В.П. Васильев - Сборник вопросов и задач по аналитической химии, страница 4

Чему будет равен рН, если раствор разбавить водой в 10 раз? 102. В 250 мл раствора содержится 0,535 г ХН,С1. Вычислить рН и степень гидролиза соли. 103. Вычислить рН и степень гидролиза соли в растворе, полученном при сливанни 250 мл 0,02М ХНзОН н 250 мл 0,02 М НС1. !04. Вычислить рН раствора, полученного сливанием 500 мл 0,2М этиламина и 500 мл 0,2М НС1.

Вычислить степень гидролиза образовавшейся соли. !05. Вычислить рН растворов и степень гидролиза соли в: 1) 0,01 М 2пС!~', 2) 0,01 М СоС!»! 3) 0,01 М МпС!а,' 4) О,! М Сц (ХО») М 5) 0,05 М Ге (ХО») з, 6) 0,02 М Нн(ХОз)м 7) ООЗМ Т!»(ХО»)»' 8) 0,0! М Т1(ХОз)з' 9) 005М Сд(ХОз)г, 10) 002М А1(ХОз)з' 11) 002М Се(ХОз)», 12) 0,0! М ГеС!з,. 13) 0,02 М ЬпС1~. 106. Сколько граммов ХН,С! содержится в 1 л раствора, если рН его 5,8? 107.

При какой концентрации (моль/.т) ХН»ХОз раствор имеет рН 5,6? 108. В 1 л раствора содержится 0,1 моля ХН»С1 и 10-' моля НС1. Определить степень гидролиза соли. !09, Вычислить рН раствора, если: 1) степень гидро- лиза в 02 М Со(ХО»)а будет равна 1.10-' %; 2) в 002 М Сд(ИО»)г 1о/о! 3) в 005М РеС!з 1о/о! 4) в 02М Сн(ИО»)г 01о/о, '5) в 0,0!М Еп(ИО»)г 1 10 з о/о 6) в 0,02М Мп(ИО»)г 1о/о; 7) в О,! М ИН,ИОз 2о/о? 110. Какой цвет имеют следующие растворы: !) 0,1 М Нд(ИОз)г +метиловый оранженый; 2) 0,1 М РЬ(ИОз)г+ +бромкреаоловый пурпуровый; 3) 0,1 М ИН»С!+метиловый красный. 111.

Вычислить рН и степень гидролиза в: !) 0,1М (ИН»)гЯеОз' 2) 001 М (ИН»)г8; 3) 0,02 М СНзСООИН»' 4) О,ОЗМ (ИН»)зРО», 5) 0„05М (ИН»)»РгОт, 6) 0,02М (ИН»)зЪ'О», '7) 0,03 М (ИН»)зАаО», '8) 0,02 М ИН»СИ; 9) 0,05М ИН»С1О; 10) О,! М ИН»Р; 1!) 0,02 М ИН»СИО; 12) 0,05 М (ИН») »ИТА ". 112. Вычислить константу диссоциации НСИ, если 0,2 М ИН»СИ имеет рН 9 23. 113. Вычислить константу диссоциации НСООН, если 0,1 М НСООИН» имеет рН 6,50. 114. Какой цвет имеют следующие растворы: 1) 0,01 М ИН»Р+бромтимоловый синий; 2) 0,2 М СН»СООИН»+ +тнмоловый синий; 3) 01М ИН,Р+метнловый красный? 115. Вычислить рН: 1) 0,2 М ИагНРО», 2) 0,5 М КНСгО,; 3) 0,1М ИаНСО», 4) 0,3 М ИаН8еОз., 5) 0,05М ИаНзАзО,; 6) О,! М ИаН»РО,; 7) 0,03 М ИаН5; 8) 0,ЗМ ИагНАаО»; 9) 0,2 М ИаН»РОз, 10) 0,1 М ИагНгРгОт, 11) 0,2 М КН50»', 12) 0,2 М ИагНг ЭДТЛ 13) 0 3 М Иа»НРгОт., 14) 0,1 М ИагНИТА; 15) 0,5 М ИаНзР»От', 16) 0,!М ХаНБа1*".

116. Вычислить рН раствора, полученного при смешении: 1) 50 мл 0,1 М КНгРО» с 50 мл 0,1 М КОН; 2) 25 мл 0,1М КгНРО» с 25 мл 0,1М НС1; 3) 20 мл 0,15М ИаНзРгОт с 40 мл 0,15М ИаОН; 4) 20 мл 0,15 М ИаНаргОт с 20 мл 0,15М ИаОН; 5) 15 мл0,1М ИагНг ЭДТА с 15 мл 0,1М НС!; 6) 15 мл 0,!М ИагНг ЭДТЛ с 15 мл 0,1 М ИаОН; 7) 40 мл 0,2 М К»С!! с 30 мл 0,2 М НС!; 8) 40 мл 0,2 М К»С!1 с 40 мл 0,2 М НС1; 9) 10 мл 0,01 М фумаровой кислоты с 1,0 мл О,! М ИаОН; 10) 35 мл 0,4 М КгНгРгОт с 35 мл 0,4 М НС1; 1!) 35 .мл 0,4М КгНгРгОт с 35 мл 0,4М КОН; 12) 25 мл 0,01М яблочной кислоты с 2,5 мл О,! М ИаОН; 13) 30 мл 0,02М сульфосалициловой,кислоты с 3 мл 0,2 М ИаОН; 14) 15 мл 0,02 М малеиновой кислоты с 3 мл 0,1М ИаОН„ 15) 20 мл 0,015 М глутаминовой кислоты с 3 мл 0,1М * !ЧТА' — — аннон ннтрилотриуксусной кислоты.

»* Яа!»- — аннон салицилоиоа кислоты. 22 НаОН; 16) 25 мл 0,02М аскорбиновой кислоты с 5 мл 0,1М МаОН; 17) 20 мл 0,04М винной кислоты с 3 мл 0,2 М г )а ОН. 117. Какой цвет имеют следующие растворы: 1) 0,1 М 5(аНгАзО,+бромфеноловый синий; 2) О,ЗМ НаНСОг+ +бромтимоловый синий; 3) 0,2 М НаНгРОг+метиловый оранжевый; 4) 0,2М НаНСгОг+бромфеноловый синий? Глава В! РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ МАЛОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ Вопросы для самопроверкм 1.

Как влияют температура, рН, добавление одноименных ионов и посторонних электролитов на растворимость малорастворимых соединений? 2. Одинакова ли растворимость Мдрг и ВаСОг, если известно, что их произведения растворимости близки между собой? 3. Какой осадок будет выпадать первым при постепенном прибавлении раствора АнНОг к раствору, содержащему хлорид- и бромид-ионы одинаковой концентрации? 4. В какой последовательности будут вьшадать осадки сульфатов, если к раствору, содержащему одинаковые количества ионов Ва'+, Са'+ и 5гг+, постепенно добавлять Нг50г? 5.

Растворимость каких соединений — ВаВОь СаСОз, АЕС!, Хп5, (МЕОН)гСОг — не зависит от кислотности раствора? Почему? 6. В каком растворителе растворимость Мн(ОН)г максимальная и в каком минимальная в: а) воде; б) растворе аммиака; в) растворе аммонийной соли; г) растворе минеральной кислоты? 7. В каком растворе будет более полное осаждение бария бихроматом в: а) 2М СНгСООН; б) 2М НС1; в) 0,2 М СН,СООНа? 8. В каком растворе растворимость гидроокнси магния больше: с рН 7 или рН 10? 9. Какой из сульфатов — РЬБОь Ва50г или 5гБОг— полнее превращается в карбонат при нагревании с раствором соды одной и той же концентрации? 23 10. Вывести формулы для расчета: а) концентрации аннана в растворе слабой одноасновной кислоты при известном рН; б) концентрации аниоиов в растворе слабой двухосновной кислоты; в) рН раствора, насыщенного сероводородом при атмосферном давлении, 11.

Какой из сульфндов — Уп3 или Мп5 — осаждается сероводородом при более низком рНэ 12. Почему катионы третьей аналитической группы осаждают групповым реагентом в присутствии аммонийной буферной смеси? 13. Какой из реактивов обеспечит наибольшую полноту осаждения катионов третьей аналитической группы: а) Иаэс (рН 13,9) ' б) (ХН») э5 (рН 9,3); в) смесь (ХН»)э5+)э(Н»ОН+ОН»С1 (рН 9,0); г) КН»НЯ (рН 8,1); д) насыщенный раствор Н Я (рН 4,5); е) 0,3 н. НС1+ +Нэ5 (рН 0,5)? 14, Назвать продукты, образующиеся при растворении сульфидов металлов в соляной и азотной кислотах и в царской водке.

15. При каком рН (2,0; 8,0; 7,0; 9,0) растворимость Со 3 наибольшая. При каком наименьшая? 16. Почему СаСОз легко растворяется, а СаСэО» не растворяется в разбавленной уксусной кислоте, хотя оба соединения имеют близкие ПР? 17. Вынести формулу для расчета константы равновесия в реакциях взаимодействия: а) ХпЗ с НС1; б) В(эБз с НС1; в) СаСэО» с НС1; г) ВаСОз с СН»СООН; д) 5гСОэ с НС1. Решение типовых задач Пример 1. Вычислить (без учета гидролвзз) ПР фосфзтз серебрз, если растворимость этой соли н воде прн комнатной температуре равна 4,68 10-' моль/л. Вычислить рН нэсыщевного раствора АпэРОь Чему равно ПРА ра с учетом гидролнэз? Р е щ е н и е. В изсыщенном растворе АЮРОг существует рзнновесие АкзРО» (к) ч-'ЗАк" -1- РО» 3 4,68.10 з 4,68 10-з Если рзстворимость соли 4,68 !О-" моль/л, то н соотпетствии с эзпвсэнпым рзвнонесием и беэ учете гппролнэз (РО» ! = 4,68 10 — э г-вон/л, (Ах+1 = 3 (РО»з ! = 3 4,68 !Π— з г-нои/л.

По этим данным вычнсэнсм Прл по . Прл го'=(Лхт]э[РОэ — ! (3 4 68. !Π— з)э(4 68 10 — э) 1 3.10-эс 24 Образующийся прп растворении иоп РОз подвергается гпдролизу: Р04 + НзО ч~ НР04 + ОН х 4,68.10-а — х 4,68 ° 10-а — х Запишем выражение константы гидролиза: [НРО4 ~ [ОН ) [НРО4 1 [ОН ] [Нч ] [Р04 [ [Р04 [ [Н ) К, 1,0. 10 — !4 — — =-. 2,38 10-Д К э 4210 ы прое†4 Гидролиз нона РО»з по первой ступени прн концентрации 4,68 !О ' г.ион,'л протекает практически полностью, поэтому за наи- меньшую равновесную концентрацию к берем равновесную авицен- '!рацию ионов Р04 т. е [РО44 1 =.—.

х н [НРОт 1 =- ]ОН вЂ” ) =.—. 4,68 1О г — х г-ион/л. Надставим равновесные концентрации в выражение К, „р /<„„н, 2,38 !О (4,68 10 — а — х)э Лопустнзп 4,68 !О-' — хам 4,68.!О-' Тогда 2,38 10-з х=(4,68 10 — а)з; х=-9,20.10-ге г-ион/л. Следовательно, [ОН ) =-.1,68 10 а-х =- 4,68 10- а-9,20 ГО -!е = 4,68 1О ег-пон/л, РН = 14 + 19 4,68 10 — а = 8,6у Гплралнзом па катиону можно пренебречь„так как константа гидролнза Абг очень мала (К»"'~= 2 1Π— ж).

При [Л84)= »аж = 3 . 4,68 10-' = 1,40 . 10- ' г.нон/л н [ОН ] =4,68 !О ' г-нон/л кон- центрация АООН составляет [л80(!) = 8» он[лбе) [Он ) 2 !Оэ.1,4 10 4о8 10-а=. =-1,3! ГО-е моль/л, т. е, всего 0,14/е от начальной концентрации ионов Ан+. Следователь- но, поправка к РН, учнтывающан гпдролнз по катиону в насыщен- ном растворе Абзр04. несупгестнеппа. ПР»„ро, вычисленное с уче- том гидролиза, составит ПР» ро — — [А94 )з [РОэ 1 == (3 4,68 10 — а)з (9,20 10 — !с) = 2 55.10 — 24 Это значение ПР» ро значительно отличается от величииьь найденаа ной без учете гидролиэа. Пример 2. К раствору, содержашему 0,1 моль/л РЬ(Н04)э и 0,0! моль/л Низ(МОз)э, постепенно добавляют раствор КС1 Канай 25 нз катионов — РЬ'+ или Няг — начнет осаждаться первым и какой г+ процент его останется в растворе к началу осаждения второго? Решение.

Найдем, при каких концентрациях хлорид-ионов будут достигнуты величины ПРрьс, и Прил с, пренебрегая изменением концентраций РЬ (ХОз)г и Няг(МОз)г при введении КС! за счет разбавления, т. е. принимая, что [РЬзт]=0,! г-ион/л, а [Ндг~] = =0,0! г-ион/л. ПРрьс! ° — [РЬг+] [С! — ]г — 1,6,10 — з и ПРня,с!, = = [Нй",] [С1-Р =- 1,3 10- а, отсюда .Г „„„.Г1,.— [С1 ]рь — — ~/ = ~/ = 1,М 10 — г г-иои/л, [Рьг+] ]г 0,1 /'Прка.сы Г1,3. 10-та [С1 !и = ° г ° = = 1,14-10 — з г-ион/л. Расчет показывает, что для достижения Прил,с!,требуется меньшая концентрация хлорид-ионов, следовательно, хлорид ртути (!) будет осаждаться первым.

Осаждение РЬС!з начнется при [С!-]=. = 1,26 10-' г.нон/л. Концентрации ионов Низ~при этой концентрации хлорнд-ионов ге равна При„,с!. 1,3 10- !з [На~~е] = "* ' = = 8,2 рб — гз г-ион/л, ' ] [С1-Р (1,26. 10-г)г 8,2. !Π— !з 100 Это составляет ' = 8,2 1О !!э/а от исходной кои- 0,01 центрации Нйз(МОз)т. Пример 3. Сколько миллиграммов Ва50, можно превратить в ВаСОз при обработке его 3 мл 2 М ХазСОз? Р е ш е н и е. Запишем уравнение реакции карбонизации Ва504(к)+СОз г~~ВаСОз(к) 1-504г 2 — х х и найдем константу равновесия этой реакции; [504 1 [504 ] [Ваг+) ПРваэо1 1, 1 РΠ— ш [сОг ] [сОг ] [Ваг+] Првасо, 6,1 10-з = 2,16 1О-г. Подставим равновесные концентрации в выражение К: — = 2,16 10-г, 2 — х отсюда х = [50г ] =. 4,23 10-г г-ион!л.

26 Концентрация иона ЯО2 равна количеству сульфата бария, превра. тившегося в карбонат бария под действием ! л 2М !(азСОз. При обработке ВаЯО, 3 мл того же раствора Ха СО, будет превращено в ВаСОз. 4,23 10-2 233,40 3 = 0,0296 г = 29,6 мг ВаЯ04, 1000 где 233,40 — молекулярный вес ВаЯОз. Пример 4. Рассчитать, при каком минимальном рН возможно количественное разделение ионов Мп'+ и Спз" в виде сульфидов при насыщении раствора сероводородом (Сн з — — О,! моль/л), есчи концентрации их соответственно равны: С 2+ — 0,03 г-ион/л и С 2+ —— 0,05 г-ион/л. Р е ш ение.