ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ

П р и м е р 1. Вычислить pH раствора серной кислоты с молярной концентрацией вещества эквивалента 0,05 моль/дм3 (считая кислоту сильной по обеим ступеням диссоциации).

Р е ш е н и е. Сильные кислоты и сильные основания в разбавленных аква смесях диссоциируют вполне. Как следует, для сильных кислот

[H+] = скисл ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ, откуда (по определению рН):

рН = - lg[H+] = - lg cкисл. (1)

рН = - lg 0,05 = 1,3

О т в е т : рН = 1,3 .

Пример 2. Высчитать молярную концентрацию ионов OH- в растворе с pH = 12,5.

Р е ш е н и е. Расчёт проводят с учетом ионного произведения воды:

pH + pOH = 14 (2)

pOH = 14 - pH = 14 - 12,5 = 1,5

pOH = - lg[OH-] (по определению pOH);

[OH ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ-] = 10-1.5 = 10-2+0.5 = 3,2.10-2 .

О т в е т: c(OH-) = 3,2.10-2 моль/дм3.

Пример 3. Вычислить pH раствора, содержащего в 1 дм3 0,2г гидроксида натрия.

Р е ш е н и е. Молярная масса гидроксида натрия M(NaOH) =40г/моль; количество вещества, содержащего в 1 дм3 раствора, равно m/M(NaOH) = 0,05 моль, как ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ следует, молярная концентрация раствора с(NaOH) = 0,05 моль/дм3.

Для смесей сильных оснований pOH = - lg c(осн.) (3)

pOH = -lg c(NaOH) = -lg 0,05 = 1,3; откуда,

исходя из формулы (2) pH = 14 - 1,3 = 12,7.

О т в е т : pH = 12,7.

Пример 4. Высчитать pH 0,1 моль/дм3 раствора уксусной кислоты.

Р е ш е н и е. Применяем формулу для ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ расчёта pH раствора слабенькой кислоты

pH = 1/2pKкисл. - 1/2.lg cкисл (4)

По справочнику находим Ккисл = 1,86.10 ,pKкисл. = 4,76.

Подставив числовые значения в формулу (4),находим

pH =1/2.4,76 - 1/2.lg 0,1 = 2,38 + 0,50 = 2,88.

О т в е т : pH = 2,88

Пример 5. Высчитать сбалансированные концентрации ионов HCOO- и H+ в растворе с общей концентрацией муравьиной кислоты 4,6г/дм3.

Р е ш е н ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ и е. В справочнике K(HCOOH) = 1,84.10-4 .

Согласно стехиометрии ионизации кислоты

HCOOH = HCOO- + H+ , [H+] = [HCOO-].

Вкладом равновесия ионизации воды пренебрегаем и применяем уравнение (4)

в форме

Вычислив молярную концентрацию кислоты с(НСООН)=m(HCOOH)/M(HCOOH)=4,6/46=0,1 моль/дм3, рассчитывают:

[H+] = [HCOO-] = = 4,2.10 моль/дм3

О т в е т : [H+] = [HCOO-] = 4,2.10 моль ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ/дм3

Пример 6. Вычислить рН 0,01 моль/дм3 раствора гидроксида аммония.

Р е ш е н и е. Для расчёта рН раствора слабенького основания используют формулу

рН = 14 - 1/2рКосн. + 1/2.lg cосн (5)

По справочнику рК(NH4OH) = 4,75 ;

рН = 14 - 1/2.4,75 + 1/2.lg0,01 = 14 - 2,37 - 1 = 10,63

О т в е т : рН = 10,63 .

Пример 7. Вычислить рН 0,1 моль/дм3 раствора СН3COONH4.

Р ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ е ш е н и е. Расчет делается по формуле для вычисления рН смесей солей, гидролизующихся по катиону и аниону:

pH = 1/2pK(H2O) + 1/2pKкисл. - 1/2pKосн (6)

Константы ионизации кислоты и основания, образующих соль, находят по справочнику: K(CH3COOH) = 1,74.10-5 ;

K(NH4OH) = 1,76.10-5

Как следует, pH = 1/2.14 + 1/2.4,76 - 1/2.4,75 = 7,005

О т в е т ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ : рН = 7,005

Пример 8.Высчитать константу гидролиза (Кгидр),степень гидролиза

(h) и pH 0,1 моль/дм3, раствора роданида аммония.

Р е ш е н и е. NH4SCN -соль, образованная сильной кислотой и слабеньким основанием. К(NH4OH) = 1,76.10-5.

Степень гидролиза

pH раствора соли , гидролизующейся по катиону, рассчитывается по формуле :

pH = 1/2pK(H2O ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ) - 1/2pKосн - 1/2lg cосн (7)

Как следует, pH = 1/2.14 - 1/2.4,75 - 1/2lg 0,1 = 5,12 .

О т в е т : Kгидр.= 5,6.10-10 ;h = 7,4.10-5 либо 0,0074 % ; pH = 5,12 .

Пример 9. Вычислить рН ацетатной буферной консистенции, содержащей по

0,1 моль/дм3 СH3COOH и CH3COONa .

Р е ш е н и е. В общем виде уравнение для расчёта рН буферной консистенции, состоящей из слабенькой кислоты и ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ её соли, имеет вид :

pH = pKкисл. - lg(cкисл/ссоли). (8)

Для уксусной кислоты рКкисл = 4.76 ; как следует,

рН = 4,76 - lg(0,1/0,1) = 4,76 .

О т в е т : pH = 4,76 .

Пример 10. Как поменяется рН аммонийной буферной консистенции, содержащей по 0,1 моль в 1 дм3 NH4OH и NH4Cl, при добавлении к 1 дм3 консистенции 0,01 моль HCl .

Р е ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ ш е н и е. Применяется формула для расчёта рН основной буферной консистенции :

pH = 14 - pKосн + lg(cосн/ссоли) (9)

До добавления соляной кислоты рН раствора

рН = 14 - 4,75 + lg(0,1/0,1) = 9,25

При добавлении 0,01 моль HCl c(NH4OH) миниатюризируется эквивалентно добавленной HCl до 0,09 моль/дм3, с(NH4Cl) возрастает до 0,11моль/дм3 .

рН = 14 - 4,75 + lg(0,09/0,11) = 9,15; ‑pH ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ = 9,25 - 9,15.

О т в е т : pH уменьшится на 0,1 .

Пример 11. Какова буферная ёмкость ацетатного буферного раствора по NaOH, содержащего по 0,1 моль/дм3 компонент.

Р е ш е н и е. pH ацетатного буферного раствора обозначенного состава равен 4,76 (cм. пример 9). По определению буферной ёмкости рН раствора при добавлении NaOH должен возрости на ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ 1. Это происходит за счёт конфигурации соотношения концентрации компонент буферной консистенции, которые растут либо уменьшаются эквивалентно количеству добавленного NaOH (моль). Это количество, являющееся буферной ёмкостью, обозначим за Х. Тогда, в согласовании с формулой (8) :

lg(c(CH3COOH) - X)/(c(CH3COONa) + X) = -1

Отсюда (с(СH3COOH) - X)/(c ПРИМЕРЫ РАСЧЁТА ПАРАМЕТРОВ РАВНОВЕСНЫХ ГОМОГЕННЫХ СИСТЕМ(CH3COONa + X) = 10-1 = 0,1. Решая уравнение относительно Х, находим Х = 0,082 моль.

О т в е т : буферная ёмкость раствора по NaOH равна 0,082 моль .


primeri-tem-mini-proektov.html
primeri-tematicheskih-dnej.html
primeri-testov-dlya-kontrolya-znanij.html