Задесенец-ОбщХим (558616), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Подчеркнем, что здесьсмешиваются растворы одного и того же компонента. В остальныхслучаях использовать его нерационально. Для расчета моляльныхконцентраций оно также не подходит.В задаче смешиваются растворы с концентрациями С1 и С2 (С1 > С2) собразованием раствора с концентрацией С3. Правило креста выглядитследующим образом:С1С2Пример 1.6.Решение.вид:С3С3 – С2при этомС1 – С3или3 −21 −33 −21 −3=1=122(для CM)(для C%)Найти концентрацию раствора, который получится присмешивании 1 л 4 М раствора соли и 3 л 2 М.Примем конечную концентрацию за x, тогда крест примет74x–2Запишем равенство4–xx = 2.5 M.x2Пример 1.7.Решение.2050−24−=13и решим.Найти, какие массы 20% раствора аммиака и воды нужносмешать, чтобы получить 500 г 5% раствора.Для воды следует принять С2 = 0%.2 = 315−051= = = 1; {5–020−51532 1 + 2 = 50020 – 54m1=500; m1=125 г ; m2=375 г.8Задания:1.1.Выразите C% и μ через CM, считая, что Вам известны плотностьраствора и молярная масса растворенного компонента.1.2.Концентрация раствора серной кислоты составляет 25%.
Найти CMи μ, пользуясь справочными величинами.1.3.Навески KOH массами 120, 80, 40 и 30 г растворили в 120 г водыкаждую. Найти C% полученных растворов.1.4.Растворы Ca(NO3)2 массой 160 г имеют следующие C%: 50, 25, 20 и10%. Вычислить массу соли в каждом растворе.1.5.Навески NaOH массами 40, 10, 4 и 1 г растворили в колбах объемом1 л. Найти CM полученных растворов.1.6.В колбах разного объема находятся растворы HNO3 следующихконцентраций: 1, 2, 5, 10 М. Известно, что в каждой из колбсодержится по 1 молю кислоты. Определить объемы колб.1.7.В стаканах приготовили 20% растворы галогенидов калия иизмерили их плотность: KF (1.185 г/мл), KCl (1.132 г/мл), KBr (1.160г/мл), KI (1.166 г/мл).
Определить CM этих растворов.1.8.Процентная концентрация 0.1 M раствора гидроксида металласоставляет ~1.7%. Определить металл.1.9.Молярная концентрация аммиака в жидком аммиаке при −40°С в 1.2раза меньше молярной концентрации воды в воде при 0°С.Определить плотность жидкого аммиака.1.10. Пероксид водорода смешали с водой в мольном соотношении 1:2;плотность раствора составила 1.192 г/мл. Найти C%, CM и μ.1.11. Вычислить массы навесок AgNO3, Na2B4O7·10H2O, KH(IO3)2 иNa2S2O3·5H2O для приготовления стандартных 0.1 М растворов вколбах на 1 л.1.12. Растворимость CuSO4·5H2O при 20°С 35.6 г/100 г воды.
Можно липолучить 20% раствор сульфата меди при этой же температуре?1.13. Рассчитайте массу навесок щавелевой кислоты (H2C2O4·2H2O) иоксалата калия (K2C2O4·H2O) для приготовления 250 мл растворагидрооксалата калия (KHC2O4) концентрацией 0.4 М.91.14. Физраствор, применяемый в медицине, имеет состав (% масс.): NaCl– 0.80; KCl – 0.02; CaCl2 – 0.02; NaHCO3 – 0.01; MgCl2 – 0.01;NaH2PO4 – 0.005; C6H12O6(глюкоза) – 0.1.
В каких количествахтребуется взять реагенты, чтобы приготовить 10 л такого раствора,учитывая, что хлориды кальция и магния находятся в видегексагидратов, а кислый фосфат натрия – в виде дигидрата.Плотность принять за 1.1.15. 24.39 г H2PtCl6·nH2O с содержанием Pt 40.0% растворили в мернойколбе на 50 мл. Из колбы отобрали по 10 мл раствора и перенеслиаликвоты в мерные колбы на 100, 250, 500 и 1000 мл. ОпределитьpH полученных растворов.1.16. Какие значения примут pH растворов, полученных сливанием 1Мрастворов HNO3 и NaOH в объемном соотношении 11:9, 101:99, 1:1,999:1001, 0:1, 1:4?1.17.
В Вашем распоряжении 4 раствора некоторой соли сконцентрациями 0.5, 1, 3 и 5 М. Какие пары растворов можносмешать и в каком соотношении, чтобы получить 2.5 М раствор?1.18. Для получения 0.1М раствора азотистой кислоты раствор H2SO4 иззадачи 1.2 смешивали с раствором Ba(NO2)2. Какую навескуBa(NO2)2·H2O следует взять и в каком объеме растворить дляприготовления 100 мл раствора?10Ответы:г1.2. Cm=294 /л, CM=3.0 М, μ=3.4 моль/кг воды. 1.3.
50, 40, 25, 20%. 1.4. 80, 40,32, 16 г. 1.5. 1, 0.25, 0.1, 0,025 М. 1.6. 1, 0.5, 0.2, 0.1 л. 1.7. 4.08, 3.03, 1.95,1.40 М. 1.8. Ba. 1.9. 0.79 г/мл. 1.10. C%=48.6%, CM=17.0 М, μ=27.7 моль/кг воды.1.11. 17.0, 38.1, 39.0, 24.8 г. 1.12. Нет. 1.13. 6.31 и 9.21 г. 1.14. В том жепорядке 80, 2, 3.9, 1, 2.1, 0.65, 10 г. 1.15. 0.7, 1.1, 1.4, 1.7.
1.16. 1, 2, 7, 11,14, 13.8. 1.17. I↔III 1:4, I↔IV 5:4, II↔III 1:3, II↔IV 3:5. 1.18. 1.24 г, 85 мл.112. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.2.1. Степень окисления (с.о.)– условный заряд атома в молекуле/ионе,вычисленный из предположения, что все гетероэлементные связи ионные.Степень окисления, как и заряд измеряется в единицах зарядаэлектрона и по абсолютному значению равен количеству отданных илиприсоединенных электронов. При образовании ионной связи электроны,во-первых, всегда переходят от менее электроотрицательного элемента кболее электроотрицательному. Во-вторых, электроны переходят целиком,поэтому степень окисления не может быть дробным числом. Междуатомами одного элемента электроны не переходят.Для правильного определения степени окисления каждого атома вчастице необходимо знать не только брутто-, но и структурную формулу.Следует помнить, что понятие степени окисления применяетсяисключительно для каждого отдельно взятого атома, а не для элемента вцелом. При определении степени окисления рассматривается толькоближайшее окружение атома и общий заряд молекулы/иона.
Нельзя путатьстепень окисления с ковалентностью и локальным зарядом атома.В простейших случаях для определения с.о. IUPAC рекомендуетследующие правила:1) степень окисления элемента в свободном состоянии равна нулю2) для одноатомного иона степень окисления равна его заряду3) в большинстве соединений степень окисления водорода равна «+1», акислорода – «−2» (исключение составляют гидриды активныхметаллов, где степень окисления водорода «−1», и пероксиды, гдестепень окисления кислорода равна «−1»)4) алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равнанулю, в ионах она равна их зарядуПример 2.1.+HNHОпределить степень окисления атомов азота в N2, NH4NO3,N2H4, NH2OH.+NHH-OO+OРешение.N2: Структурная формула N≡N.Все связи гомоатомные и не могут бытьионными, поэтому с.о.
каждого атома равнынулю.12NH4NO3: Во-первых, здесь следует рассматривать каждый ион отдельно. Вкатионе аммония атомы водорода как менее электроотрицательные отдаютэлектроны атому азота (−4), однако с учетом общего заряда иона (+1) с.о.азота равна «−3».В нитрат-ионе более электроотрицательные атомы кислорода должныполучить по два электрона, из которых пять – валентные электроны азота,и один – избыточный электрон от общего заряда нитрат-иона. С.о. атомаазота «+5».HHN2H4: Каждый из атомов азота в симметричной молекулеNNгидразина принимает по два электрона, таким образом, с.о.HHобоих атомов азота равны «−2».HNH2OH: В молекуле гидроксиламина атом азота принимает поNOодному электрону от атомов водорода и отдает один электронатому кислорода, с.о. равна «−1».HH2.2.
Окислительно-восстановительная реакция (ОВР) – реакция,протекающая с изменением степени окисления атомов элементов. ЛюбаяОВР всегда включает 2 взаимосвязанных процесса: окисление ивосстановление.Процесс окисления-восстановления заключается в переносе электроновот одного атома к другому. При этом соединение, в составе которогоатомы принимают электроны, называется окислителем, а сам процесс –восстановлением. Соединение, в составе которого атомы теряютэлектроны, называется восстановителем, а сам процесс отдачиэлектронов – окислением.Превращение окислителя можно описать уравнением:Ox1 + n e− → Red1Символом Ox обозначается окисленная форма, т.е.
химическая форма, вкоторой находился окислитель до реакции, символом Red – еговосстановленная форма. Индекс «1» обозначает номер процесса, в данномслучае – восстановления.Превращение восстановителя (процесс с индексом «2») в таком случаеописывается так:Red2 − n e− → Ox213Здесь второй реагент сначала находится в восстановленной форме, а послепотери электронов переходит в окисленную форму.Таким образом, окислительно-восстановительный процесс описываетсяуравнением:Ox1 + Red2 → Red1 + Ox2Часто под терминами «окислитель» и «восстановитель» подразумеваютне сами реагенты, а лишь элементы, атомы которых принимают илиотдают электроны.
Чтобы не происходило путаницы, в данном пособииони будут называться, соответственно, элемент-окислитель и элементвосстановитель. Элемент-окислитель в ОВР понижает степеньокисления, элемент-восстановитель – повышает.Рассмотрим вышеописанное на примере реакции:+100+22HCl + Mg → H2 + MgCl2Хлороводород выступает в роли окислителя и является окисленнойформой водорода (Ox1). Атомы водорода принимают электроны от атомовмагния и переходят в восстановленную форму водорода – H2 (Red1).Металлический магний в данной реакции является восстановителем исодержит восстановленную форму элемента магния (Red2); окисляясь, онпереходит в окисленную форму магния – MgCl2, или, говоря более строго,катион Mg2+ (Ox2).Главнымпараметром,характеризующимокислительновосстановительнуюспособностьчастиц,являетсястандартныйэлектродный потенциал E°.
Значения E° можно найти во многихсправочниках. Подробно он обсуждается в курсе «Физическая химия».Чем выше электродный потенциал, тем выше окислительная способностьокисленной формы. И наоборот, чем ниже потенциал, тем вышевосстановительная способность восстановленной формы. Если значениестандартного потенциала выше 1.23В (°2 /2 – окисление воды), тоокисленная форма является сильным окислителем, если оно ниже 0.0В(° + /2 – восстановление кислоты), то восстановленная форма являетсясильным восстановителем.2.3. Классификация ОВР.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
