В.П. Васильев - Сборник вопросов и задач по аналитической химии, страница 3

Сколько граммов КНаРОа надо растворить в 50 мл 0,2М КаНРОь чтобы получить раствор с рН 7,0? " СИ'- — аннан лимонной кислоты. "* ЭдТАС вЂ” анион этилендиаминтетрауксусной кислоты, 64. Сколько граммов КОН надо растворить в 140 мл 0,2 М КНаРОь чтобы получить раствор с рН 7,0? 65. Сколько миллилитров 0,2 М 14аОН надо прибавить к 40 мл О,! М НанаРОа, чтобы получить раствор с рН 7,О. 66. Сколько миллилитров 0,4 М НС! надо добавить к 250 ~мл 0,2 М ХагНРОь чтобы получить раствор с рН б,О? 67.

Сколько миллилитров 0,1 М КОН надо добавить к 100 мл 0,2М К~НРОь чтобы получить раствор с рН 11,5? 68. Сколько граммов К2НРО~ надо растворить в ! 00 мл 0,1 М КОН, чтобы получить раствор,с рН 11,5? 69. Сколько граммов КтНРО~ надо растворить в 50.мл 0,05М НС1, чтобы получить раствор с рН 7,0? 70. Сколько граммов КН2С11 надо растворить в 200 мл 0,2М КаНС!1, чтобы получить раствор с рН 4,0? 71.

Сколько граммов К2НС!! надо растворить в 100 мл 0,1 М КНИПС!1, чтобы получить раствор с рН 4,0? 72. Сколько миллилитров 0,2 М НС! надо прибавить к 50 мл 0,1М КН~С!1, чтобы получить раствор с рН 3,0? 73. Сколько граммов КОН надо растворить в 370 мл 0,02 М КнаС11, чтобы получить раствор с рН 4,5? 74. Сколько миллилитров 0,1М Нй10, надо добавить к 30 мл 0,02М Ма„наЭДТА, чтобы получить раствор с рН 2,О? 75. Сколько миллилитров 0,1 М ХаОН надо добавить к 30 мл 0,02 М ?4ааН~ЭДТА, чтобы получить раствор с рН !О,О? 76.

Сколько граммов Харн2ЭДТА 2Н2О надо растворить в 70 мл 0,01М На!Он чтобы получить раствор с рН З,О? 77. Сколько граммов ХааН~ЭДТА 2нгО надо растворить в 40 мл 0,01М 1чаОН, чтобы получить раствор с рН 5,5? 78. Сколько граммов Ыа,Р,От надо растворить в 300 мл 0,2 М НС!, чтобы получить раствор с рН 9,0? 79. Сколько миллилитров 0,1 М НС! надо добавить к раствору, !00 мл которого содержат 2,66 г На~Р~Оь чтобы получить раствор с рН 9,0? 80.

Сколько миллилитров 0,1 М ХаОН надо добавить к 20 мл 0,1 М Н~Р,Оь чтобы получить раствор с рН 2,0? 81. Сколько миллилитров 0,1 М ХаОН надо добавить к!00 мл 0,1 М Н~РаОь чтобы получить раствор с рН З,О? 15 Глава П РАВНОВЕСИЯ В РАСГВОРАХ ГИДРОЛИЗУЮЩИХСЯ СОЛЕЙ Вопросы для самопровернн 1.

Наппсать уравнения реакций гидролиза следующих ионов: а) зчН4, СН СОО, СОзз ', б) СЫ, РО~з, Бпз+! в) БЬз~, Б', ЫОз ' г) ВР+, ВзОз~, Ад+. Указать, что является кислотой и основанием с точки зрения протолитичвской теории. 2. Какую среду (кислую, нейтральную илн щелочную) имеют водные растворы солей: а) КЫОз, ЫазСОз, (ЫН4) зБ04, Ы!С!з, Ва(ЫОз) з, б) СНзСООЫа, ЫаС!„ РЬ(ЫОз)г, В!С!з, (ЫНз)зСОз, 'в) ЫазРОь А!з(БОз)з, НЕ(ЫОз)г, СаС!ь ЫНз1? 3. Как влияют основные характеристики ионов (заряд, радиус, строение электронной оболочки) на склонность к гидролизу? 4.

Что называется константой гидролиза? Зависит ли ее величина от температуры, кислотности раствора, концентрации постороннего электролита в растворе? 5. Вывести уравнение для расчета констант гндролиза: а) ЫазБ, СоС!г, 'б) СНзСООК (ЫНз) зСОз', в) В!(ЫОз)з, ЫазРОз, г) АЕНОз, ЫазАаОм д) 2пБОь ЫазБ10з,' е) СцС!з, КзБОз, ж) МпС)з, ЫаЫА; 3) БЬС1з, Ыар; и) Сг(СНзСОО)з, КСЫ; к) БпБОь ЫазАзОз', л) (ЫНз)зБ, РеС!з, м) СбБОь КСЫО. 6.

Вывести уравнение для расчета рН в растворе соли, гидролизующейся: а) по катиону; б) по аннану; в) и по катиону, и по аниону. 7. В растворе какой соли одинаковой концентрации среда более щелочная: а) ЫазСОз или ЫазБ!Оз, б) НазБ или (ЫНз)зБ; в) ЫазРОз или СНзСООЫа; г) (ЫНз)зСОз нли КзСОз? 8. В растворе какой соли одинаковой концентрации среда более кислая: а) ННзС! или ЫНзР; б) В!С1з нли геС!з', в) лпБОз или СцБО~', г) БпС1з или БпС!4? !6 9. Что называется степенью гндролизау Вывести уравнение, связывающее степень гидролиза с константой гидролиза и с концентрацией гидролизующейся соли. !О.

Вывести формулу для расчета степени гидролиза в РаствоРс: а) СНзСООХа; 0) СНзСООХа+)х]аОН; в) ]х]НлС); г) )К)НлС!+НС!. Рещение тнвевыв вез(ем Пример 1. Вычислить рН и степень гидролиза в 0,1 М РЬ(ХОз)л. Р е ш с н п е Соль РЬ(НО,) з в водном растноре практически наг цсло диссоциирована на ноны, т. с. С т+ — — 0,1 г.нон/л. Катион РЬ'+ рь гидролнзуется ступенчато: (! стУпень) РЬз+ + НзО ч~ РЬОН+ + Н+ О,! — х х х (П ступень) РЬОН++ НзОч~РЬ(ОН)з+ Нл' Запишем выражения ступенчатых констант гидролиза и вычислим их чзслснныс значения: и гч,гр [РЬОН+] [Н+] [РЬОН+] [РЬз+) [РЬз+] [ОН вЂ” ] = РрЬОНЕКм = 7,94 106.1,0 10-Чл = 7,94.!О-В, [РЬ (ОН)з] [Н+) [РЬ (ОН)з] [РЬОН+) [РЬОН+) [ОН -) = хрь<огт) Км = 7 94.

10з.1,0, 10 — гз = 7,94 10 — н Величина консгааты гндролиза по второй ступени в 1000 раз меньше, чем но первой ступени, поэтому гидролизом по втпрой ступени можно пренебречь и вести расчст с учетом только первой стугнлр . пенн.

Подставим равновесныс концентрации в выражение для К! лр [РЬОН+) [Н ] Кгч гр =-7,94 10 .з. [РЬз+] О, 1 — х Видно, что Кг "лР,, 10 — 4. Следоватсльво, величина х мала и 0,1 — хж0,1. Тогда х =- (Н+) ==. Рг0,1.7,94.10 — з =-8,9 10 З г-ион/л, рН= — 1И89 1О-'=5 — 1я89=405. Степень гидролиэа нона РЬ'" вычисляем по уравнению й„н, .= .

' =-8,9 10-4 или 8,9 10 — злю х 8,910 — з РЬ! НО,1, 17 то же самое значение й,эар получаем и по уравнению „=Р' Кмррьон+ - 71 0 10 14 7 9 10з Срщно,), Покажем расчетом, что второй ступенью гидрализа РЬ'+ моиг- но пренебречь. Уравнение гидролиэа по первой ступени показывает, что равновесные концентрации ионов Н+ и РЬОН+ равны между со- бой. Из выражения для второй константы гидролиза следует: [РЬ (ОН)з] = К,",""Р—.- 7,94 10-ы моль/л. Такова же концентрация ионов водорода, связаняая с гилроли. зом по второй ступени.

Следовательно, пренебрежение второй сту- пенью гндролиза при расчете концентрации ионов Н+ заметно не искажает результаты расчета. Пример 2. Чему равен рН 0,1 М ЫаэНРО4? Решение. Соль ЫаэНРО, в водном растворе диссоциирована практически полностью: ЫаэНР04-ь2Ыа+ + НР04 Ион НР04 гидролизуется по первой ступени: 2— НРО4 + Нэо .+. Нэроч + ОН и далее по второй сту'пени: НэРО + НэО 4 Нэр04 + ОН (2) Запишем выражения констант ~идролнза н найдем их численные значения: [Нзрое 1 [ОН вЂ” ] К 13010 — 14 [ИРОЙ 1 К 6,2 10 а 4 тр [Нзр04] [ОН 1 Км 1,0 10 [Нэроз 1 К ро 7,6 10 — з (3) [Н+] [РО",-1 "'04 ~ПРО",-] Ионы водорода, появляющиеся в результате реакции (3), [Нт] = [Р04~ 1, связываются ионами гидроксила, которые образуются по реакции (1), [ОН-] = [Нэр04 ).

Поэтому равновесная 18 Кг)"эР в — 10з раз превышает К[~~а?, поэтому гндролвзам по второй ступени можно пренебречь. Ион НРО4, кроме тога, диссоциирует: э— НР04 4 Н + РО4 Для этого процесса концентрация ионов водорода в растворе ХагНРО4 определяется разностью [Н+)= [РО ] — [НгРО ] [ОН ) =- [Нгрол ] — [РО4 ] (4) Выразим концентрацию ионов Нгроч и РО' через константы равновесий (!) и (3): [Наро К [ОН [,.;] К, [НРО.'-! 4 нгог— (5) (6) Ке, Из ионного произведения воды следует, что — = [Н+), [ОН вЂ” ] поэтому соотношение (5) принимает вид [НРО',— ] [Нч) [НгРО гц нов 4 Подставляем в уравнение (4) коицснтрацни Роз и НгРО4 из соот- ношений (6) и (7): [НРО4 ] [НРО4 ] [Н ~ ) нгог- Н Ров После преобразований получаем Книог — К [Н+) = (8) — [НРО ] и уравнение (8) принимает вид г— К КНРОг- [Нрог ] гн-1=1 ] | [НРО",-] Н,РО НРОг где К, равная 6,2 10-', мвого меньше [НРО ], так как кон- Н,РО 4 цеитрация ионов НРО4' практичсскн равна начальной концентрации соли гчагНРО4, т.

е. ОН г-ион/л Поэтому К +[НРО4 ] ж Н,Ров РН= 1/2,(РК вЂ” + РК а '). По этой формуле рассчитываем РН в О,! М ХаэН!'ОС РН= Уэ(7,2!+12 38) =9 88 Аналогично можно показать, что в растворе соли (ЧаНгРО, РН вычисляется по формуле РН= 112(РКн,яо, + РКн „-!. .1-,-1 Расчет РН в растворе любой кислой соля состава МНА проиэволится по формуле РН = 112(РКг+ РКэ) состава МгНА — по формуле РН= 1/2(РКа+ РКа) и т. я. Задачи 82.

В 0,5 л раствора содержится 4,! г СНэСОО!х!а. Вычислить рН и степень гидролнза соли. 83. В 200 мл раствора содержится 0,65 г КСгч. Определить рН и степень гидролиза соли. 84. К 30 мл воды прибавили 5 мл ЗМ К!х!Оа Вычислить рН раствора н степень гндролиза соли. 85. В 500 мл раствора содержится 2,52 г (х(авСОэ. Оп. ределить рН раствора и степень гидролиза соли. 86.

Вычислить рН и степень гидролиза в 0,05 М ХагСОэ. Чему будет равен рН, если раствор разбавить водой в 5 раз? 87. Вычислить РН и степень гндролиза соли в 0,05М г(ааСаОь Чему будет равен рН, если раствор разбавить водой в 10 раз? 88. К 100 мл 0,2М НСООН прибавили 100 мл 0,2 М КОН. Вычислить РН и степень гндролиза соли. 89.

К 250 мл 0,4 М НС!х! прибавили 250 мл 0,4М !!аОН. Вычислить РН и степень гидролиза сали. 90. Рассчитать рН раствора, полученного при сливании разных объемов 0,1 М НэСаО„и 0,2М !ь!аОН. Вычислить степень гидролнза соли. 91. Сколько граммов СНаСООХа нужно прибавить к 500 мл воды, чтобы получить раствор с рН 8,52? 92, Сколько граммов !х!аа5 находится в 100 мл раствора, если рН 12,94? Вычислить степень гидролнза соли. 93. Сколько граммов !х!ааСаО, находится в 25 мл раствора, если рН 8,28? Вычислить степень гидролиза соли. 20 94. Сколько граммов КСХ находится в 10 мл раствора, если рН!1,10? 95. Смешано 40 мл О,ЗМ НСООК ц 20 мл 0,15 М КОН.

Рассчитать рН и степень гидролиза соли. 96. Вычислить рН и степень гидролиза в 0,1 М ХатСОм содержащем 0,1 моль/л ХаОН. 97. Вычислить рН раствора, если: 1) степень гидро- лиза в 0,5М СНзСООХа будет равна 3%; 2) в 0,1М ХазЧО» 25%,' 3) в 0,05М КХОз 5%; 4) в 0,2 М ХазСОз 5%; 5) в 0,!М»ХазРО» 3%; б) в 0,1 М ХазАзО» 2%; 7) в ! М КСХ 10% 8) в 0,1 М Хаз5 10%.

98. Вычислить вторую константу диссоциацпп НзСОм если.у О,! М ХазСОз рН 11,65. 99. Вычислить константу диссоциацни НХОь если у О,! М ХаХОз рН 8,15. !00. Какой цвет имеют следующие растворы: 1) 0,1М ХазСОз+тимоловый синий; 2) 0,1М СН»СООХа+феноловый красный; 3) 0,2 М НСООК+бромтимоловый синий; 4) 0,05 М ХазРО»+фенолфталенн? 101. Вычислить рН н степень гидролиза соли в 0,05 М ХН»'»ГОз.