Н.Ф. Клещёв и др. - Задачник по аналитической химии (1110107), страница 6
Текст из файла (страница 6)
ПР, = 1,6 10 |О; ПРЛ = 1,Ы 10'з; тл. ПРА с) > ПРл 074!с > ПРл Вг > ПРл 1. Следовательно, в одинаковых условиях первым должен осаждаться иодид, далее бромид, затем роданид и, наконец, хлорид серебра. Если концентрации однотипных ионов не равны, то задачи такого рода могут решаться на основании расчетов. Пример 3.6. При каких значениях рН и какой из осадков— Ге(ОН)з или Мп(ОН)з — будет выпадать первым при постепенном прибавлении раствора )л)аОН к смеси, содержащей 0,1 моль/дм' МпС!з и 0,001 моль/дмз ГеС1|7 Е Ш Е Н И Е' Прм (он) 4 10 74; ПРг он) 38 .
10-ЗЗ Гн(ОН)з Учитывая, что МпС!з и ГеС!з — сильные электролиты, считают концентрацию [Мпз'] = 0,1 моль/дмэ и [Ге|+) = 0,001 моль/дмз. Записывают выражения для ПР: Прм он = [Мп"][ОН Р' ПРН он = [Ге"][ОН]' Подставляют значения [Мпз'] = 0,1 моль/дмэ, [Гез') = 0,001 моль/дмз и находят [01Г]: 1) 0,1[ОН ]з = 4 10 |4 для Мп(ОН)з,' 2) 0,001[01Г]з = 3,8 10 'з для Ге(ОН)з. Делают соответству|ощие вычисления: 13/ОН|= 14 10-070,3 = 6 3 10 73 Н |ОН ! = '43;8 40 3470,0Т1 = 3,4 10" 7~К Таким образом, для начала выпадения осадка Ге(ОН)з нужна меньшая концентрация ионов ОН, и он будет выпадать в осадок первым.
Для начала осаждения Мп(ОН)2 нужна концентрация [ОН ] = = 6,3 10 7 моль/дмз, т.е, при этом рОН = — !8(6,3 10 7) = 7 — 0,8 = 6.2; рН = 14 — 6,2 = 7,8. Аналогично, для начала выпадения осадка Ге(ОП)з нужно [ОН ] = 3,4 10 [з моль/дмз, т.е, рОН = — !х3 4 10 '2 = 12 — 0,53 = = 11,47 и рН = 14 — 11,47 = 2,53.
2Б 27 3.5. Растворимость осадков с учетом влнппия ионной силы растворов Для более точных расчетов необходимо учитывать значения коэффициентов активностей. Повышение растворимости осадков тру днорастворимых соединений в присутствии солей, не содержащих общих с осадком ионов, называется соленым эффекто Н м". Этот эффект вызван уменьшением коэффициентов активности ионов с повышением ионной силы раствора. Коэффициенты активности можно рассчитать по уравнению (2.3) либо воспользоваться данными табл.
1 в Приложении П. Пример 3.7. Вычислить ионную силу раствора, содержащего 0,01 моль/дмз КС! и 0,02 моль/дмз СаС1г. Р е ш е н и е. Диссоциация сильных электролитов КС С1г КС! и СаС1 описывается уравнениями КС! — [К'+ С1; СаС!г — [ Саг'+ 2С1 . Концентрации ионов в растворе будут равны: С(К+) = 0,01 моль/дмз; С(Саг') = 0,02 моль/дмз; С(СГ) = 0,01 + 0,04 = 0,05 моль/дмз. Ионную силу раствора (р) вычисляем по формуле р = 0,5 Вс.г,з где С, — концентрация всех типов ионов, присутствующих в раство- 1 ре; Е. — заряд соответствующего иона.
р — О 5(001. 1г+ 002. 2г+ 0 05. 1г) - 0 07 н н П име 3.8. Вычислить влияние нсолевого эффекта на растворимость сульфата свинца за счет присутствия в р ре ример .. ы с в астворе 0 1 моль дмз КХОз. е ш е н и е. Вычисляем ионную силу раствора: р = 0,5(0,! 1г+ 0,1 1г) = 0,1. По табл. 1 в Приложении П находим коэффициенты активности ионов РЪг' н 801, которые при ионной силе 0,1 равны 0,33. Вычисляем растворимость РЪЯО4 (ь' ) по уравнению для произведения растворимости, принимая коэффици и енты активности ионов РЪг' и 601 равными 1, аналогично решению в примере 3.2.
[РЬг4][БО~ ] = ПР = 1,6 10 з, откуда 6' = [РЪг'] = [ЯОз ] = 4[ПРрыб = з[з О зи" = 1,27 . 10 4 моль/дмз. Вычисляем растворимость РЬЯО4 (з ) в присутствии 0,1 моль/дмз К!з!Оз, т.е. с учетом истинных коэффициентов актив- нОсти ионов: РЫО4 [ ][ ] "]/рьг~~~ Отиуда з ~д0 = [Рз"[ = [зо[[ = ~4 абраг 160г- 1 6 10 з 1 27 10 4 моль/дмз. ж ж 0,33 0,33 0 33 Отношение растворимостей Х[ и 1 характеризует влияние нсолевого эффекта", т.е. повышение растворимости малорастворимого соединения в присутствии сильных электролитов. Х 1 27 . 10-4 — 3. гь~О~ 0,33 1,27 .
10 4 Таким образом, растворимость РЬБО4 повышается в 3 раза. 3.6. Контрольные вопросы 1. Как произведение растворимости малорастворимого соединения связано с его растворимостью? 2. Условия выпадения осадка. 3. Как рассчитать концентрацию-иона-осадителя с помощью произведения растворимости? 4. Условия растворения малорастворимых соединений. 5. Как влияют на растворение осадков сильные кислоты, реакщзи комплексообразования и окисления — восстановления, изменения температуры и тип растворителя? 6. Виды осаждения.
7. В каких случаях образуются коллоидные растворы; как они влияют на осаждение и растворение осадков? 8. Понизится или повысится растворимость А6Вг при добавлении в раствор: а) 0,1 М КВТ; б) 0,1 М Кр!Оз? 9. Одинакова ли растворимость МЗЕг и ВаСОз, если известно, что их произведения растворимости близки между собой? 10. Растворимость каких соединений не зависит от кислотностн раствора: Ва604, СаСОз, АЗС1, Епэ, М6(ОН)гСОз? 11.
В каком растворителе растворимость М6(ОН)г максимальная и в каком минимальна: а) в воде; б) в растворе аммиака; в) в растворе минеральной кислоты? 12. В каком растворе будет более полное осаждение бария дихроматом: а) в 2 М СНзСООН; б) в 2 М НС1; в) в 0,2 М СНзСООХа? 13. В каком случае растворимость гидроксида магния больше: при рН = 7 0 или прирН = 100г 14.
П и каком рН (2,0; 7,0; 8,0; 9,0) растворимость Со8 наибольшая? 1|ри каком наимейьшая? 15. Почему СаСОз легко растворяется в разбавленной уксусной кислоте а СаСэОа не растворяется в пей, хотя ПР обеих солей близки? 3.7. Задачи для самостоятельного решения В задачах 1 — 11 рассчитать ПР по данным о растворимости малорастворимых веществ: 10 1, В 500 смэ насыщенного раствора содержится 9,5 0 г А6С!. 2. Из 2 дмэ насыщенного раствора после выпаривания получе- но 2,688 г СаЯОа 2НэО. 3. Растворимость СаСОэ равна 0,0062 г~дмэ.
4. Растворимость Ре(ОН)з равна 2 10 г/дмэ. 5. В 2 5 дмз насыщенного раствора содержится 21,5 мг М65|НаРО~. 6. Растворимость А8С! равна 2,57 мг/дмэ. Т. Насыщенный раствор содержит 3,84 мг РЬБОа в 100 смэ. 8. В 2 дмз насыщенного раствора содержится 0,124 г СаСОэ. 9. Для насыщения 200 смэ воды требуется 0,57 мг ВаСгОа, 10. Растворимость СаСзОа при 20 С равна 4,8 10 э моль/дмэ. 11. Растворимость АйзРОа равна 1,96 10 3 г/дмэ. 12. На основании произведения растворимости рассчитать, сколько граммов ВаСгОа содержится в 500 смз касыщеннс(го раство- ра этой соли.
э+ пасы енных 13. Определить массовую долю ионов Ва в насыщ растворах следующих солей: а) ВаЯОа, б) ВаСОз; в) ВаР~. 14. Вычислить растворимость м8(ОН)э в гтдмэ, если =6 10~с. м (он), 15. 3 ПР равное 1,1 10 '~, вычислить раствори- А Сс04' 82 кость этой соли в моль/дмэ. 16. Вычислить молярную концентрацию и растворимость насы- щенного раствора РЪЯОа (в г/дмэ). ом 11 10 э 17. По произведению растворимости РЫж равному 1, вычислить растворимость в моль/дм, г/дм .
во е 0'01 18. Во сколько раз растворимость А6С! в растворе моль/дмэ !ЧаС! меньше по сравнению с его растворимостью в воде бе учета и с учетом коэффициентов активности? з 19. Вычислить растворимость СаСэОз в растворе ( а)э Оа (5!Н ) СэО с молярной концентрацией 0,01 М. 20. Как повлияег на растворимость СаСгО, присутствие в растворе КС! с концентрацией 0,1 моль/дм . 3? 21. Во сколько раз "солевой эффект" 0,01 М раствора К э повысит растворимость А6СХБ? 22. Каково влияние "соленого эффекта" раствора а (, г/дмэ) на растворимость ВаЯОз? 23. Вычислить ионную силу растворов: а) 0,02 6 ~,' ) О,Т5 М КС1; в) 0,01 М А!г(804)д,' г) 2,1 М Ьг(?аз)э! д) 0,01 М ХаХОэ и 0,03 М Са(5!Оэ)э в одном растворе, 24.
После растворения КС|, М880~ и Рез(БОз)з в воде молярная концентрация этих солей равна соответственно: 0,05, 0,02 и 0,01 М. Вычислить ионную силу раствора. 25. Вычислить растворимость СаСОэ в 0,01 М растворе КМОэ, если ПР = 2,8 10 э (протонизацией карбонат-иона пренеСаСОэ бречь).
Во сколько раз растворимость СаСОэ в этом растворе больше, чем в воде? 26. Вычислить растворимость РЫэ в 0,02 М растворе А!(ХОэ)з. Во сколько раз растворимость РЪ|э в этом растворе больше, чем в воде? 27. Во сколько раз повысится растворимость РЪБО4 в растворе, содержащем 3,4 г/дм~ М6(!ЧОэ)э по сравнению с его раствори-. мостью в воде? 28. Во сколько раз увеличится растворимость АЗВг за счет "соленого эффекта" в 0,05 М растворе НаХОз? 29. Произведение 'активностей АбэСэОз = 3,5 10 ". Вычислить с учетом коэффициентов активности растворимость А8сСэ04 и концентрацию ионов А8+ в насыщенном растворе.
30. Во сколько раз растворимость ВаСОэ в 0,01 М растворе КХОз выше по сравнению с его растворимостью в воде? 31. Какая концентрация ионов РЬэ' останется в растворе при осаждении его в виде РЪБО4 действием серной кислоты в эквивалентном соотношении? 32. При осаждении ионов Вас' создан избыток карбонат-ионов, равный 10 э моль/дмэ. Сколько граммов Вас+ останется в растворе, если осаждение проводили в объеме 200 смэ? ЗЗ, Сколько молей ионов Ягэ' останется в 500 смэ насыщенного раствора при осаждении Яг8О~, если концентрация сульфат. ионов при этом 10 э моль/дмст 34. Вычислить массу хрома (в граммах), оставшегося в 200 смэ раствора после осаждения хромата свинца, если концентрация ионов свинца при этом 10 э М.
35. Вычислить концентрацию ионов магния в растворе, если после осаждения его в виде гидроксида рН раствора был равен 10. 36. Железо осадили в виде Ре(ОН)э из 200 смэ раствора при рН = 3. Вычислить массу железа, оставшегося в насыщенном растворе над осадком. 37. В растворе, содержащем ноны СГ и Г, создана концентрация ионов серебра, равная 10 а М. Какова концентрация этих ионов после выпадения осадков АхС! и А61? 38. Чему равна концентрация ионов Вас+ в растворе, если к 100 смз 0,05 М раствора ВаС!с прибавлено 100 смз раствора 0,06 М сульфата натрия? 39. К 50 смэ раствора, содержащего 1,7 10 4 моль/дмэ нитрата серебра, прибавлено 150 смэ 0,01 М раствора ХаС!. Чему равны концентрации ионов А6' и СГ после осаждения А6С!? 40.
К 0,02 М раствору МпС!э прибавили равный объем 0,03 М раствора Ь!асСОэ. Чему равны концентрации ионов Мп~' и СО! после выпадения осадка МпСОэ? 41'. Вычислить концентрацию ионов 516э' в насыщенном раст- э! Нетрудно доказать, что для любой подобной окислительновосстановительной реакции при 25'С аА + ЬВ 4 — аА + ЬВ воо ок ок воо' (Е> Ео )а ок вос 0,059 где Е' и Е' — стандартные потенциалы О-В пар окислителя и ок вос восстановителя; а — число электронов, переходящих от аА к вос ЬВ Из последней формулы видно, что чем больше разность стандартных потенциалов О-В пар окислителя и восстановителя, тем больше константы равновесия. Пример 4.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
