

516 К раствору A12(SO4)3 добавили следующие вещества:

а) H2SO4; б) Na2CO3.

В каких случаях гидролиз A12(SO4)3 усилится? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

517 К раствору ZnC12 добавили следующие вещества:

а) НС1; б) KOH; в) K2CO3.

В каких случаях гидролиз ZnC12 усилится? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

518 К раствору FeC13 добавили следующие вещества:

а) НС1; б) NaOH; в) Na2CO3.

В каких случаях гидролиз FеС13 усилится? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

519 К раствору Zn(NO3)2 добавили следующие вещества:

а) HNO3; б) Na2SO3; в) Cu(NO3)2.

В каких случаях гидролиз Zn(NO3)2 усилится? Почему? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

520 В каком ряду увеличивается кислотность растворов солей:

1) KC1, Na2CO3; 2) CaC12, FeC13; 3) CuSO4, Na2SO4; 4) NaC1, KBr?

521 В каком ряду увеличивается щелочность растворов солей:

1) ^РО4, КC1; 2) Sr(NO3)2, Zn(NO3)2;

3) RbC1, CuC12; 4) K2HPO4, K3PO4?

5.6 ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДКОВ

В насыщенном растворе малорастворимого электролита устанавливается равновесие между осадком (твердой фазой) электролита и ионами электролита в растворе, например:

BaSO4 <-> Ba2++ SO42-

осадок раствор

Поскольку в растворах электролитов состояние ионов определяется их активностями (а), то константа равновесия последнего процесса выразится следующим уравнением:

K = a (Ва2+) а (SO2-) / a(ВаSO4).

Знаменатель этой дроби, т.е. активность твердого сульфата бария, есть величина постоянная, тогда произведение Ka (BaSO4), тоже является при данной температуре константой. Отсюда следует, что произведение активностей ионов Ba2+ и SO2- тоже представляет собой постоянную величину, называемую произведением растворимости и обозначаемую ПР:

a(Ba2+) а( SO2.-) = ПР(BaSO4).

Произведение растворимости - это произведение активностей ионов малорастворимог