Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы), страница 9

Рассчитайте актиаиоств волов вальсик и ввтрата а 0,0100 М распюре юпрата кальции. Реимнье. Рассчитываем иовиую силу распюра 1 1Р(ха ~Сель)+ее 0ЧО )) 1!2(2а '0 014!а'0 02) 0 03 М- Поскольку в таблвце отсутствует авачевие у ври ум 0„03, вмчисалем уиог и ус,~. фр1 р.й) — 0,5к(а „0 18п= 1+О,ЗЗлч/У В орвлоиеиви 93 аллодам, по длк С~и а 6 в длк учО а=З. Отсюда — 0,5 ' 2*;/0,03 1яуС а = — — — — = — 0,258 и у~у+ =0,55, 1+1,98 ч/О,ОЗ вЂ” 0,5 ьУО,ОЗ 18Уио- = — = — 0,074 и увоу = О:,84.

1+0,99,/'0,03 Следов атель во, ас ~ =ус * [Саа~)=0 55'0 0100=55'10 "ь М ало;=утчо;)14О )=0*84'0 0200=1*68'10 ~ М. где а — эффективный диаметр гидратированиого иона в аигстре- мах, А (Приложение УЦ. гууаыер Й. Рассел»зятю реален)то новставту ввслотноств алтарной ввслоты НООС(СНз)аСООН (НА) в врвсузстевв 0,0184 М сульфата валле, есле К~~» 0,5 Ю-'.

рвиеиие. Рассчвтыеаеы ионную салу раствора у= цг(з'()с 1+ *18О»'-)) = 1)8(1'00528+2'0010() =005 м. И табл. б (Нрвловевве) вазоввы звачеюы у ионов Н в НООС(СНзлСОО (А ) врн )=0,05: ун 0,88~ уа- 0,85, ун~ Используе ф ыу у Р.5), ычвслае К, » уна, 1 Ка» Ке 8,5'1О» =9,1'10». ун'уа 0,83 0,86 Одно или несколько веществ, участвующих в равновесии (см. уравнение (2.1)), могут одновременно участвовать еп(е и в других равновесиях.

В этом случае условную конатииву основного равновесия с учетом влияния побочных равновесий выражают через общие концентрации К, ~с4 »А4 (2.9) равновесная концентрация частицы, участвующей в основной реакции, с общей концентрацией связана через а-коэффициент (молярную долю) 1л) аа са (2.1()) Отсюда связь К', К и Ко, используя уравнения (2.3) и (2.10), можно выразить следующим образом: К» 1С) (1 )»х»»в К~ФВ Ко 4~4 савве кс»чз Щ~~ »ф~~~ (2Л1) сы =()»)1'+)+()»)(()))Нз)з+)+ (Н((ХНз)зз'1+(П1(1»)НД+)+ +(Н(()»)Нз)» ')+()ч(Фч(Нз)з')+()ч)(ФНз)ь'1 В растворе устанавливается равновесие между всеми химическими формами вещества, и сумма концентраций всех равновесных форм равна общей концентрации этого вещества (уравнемие материального баланса). Например, в водном растворе М(П) в присутствии ХНз устанавливается равновесие между всеми химическими формами, содержа»ними атом никеля: 1 4 суа— - ~ ([ь[[(]ь[нз)4). (2.12) 1 О Првевр 3.

Составьте ураввевве материального баланса по М, С в Н для раствора, содарпашего различные формм комплекса М)....МЕИ в протоввровавные фоР Р нз НС...Н,).. Решение. л ам=[М]+У„'[М~ ], 1 сь=[Ц+ч х[Н4У]+ч хв[М$ ] 1 1 х сн-[Н]+Хх[НИ. Пример 4. Составьте а) уравневве матервальвого баланса для раствора Ух(4 у) в НС(Оо содермап2его гндроксокомвлексы состава Ух(ОН)(Н2О)4; Ух(ОН)2(Н2О)2+; Ух(ОН)2(Н2О); Ухз(ОН)4(НТО)4+ в Ух4(ОН)а(Н2О)4+; б) выракенве длл малярной дола атома цнреэвня в аиде хг4(Он)а(нтО)4; в) выраввзве длк малярной дола 'истицы Ух2(ОН) 4(Н 2О)у Реыенве. а) Ураанейне матервального баланса ~г=[ех(ОН)(Н20)у ]+Яг(ОН)2(Н2О)уу ]+[Ух(ОН)3(НТО)у ]+ +2[Ух2(ОН)1(НТО)4 ]+4[Ух4(ОН)4(НТО~) ]; б) моларнаа доля атома цнрковвя в ваде Ух4(ОН)а(Н2О)у 4[(Ух4(ОН)4(н О) ] ат,= в) моларвав доля частвцы Ухз(ОН)4(Н2О)4+ [Утз(ОН)4(Н 2О)уе ] р)у-1-1 ][Н ] [Н„1А] и уравнение материального баланса, са=(А1+ ~ [О;А].

! Длк кислоты Н„А, использук выражение длк ступенчатык констант кислотности получаем а-коэффициент длк формы А ~А1 1 ЙА— сА [Н+3 [Н~]~ 1Н~) 1+ — + +...+ К К~в-! К ~..-!-К ! К +К„,.... К,.,]Н.]+...+К,,]Н~]" '+1Н.]" и, ! (2.]Э) В и-! П,+1 ]ПК..-+-..+1Н 3" 'К. +1Н 1' ! ! а-Коэффициент для любой формы НгА имеет вид ]н!А] К, Кл «,в !1Н 3' н,л — — = сл Кз ...

К +К ! ... К „!]Н 3+...+К !1Н+3 +1Н*3 и 1Н 1'ПК.. ! (2.14) И е-! 3]к. +]н'1 П К -!+-.+]Н'3 К +]Н'1 ! ! 1НС,О,1 к, ! 1Н'3 сс,о*- К.!К в+К.! 1Н+]+]Н ]в 5,Ь Ю-'10-' 0,6406. 5Ь Ю-'54 Ю-'+5,Ь Ю-'Ю-'+Ю-' Ото!ела ]нстО~] 0,6436.0,1000 0,0649 м В растворе соблюдаетсв условие электронейтральности, и уравнение элеипронешпралыикти имеет вид: ~, хДА!) = 33. (2.15) Например, длн детазированного водного раствора Ха]!]О! уравнение электронейтральности можно записать так 47 Пример 5. Рассчитайте раввовесву!о аовцеатрацщо иова НСаО4 и О, 1000 М растворе щавелевой виолеты ири рН 4,00; !с='!=5,6.10 в, 1Г," =5,4 10 в. Ре!еелве.

Нмчисач!ие анс,о; ло Формуле 1с.14) [Ха~)+[НзО~]=[ХОз)+[ОН ) В дистиллированной воде обычно содержится 0,04 М и имеет место равновесие 2Н,О+ СОз НзСОз+ НзО~НСОз +НзО Поэтому уравнение электронейтральности для раствора ХаИ необходимо записать следующим образом: [1ча+)+[НзО+)=[ХОз]+[НСОз1+[ОН ) При составлении уравнения злектронейтральности для раств ров солей многозарядных ионов металлов таких, как Ее(П), Са(1 С6(Н), Мп(П), Се(П1) и других, следует учитывать кислотно-осно нос равновесие типа М +2НзΠ— М(ОН) +НзО+ 1. Рассчитайте активности ионов К и ЯОз в 0,0170 М раство сульфата калия. Оазветп: а„= 0,0272 М; а~: — =0,0075 М. 2.

Рассчитайте активности ионов Мйз и О в 0,0330 М р творе хлорида магния. Оазвевз: ам,* = 0,0149 М; ао- = 0,0502 М. 3. Рассчитайте активности ионов А[з и БОз4 в 0,0047 М р творе сульфата алюминия, содержащем 0,01 М НзБО,. Овзвевз: ах,*, — 0,0017 М; азс* =0,0087 М. 4. Рассчитайте активности ионов Саз+„СГ и Н,О в 0,0130 М растворе хлорида кальция, содержащем 0„01 М НС1. Отвел: аое =0>0062 М; асз- =0,0288 М; ан,о =0,0086 М. :, ' 5.

Рассчитайте реальную константу кислотносги азотистой кислоты в 0,1000 М растворе хлорида калия. Озлвегл: К,=8,19'10 4. б. Рассчитайте реаззьную константу кислотности бензойной кислоты С,НзСООН в растворе с ионной силой 1=0,05 М. Овзвевн К,=9,19'10 7. Рассчитайте реальную константу кислотносгн иодной кислоты Н10, в присутствии 0,0157 М сульфата натрия, если езло,= =0,1000 М. Оглвевк К,=4,44. 10 з. 8, Рассчитайте равновесную концентрацию ионов СОз зв: 0,2000 М растворе (ХН4)зСОз при рН 9,00. Ответ: 0,0091 М.

9. Рассчитайте равновесную концентрацию ионов НЯ в 0,5000 М растворе (ХН4),Я при рН 10,00. Оглвевя 0,4988 М. 10. Рассчитайте раваовесаую концентрацию ионов В(ОН),, в 0,1000 М растворе тетрабората натрия при рН 9,24. Ответ: 0,2000 М. 11, Рассчитайте равновесную концентрацию ионов СНОзСОО в 0,5000 М растворе дихлоруксусной кислоты при рН 2,00.

Ответ: 0,4167 М. 12. Рассчитайте раваовесаую коацеатрацию ионов НРОз~ в 0,1500 М распюре фосфорной кислоты при рН 9,00. Ответ: 0,1476 М. 13. При каком заачеаии рН равновесная коацеатрация иоаов Бз в 0,1000 М растворе Ха,Б равна 0,0200 М? Ответ: рН 12,28. 14. Рассчитайте значение рН, при котором равновесная концентрация ионов НСО, в 0,0100 М растворе Ха,СОз равна 0,0080 М7 Ответ: рН 6,95.

15. Рассчитайте значение рН, при котором равновесная концентрация ионов СзО~з в 0,2000 М растворе Ха,С,04 равна 0,0500 М7 Ответ: РН 3,79. 16. Рассчитайте заачеаие рН, при котором раваовесная концентрация ионов Н,РО4 в 0,5000 М растворе Ха,НРО4 равна 0,3540 М? Ответ: РН 2,50. 17. Рассчитайте заачеаие рН, при котором равновесная концентрация НзС~Н40в в 0,0100 М растворе тартрата калия равна 0,0050 М? Ответ: рй 3,02. 18. Рассчитайте общую концентрацию глутарата натрия ХаООС(СНз)зСООХа, обеспечивающую при рН 3,00 раваовесаую концеатрацию глутарат-иона (Сиз(СОО)зз, равную 2,0 10 ' М. Ответ: 1,166 М. 19.

Рассчитайте общую коацеатрацию сульфата натрия, обеспечивающую при рН 7,00 равновесную концентрацию ионов НБОз, равную 4 0 10 з М Ответ: 6,48 10 з М 20. Рассчитайте общую коицеатрацию лимонной кислоты Н,С,О,Н„обеспечивающую при рН 5,00 равновесную концентрацию иоаов НС,О,Н3, равную 8,0 10 М. Ответ: 1,28'10 " М. 21. Рассчитайте общую концентрацию дигидроарсеаата натрия ХаНзАзО„, обеспечивающую при рН 3,00 равновесную концентрацию ионов НзАзО~, равную 0,0100 М. Ответ: 0,0117 М. Вопросы 1. Какие растворы называют идеальными7 В каких условиях реальные растворы можно считать идеальными? 2. Назовите основные причины отклонения реальных растворов от идеальных.

49 3. Напишите выражения термодивамической, реальной и условной констант равновесия. Какие факторы влияют ва их величины? 4. Как связаны между собой термодинамическая, реальная и условная константы раввовесия? 5. Напишите схемы химическвх равновесий, существующих в водных растворах: а) РеС)„б) СОя„в) Н250з', г) насьпценном водном растворе Ва504. б. Что такое активность? Как связаны активность ионов и их равновесная концентрация? 7.

Что такое коэффициент активности? Что характеризует коэффициент активности? 8. В каких пределах могут изменяться коэффициенты активности? В каких случаях они могут быть больше едиющы? 9. Почему нельзя эксперимевтальво найти коэффициенты активности индивидуальных ионов? 10. Как связавы индивидуальные коэффициевты активности со средним коэффициевтом активности электролита? 11. Как влияет заряд иоиа иа величину коэффициента активности? 12. Что такое ионная сила раствора? Какова природа ионной силы и ее размерность? 13. Составьте уравиения для расчета ионной силы в водных растворах: а) НХОз+ХаХО„б) МйБО,+Ма,БО„в) РеС),+Н,БО;, г) Аб(ХНз),++ХН„ХОь 14.