Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка):
3.11. Буферный раствор был приготовлен путем растворения NaHCO3 и Na2CO3 в воде. Напишите уравнения реакций, которые подтверждают, что в этом буферном растворе нейтрализуются добавки ионов H+ и ОН".
3.12. Допустим, что в растворах содержатся пары реагентов, смешанных в эквивалентных количествах: KNO3 - HNO3, NaNO2 - HNO2, CH3COOH - CH3COONa, Na2HPO4 - NaH2PO4, NH3 - NH4Cl. Определите, какие из них являются буферными растворами, а какие нет.
3.13. Примените уравнение Гендерсона - Хассельбаха, чтобы ответить на вопрос: что произойдет с величиной pH буферного раствора состава: 0,01 M CH3COOH + 0,01 M CH3COONa5 если концентрации обоих реагентов увеличить на два порядка, т.е. довести до 1,00 Ml Можно ли утверждать, что при этом увеличится буферная емкость раствора?
3.14. Каковы основные различия кривых титрования сильной кислоты сильным основанием и слабой кислоты сильным основанием? Что означает термин «точка эквивалентности» для каждой из этих кривых?
3.15. Примените уравнение Гендерсона - Хассельбаха для доказательства того, что на кривой титрования слабой кислоты сильным основание существует точка, для которой справедливо равенство pH = рКк. К какому соотношению щелочи и кислоты должна относиться это точка?
3.16. Фосфорная кислота - трехосновная, ее диссоциация включает в себя три ступени и титрование также должно происходить в три стадии. Однако на кривой титрования фосфорной кислоты (см. рис. 3.1,6) проявляются только две волны. В чем причина отсутствия третьей волны на кривой титрования фосфорной кислоты?
3.17. Ионы С10~ (гипохлорит-иои) и NH3OH+ (гидроксиламин-ион) в водном растворе подвергаются гидролизу. Составьте для иона ClO" выражение константы кислотности Кк, а для иона NH3OH+ - константы основности K0. Для каждого из этих ионов приведите выражение константы гидролиза K1- и покажите связь Ky с Кк или K0.
3.18. Напишите уравнение реакции гидролиза иона HPO42" (по одной ступени) и соответствующее этой реакции выражение константы гидролиза. Значения каких констант необходимо выбрать из справочной литературы, чтобы вычислить величину указанной константы гидролиза?
3.19. Напишите уравнения реакций гидролиза иона Fe(H2O)O3+ по ступеням и выражение константы гидролиза этого же иона по первой ступени Kvi. Значения каких констант необходимо выбрать из справочной литературы, чтобы вычислить величину АГ,.|?
Ионные равновесия в растворах
165
3.20. Хорошо известна последовательность превращений: Ag+(p)-M__* AgCl(K)-^^
Na^°? >Ag(S203)23-(p) - J_U AgI(1C). Выделение в осадок малорастворимых соединений чередуется с образованием растворимых комплексов. Как можно объяснить последовательность таких превращений, руководствуясь значениями UP(AgX) и ?2(AgL2)? Напишите выражение концентрационной константы равновесия Кс для реакции Ag(NH3)Z(P) + вЧр) -> AgBr(K) + 2NH3(P). Выразите Кс через величины nP(AgBr) H?2{Ag(NH3)2+}.
3.21. Осадок AgI(,C) растворяется в присутствии избытка К1(р) с образованием комплексных ионов, основные из которых AgI2", AgI32- и AgI43'. Используя уравнение (3.19):
х -JJiL
составьте выражение для вычисления молярной доли иона AgI32" в растворе
(XAgI32-).
3.22. Ионы Fe2+(p) при подщелачиваиии раствора легко окисляются кислородом воздуха с образование осадка Fe(OH)3. Происходит реакция
Fe2+(P) + ЗОН-(р) Fe(OH)3(K)+ е~,-ср,0.
Как можно вычислить величину ср t°s если известна величина AG0 для этой реакции? Величину AG0 вычисляют по обычной методике. Хорошо известна также реакция:
Fe2+(P) -» Fe3+(P) + <Г, -ср2°.
Допустим, что эти реакции протекают в разных ячейках гальванического элемента. Как вычислить для него величину Е° и как использовать значение Е° для вычисления величины ПР {Fe(OH)3}?
3.23. Величину (р для окислительно-восстановительной реакции при нестандартных концентрациях ионов металла в растворе вычисляют с помощью уравнения Нернста:
- то_. 0,059 [Ох]
ср = ср0+ —-log
[Red]
Значения концентраций каких ионов металла нужно подставить в выражение log ([Ox] / [Red]), если металл присутствует в растворе в виде нескольких форм ионов, включая комплексные ионы?
166
В.В. Вольхин. Общая химия
3.24. Даны две окислительно-восстановительные реакции:
Мп04"(р) + 8H+(P) + 5е~ MnO4-(P) + 2H2O010 + Зё
Mn2+(p) + 4Н20(Ж), (р|, fc MnO2(K) + 4OH-(P), ф2-
Используя уравнение (3.21), составьте зависимость (pi от pH для первой реакции. Выведите аналогичную зависимость (р2 от pH для второй реакции.
3.25. Если растворимость Cu(OH)2 обозначить через S, моль/л, то как молено записать выражение FIP(Cu(OH)2}, выразив через растворимость концентрации ионов Cu21 и ОН"?
3.26. Среди перечисленных соединений выделите те, растворимость которых зависит от pH раствора: Ni(OH)2, FeO, BaSO4, AgF, Sr(N02)2, PbCl2, Fe(CN)2. При выборе соединений учитывайте возможность участия ионов соли в реакциях гидролиза.
3.27. При качественном анализе подбирают условия, позволяющие разделить ионы металлов. Так, ионы Cu2+, Hg2+, Mn2+ и Ni + осаждаются в виде сульфидов под действием Na2S, но в присутствии H2SO4 происходит осаждение CuS и HgS, а ионы Mn2+ и Ni2+ остаются в растворе. Объясните это различие в поведении ионов металлов в разных средах. Какие вычисления необходимо выполнить, чтобы количественно подтвердить условия, обеспечивающие разделение ионов металлов?
