Учебное пособие для студентов 1 го курса фен

128 
Вывод:
В случае многоосновных кислот, для которых 
ступенчатые константы диссоциации отличаются очень сильно (на 
несколько порядков), можно использовать приближѐнный
подход
, 
который с достаточной точностью позволяет определить 
рН
раствора, если учитывать только 1
-
ю стадию диссоциации 
электролита.
Аналогичный подход обычно используется для вычисления 
рН
растворов солей, образованных этими кислотами и сильными 
основаниями. 
В общем случае
, когда в растворе устанавливается несколько 
равновесий, подход к решению задач
включает следующие этапы:
Написать: 
1) 
список
всех
частиц, находящихся в 
p
астворе;
2) 
уравнения
всех
независимых
равновесий
и выражения
констант
этих равновесий через равновесные концентрации;
3) 
уравнения
материального
баланса
–
сохранение количества 
вещества в растворе. Например, для реакции диссоциации 
сероводородной кислоты можно записать уравнение: 
С
0
(H
2
S) = [H
2
S] + [HS
–
] + [S
2
–
].
4) 
уравнение
электронейтральности
раствора
–
равенство числа 
положительных и отрицательных зарядов в растворе ∑С
i
∙
z
i
= 0, где 
С
i
–
молярная концентрация 
i
-
го иона, 
z
i
 
–
заряд 
i
-
го иона в 
единицах заряда электрона. Например, для раствора 
H
2
S:
 
[H
+
] = [HS
–
] + 2[S
2
–
].
Задачи
 
8.29. 
Какие из приведенных веществ относятся к кислотам, какие 
к основаниям, какие к солям:
HCl; KOH; KCl; H
2
S; H
2
O; Na
2
S;
NaHS; NH
3
; NH
4
Cl; NH
4
HS?
8.30. 
Какие из приведенных частиц относятся к кислотам, какие 
к основаниям по Брѐнстеду:
H
2
S; H
2
O; S
2−
; HS
−
; NH
3
; NH
4
+
;
H
3
O
+
; OH
−
; H
+
; Cl
−
? 
8.31. 
Как изменится концентрация ионов и рН уксусной кислоты 
при разбавлении ее раствора в 10 раз? 

129 
8.32. 
Как изменится рН и степень диссоциации уксусной 
кислоты при добавлении к 1
л ее 0,1
М раствора 1
л 0,1
М раствора 
соляной кислоты?
8.33. 
Как изменится рН и степень диссоциации уксусной 
кислоты при добавлении к 1
л ее 0,1
М раствора 1
л 0,1
М раствора 
NaOH? 
8.34. 
Как изменится рН и степень диссоциации уксусной 
кислоты при добавлении к 1
л ее 0,1
М раствора 1
л
0,1 
М раствора 
ацетата натрия
? 
8.35. 
Как изменится рН и степень диссоциации уксусной 
кислоты при добавлении к 1
л ее 0,1
М раствора 1
л 0,1
М раствора 
NaCl? 
8.36. 
Определить 
pH 
следующих растворов:
а)
0,01 M HClO;
б)
Полученного 
сливанием 
равных 
объемов 
растворов 
0,01 M HClO 
и 0,01
M NaOH; 
в)
Полученного 
сливанием 
равных 
объемов 
растворов 
0,02 M HClO 
и 0,01
M NaOH; 
г)
0,01 М 
H
2
S; 
д)
10
–
10
М 
NH
3
. 
Как изменится 
pH 
растворов при разбавлении в 10 раз?
8.37. 
Расположить в порядке убывания
рН 0,1
М растворы:
а
) Ba(OH)
2
, HNO
2
, HNO
3
, H
2
SO
4
, NaNO
2
, NaNO
3
, NaOH; 
б
) HCl, KCl, KOH, NH
3
, NH
4
Cl, (NH
4
)
2
SO
4
; 
в
) Cs
2
HPO
4
, H
3
PO
4
, Na
3
PO
4
, RbH
2
PO
4
. 
Ответы обосновать, сопроводив место каждого из растворов в 
ряду пометкой: сильная кислота; слабое основание; соль с 
гидролизующимся анионом и т.
п. 
8.38. 
Для раствора аммиака записать выражение константы 
основности. 
8.39. 
Почему анион тем сильнее гидролизуется, чем слабее 
соответствующая кислота? Как связаны между собой константы 
кислотности кислой и основности основной формы для водных 
растворов? 

130 
8.40. 
Вычислить рН 0,01М растворов:
а) 
HNO
2
; 
б) 
CH
3
COOH; 
в) 
NH
3
. 
8.41. 
Раствор основания В (К
b
= 10

6
) 
имеет значение рН = 10. 
Найти исходную концентрацию С
0
(В). 
8.42. 
Значение рН 0,2 М раствора кислоты НХ равно 1. 
Определить К
а
.
8.43. 
Раствор кислоты НА (К
а
= 10

7
) имеет значение рН = 6,5. 
Найти исходную концентрацию С
0
(НА). 
8.44. 
Для 0,1 М раствора 
HCN 
степень диссоциации α = 0,79

10
–
4
. 
а) Найти α для 0,01 М раствора и концентрации ионов в нем;
б) во сколько раз изменится α 0,01 М раствора после растворения 
в 1 л этого раствора 2,44 л газообразного 
HCl 
при Т = 298
К;
в) определить α 0,01 М раствора 
HCN 
после добавления в 1 л 
этого раствора 0,1 моля твѐрдого К
CN. 
8.45. 
а) При какой начальной концентрации кислоты НА (К
а
= 
1,0·10

3
) степень еѐ кислотной диссоциации равна 0,5? 
б) Рассчитать степень диссоциации и концентрации всех частиц 
в растворе, содержащем 0,008 моль/л кислоты НА и 0,001 моль/л
Н
Cl. 
8.46. 
Какова должна быть концентрация водного раствора 
аммиака, чтобы рН этого раствора был равен 7,5? 
8.47. 
Действующим 
веществом 
аспирина 
является 
ацетилсалициловая 
кислота 
(одноосновная кислота, K
a
= 
2∙10
–
4
). Найти pH 
раствора, полученного растворением 1,8 г 
ацетилсалициловой кислоты в 200 мл воды.
8.48. 
Для кислоты НА К
а
= 10

6
при 25
°С, энтальпия 
диссоциации ΔН°
= 20 кДж/моль. Найти: 
а) рН 0,01 М водного раствора;
б) энтропию диссоциации (Δ
S
º
). 
в)
Во сколько раз нужно изменить начальную концентрацию 
кислоты НА, чтобы степень диссоциации α возросла на 10%?

131 
г) На сколько градусов нужно изменить температуру, чтобы α 
возросла на 10%?
8.49. 
В водном растворе 
HF c
уществуют равновесия: 
HF 
= Н
+
+ F
‾
К
1
= 7·10
–
4
; 
HF + F
‾ = 
HF
2
‾
К
2
= 5. 
Определить концентрации всех форм в растворе 
HF
, который 
имеет рН = 2. 
8.50. 
Трихлоруксусная 
кислота 
(CCl
3
COOH) 
широко 
используется в косметологии, в частности для проведения процедур 
химического пилинга лица. 
а) Рассчитайте осмотическое давление 0,1 М раствора 
трихлоруксусной кислоты при 298 К; 
б) Оцените максимально допустимую концентрацию раствора 
CCl
3
COOH, который может применяться для проведения 
процедуры пилинга, если известно, что раствор трихлоруксусной 
кислоты с рН < 0,5 вызывает неконтролируемое повреждение 
кожных покровов. Принять, что К
а
(CCl
3
COOH) = 0,2.
8.51. 
Соотношение концентраций кислотно
-
основных форм в 
бесконечно разбавленном водном растворе кислоты Н
2
А равно: 
[H
2
A] : [HA
–
] : [A
2
–
] = 1 : 100 : 100. Рассчитать первую и вторую 
константы диссоциации кислоты. 
8.52. 
В 1 л раствора, содержащего 0,1 моля Н
3
РО
4
, добавили 
такое количество 
NaOH
, что рН этого раствора стал равен 10. 
Показать, что концентрация НРО
4
2-
больше концентрации любой 
другой фосфорсодержащей формы. 
8.53. 
Какова будет степень диссоциации кислоты НВ (К
а
= 10
–
5
), 
если еѐ растворить в бесконечно большом количестве раствора 
кислоты Н
2
А, концентрация которого равна 2
1/2
∙10

2
моль/л? 
Кислота Н
2
А по первой ступени диссоциирует полностью, а 
константа диссоциации по второй ступени К
а2
= 2
1/2
∙10

2
?
8.54. 
Из термодинамических данных рассчитать константы 
диссоциации К
а1
и К
а2
H
2
SO
4
, приняв Δ
G
°
f,298
= 
–726,71 кДж/моль 
для растворенной в воде 
H
2
SO
4
.
Вычислить: 

132 
а) концентрации всех ионов и рН 0,1
2 
М водного раствора 
КН
SO
4
; 
б) рН раствора, содержащего по 0,03 моль/л КН
SO
4
и НС
l. 
8.55. 
Кислота Н
2
А –
сильная по первой ступени. Осмотическое 
давление 6·10

3
М раствора Н
2
А при 277 К равно 0,318 атм. 
Определить: 
а) рН раствора;
б) вторую константу
(
К
а2
) 
диссоциации Н
2
А.
8.56. 
Сравнить (качественно) степень гидролиза и рН растворов 
следующих солей одинаковой молярной концентрации: 
а) СН
3
СООК,
КС
N, KClO; 
б) 
NH
4
Br, NH
4
ClO
4
, NH
4
NO
3.
8.57. 
Сравнить степень гидролиза и рН 10
–
2
M 
и 10
–
3
М растворов 
NaClO.
8.58. 
Сравнить рН растворов солей одинаковой молярной 
концентрации: 
а
) Na
2
SO
3
и
NaHSO
3
; 
б
) Na
2
S 
и
NaHS;
в) 
Na
2
HPO
4
и 
NaH
2
PO
4
.
8.59. 
Найти рН 0,1 М растворов:
а
) CH
3
COONa; 
б
) NH
4
NO
3
; 
в
) Na
2
S.
8.60. 
Определить К
а
кислоты НХ, если рН 0,1 М
раствора соли 
NaX 
равен 9. 
8.61. 
Какое количество основания В (К
в
= 10

7
) нужно растворить 
в 1 л водного раствора кислоты НА (К
а
= 10

9
) с концентрацией С
0 
= 
0,01 моль/л, чтобы рН раствора стал равен 7? 
8.62. 
В 0,5 л
раствора содержатся 0,2 моля кислоты НА и 0,3 
моля кислоты НВ. Эти кислоты имеют одинаковое значение К
а
= 
10
–
6
. Оценить:
а) рН раствора; 
б) равновесные концентрации А
–
и В
–
. 

133 
8.63. 
Рассчитать концентрации всех частиц и pH для 0,1
М 
водных растворов: 
а)
H
2
S; 
б)
KCN.
8.64. 
Во сколько раз изменятся при разбавлении в 10 раз 
концентрации Н
+
и степени диссоциации 0,1
М растворов:
а)
HClO
4
; 
б)
HCN; 
в)
HIO
3
?
8.65. 
*Благодаря рекламе мы знаем, что 
pH 
кожи равен 5,5. Это 
вызвано тем, что 
pH 
чистой воды из
-
за растворенного в ней 
углекислого газа равен 5,5. Оцените концентрацию угольной 
кислоты в воде при нормальных условиях, концентрацию всех 
частиц в растворе (включая 
OH
–
) и степень диссоциации кислоты 
по каждой ступени. 

жүктеу/скачать 6,53 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: