Молекулярные уравнения гидролиза

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание 1

Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза приведенных в вашем задании солей. Укажите реакцию среды в растворе соли. Напишите выражение для константы гидролиза.

.Хлорид цинка ZnCl₂ - соль, образованная сильной кислотой и слабым основанием, гидролизуется по катиону. Среда гидролиза - кислая. pH<7. Гидролиз идет ступенчато в 2 ступени.

1 ступень:

Zn²⁺ + H₂O = ZnOH⁺ + H⁺

ZnCl₂ + H₂O = ZnOHCl + HCl

Zn²⁺ + H₂O = ZnOH⁺ + H⁺ + Cl^-

Выражение для константы гидролиза:

2 ступень:

ZnOH⁺ + H₂O = Zn(OH)₂ + H⁺

ZnOHCl + H₂O = Zn(OH)₂ + HCl

ZnOH⁺ + Cl^- + H₂O = Zn(OH)₂ + H⁺ + Cl^-

Выражение для константы гидролиза:

Силикат калия K₂SiO₃ - соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой, гидролизуется по аниону. Среда гидролиза - щелочная. pH>7. Гидролиз идет в 2 ступени

1 ступень:

SiO₃^2- + H₂O = HSiO₃^1- + OH^-

K₂SiO₃ + H₂O = KHSiO₃ + KOH

2K⁺ + SiO₃^2- + H₂O = K⁺ + HSiO₃ ^1- + K⁺ + OH^-

Выражение для константы гидролиза:

2 ступень:

HSiO₃^1- + H₂O = H₂SiO₃ + OH^-

KHSiO₃ + H₂O = H₂SiO₃ + КОН

K⁺ + HSiO₃^1- + H₂O = H₂SiO₃ + K⁺ + OH^-

Выражение для константы гидролиза:

Задание 2

ионный гидролиз атом электрон молекулярный

Заполните таблицу 8 в соответствии с вашим вариантом, указав комплексообразователь, лиганды, координационное число, внутреннюю и внешнюю сферу по формуле комплексного соединения, или составив соответствующую формулу по указанному комплексообразователю, лигандам и координационному числу. Дайте названия этим веществам.

Таблица 8.

№ задания	Комплексообразователь	Лиганд	Координационное число	Внутренняя сфера комплекса	Ионы внешней сферы	Формула комплексного соединения	Константа устойчивости
1	2	3	4	5	6	7	8
100	Ag+	NH3	2	[Ag(NH3)2]+	Сl-	[Ag(NH3)2]Cl
	Co2+	CNS-	4	[Co(CNS)4]2-	NH4+	(NH4)2[Co(CNS)4]

[Ag(NH₃)₂]Cl - хлорид диамминсеребра (I)

(NH₄)₂[Co(CNS)₄] - тетратиоцианокобальтат(II) аммония

Констатнты устойчивости для комплексных ионов:

[Ag(NH₃)₂]⁺

[Co(CNS)₄]^2-

Задание 3

Составьте электронные уравнения и подберите коэффициенты в реакциях, соответствующих вашему заданию. Рассчитайте, сколько граммов окислителя требуется для восстановления 10 г соответствующего реакции восстановителя.

FeSO₄+KMnO₄+H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃+K₂SO₄+MnSO₄+H₂O

Решение

восстановитель 2Fe²⁺ -2з = 2Fe³⁺ |2| ₁₀ |5 окисление

окислитель Mn⁺⁷ +5з = Mn²⁺ |5| | 2 восстановление

m (FeSO₄) = 10г

m (KMnO₄) - ?

10/1520 = Х/316

Х=10*316/1520 = 2,079г

Ответ: m(KMnO₄) = 2,079г

Задание 4

Какой объем газа выделится (0 С, 101,3 кПА), если в реакцию вступят: 13,8 г карбоната калия и 7,3 г соляной кислоты?

Дано: T = 00C = 273K P=101300 Па m (K2CO3)=13,8 г m (HCl)=7,3 г	K2CO3 + 2HCl = 2KCl + H2O + CO2 Определим, какое из веществ находится в избытке, а какое в недостатке. н(K2CO3) = m(K2CO3)/M(K2CO3)=13,8г / 138г/моль =0,1 моль н(HCl) = m(HCl)/M(HCl)=7,3г / 36,5г/моль = 0,2 моль н(K2CO3) : н(HCl) =1:2 , как и необходимо для реакции, никакое из веществ не находится в избытке или недостатке н(CO2) = 0,1 моль PV = нRT V= (нRT)/P V(CO2)=(0,1 моль* 8,31 Дж/моль*К * 273К) / 101300Па=0,00224 м3 =2,24 л
V(CO2)-?

Задание 5

Составьте электронные формулы и представьте графически размещение электронов по квантовым ячейкам для указанных в таблице 2 элементов, соответствующих вашему заданию. Проанализируйте возможности разъединения спаренных электронов при возбуждении атомов с образованием валентных электронов в соответствии с теорией спин-валентности.

Таблица 2

№ задания	Элементы
27	Фосфор, калий

Фосфор: ₁₅P 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

Калий: ₁₉K 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹

Распределение электронов по квантовым ячейкам:

В атоме калия на внешнем энергетическом уровне только 1 неспаренный электрон (4s-электрон). Валентность калия таким образом равна 1.

В атоме фосфора на внешнем энергетическом уровне 3 неспаренных электорна (3р-электроны). Валентность фосфора, таким образом равна 3. Это характерно для атома фосфора в нормальном состоянии.

Атом фосфора также может находиться в возбужденном состоянии. В этом состоянии в атоме фосфора один s-электрон внешнего энергетического уровня перескакивает на 3d-подуровень

Таким образом образом при распаривании электронов с 3s-подуровня , на внешнем энергетическом уровне атома фосфора образуется 5 неспаренных электронов. Таким образом валентность фосфора в возбужденном состоянии равна 5

Задание 6

Дайте определение понятию скорость химической реакции. Опишите количественно (где это можно), как влияют на скорость реакции внешние условия (концентрация, температура, давление). Рассчитайте во сколько раз изменится скорость реакции при изменении указанных в таблице (табл.5) условий.

Таблица 5.

№ задания	Реакция	Изменение температуры	Температурный коэффициент	Изменение давления
1	2	3	4	5
51	---	Уменьшение на 40 градусов	3	---

Скорость химической реакции - изменение количества вещества в единицу времени.

Для гомогенной реакции:

(моль/л*с),

где V- объем реакционного пространства, н-количество вещества, ф-время.

Для гетерогенной реакции:

(моль/м²*с),

где S - площадь реакционной поверхности, , н-количество вещества, ф-время.

Увеличение концентрации газообразных и жидких веществ прямопропорционально увеличивает скорость химической реакции, и соответственно наоборот.

aA+bB=cC+dD

,

где k-константа скорости реакции, С_А и С_B -концентрации реагентов, А,B-стехиометрические коэффициенты.

Увеличение давления увеличивает концентрации только газообразных веществ, что соответственно прямопропорционально увеличивает скорость химической реакции.

При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза (Правило Вант-Гоффа) Математически эту зависимость можно выразить так:

,

где ₂ - скорость при температуре t₂, ₁-скорость при температуре t₁, -температурный коэффициент. По условию у нас

=3, а = - 40⁰С.

Скорость химической реакции уменьшится в 81 раз

Задание 7

Заполните пропуски в таблице 7. Например, в задаче 76 надо найти молярную и нормальную концентрацию 10%- ного раствора CuSO4 (плотность раствора 1,1 г/мл).

Таблица 7.

№ задания	Растворенное вещество	Концентрация процентная	Концентрация молярная	Концентрация нормальная	Плотность г/мл.
80	KNO3	0,0202 или 2,02%	0,2	0,2	1,0

Пусть V _(р-ра)=1л=1000мл, тогда

m_(р-ра) = с_(р-ра)*V_(р-ра) = 1 г/мл * 1000мл =1000г

С_н = н_экв/V_(р-ра) = m_(в-ва)/ (M_{экв(в-ва)}*V_(р-ра))

m_(в-ва) =С_н * M_{экв(в-ва)} * V_(р-ра) = 0,2 моль/л * 101 г/моль * 1л = 20,2 г

щ_(в-ва) = m_(в-ва)/m_(р-ра) = 20,2г/1000г = 0,0202 или 2,02%

C_м = н_(в-ва)/V_(р-ра)= m_(в-ва)/ (M_(в-ва)*V_(р-ра))=20,2г / (101г/моль * 1л) = 0,2 моль/л

Задание 8

Для предложенного в вашем задании (табл. 4) соединения постройте графическую формулу и укажите виды химической связи в этой молекуле. Покажите, какие (какая) связи «рвутся» при диссоциации. Объясните что такое водородная связь? Приведите ее примеры влияния на свойства вещества.

Таблица 4

№ задания	Соединение
50	Фосфат алюминия

ДЭО(О-Р)=3,5-2,1=1,4 ; значит связь между атомами О и Р ковалентная полярная.

ДЭО(О-Al)=3,5-1,5=2 ; значит связь между атомами Al и O ионная.

При диссоциации фосфата алюминия рвутся связи между атомом алюминия и атомами кислорода (на схеме показано красной чертой).

Водородная связь - это своеобразная химическая связь между молекулами, в состав которых входят водород и сильно электроотрицательный элемент - фтор, кислород, азот, реже хлор, сера. Водородная связь может быть внутримолекулярной и межмолекулярной. Обычно водородную связь обозначают точками и этим указывают, что она намного слабее ковалентной связи (примерно в 15-20 раз). Тем не менее она ответственна за ассоциацию молекул. Например, образование димеров (в жидком состоянии они наиболее устойчивы) воды и уксусной кислоты можно представить схемами:

Наличием водородных связей объясняется более высокая температура кипения воды (100^оС) по сравнению с водородными соединениями элементов подгруппы кислорода (Н₂S, Н₂Sе, Н₂Те). В случае воды надо затратить дополнительную энергию на разрушение водородных связей.

Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, а потому эти связи играют важную роль в химии процессов жизнедеятельности.

Задание 9

Проанализируйте изменение величины зарядов ядер, радиусов атомов, электроотрицательностей и степеней окисления элементов в соответствии с вашим вариантом (см. Табл.3). Каковы закономерности этих изменений при движении по группе сверху в низ или по периоду слева на право? Как изменяется при этом направлении металличность элементов и характер их оксидов и гидроксидов?

Таблица 3

№ задания	Задание
39	Элементы 6 А группы

Элементы 6А группы : кислород О, сера S,селен Se,теллур Te, полоний Po.

Заряд ядра увеличивается от кислорода к полонию (сверху вниз исходя из расположения этих элементов в Периодической системе).

Радиус атома также увеличивается сверху вниз, так увеличивается число энергетических уровней.

Значения элетроотрицательностей уменьшаются сверху вниз от значения 3,5 у кислорода до значения 2,0 у полония, так как с увеличением порядкового номера и количества энергетических уровней уменьшается сила притяжения электронов внешнего энергетического уровня к ядру, и соответственно уменьшаются окислительные (неметаллические) свойства. Таким образом, кислород ярко выраженный неметалл - сильный окислитель, а полоний- металл, может быть только восстановителем. Максимальная степень окисления увеличивается от +2 у кислорода до +6 у полония.

В группах заряд ядра увеличивается в связи с увеличением порядковых номеров элементов. Радиус атома в группах увеличивается сверху вниз, так как увеличивается число энергетических уровней. Электроотрицательность в группах уменьшается сверху вниз, т.к уменьшаются неметаллические свойства и увеличиваются металлические ввиду уменьшения силы притяжения электронов внешнего энергетического уровня к ядру. По этим же причинам увеличивается максимальная степень окисления.

В периодах слева направо заряд ядра увеличивается в связи с увеличением порядковых номеров элементов. Радиус атома же незначительно уменьшается ввиду увеличения притяжения электронов внешнего энергетического уровня к ядру. Электроотрицательность элементов увеличивается слева направо, так как увеличиваются неметаллические свойства. Значения максимальной степени окисления чаще всего увеличивается слева направо, так как увеличивается число электронов на внешнем энергетическом уровне, который атом того или иного элемента может отдать в ходе химической реакции.

Задание 10

Составьте формулы высших оксидов элементов, являющихся микроэлементами в питании растений, и формулы высших оксидов для микроэлементов. Изобразите их графически. Укажите характер этих оксидов (кислотный, основной, амфотерный). Напишите возможные реакции их взаимодействия с водой.

Микроэлементы в питании растений: Na,Cl,Si,B,Mo,Mn,Cu,Zn.

Высшие оксиды этих элементов:

Формула	Название	Тип оксида	Структурная формула
Na2O	Оксид натрия	основной	Na - O - Na
Cl2O7	Оксид хлора (VII)	кислотный
SiO2	Оксид кремния(IV)	кислотный	O=Si=O
B2O3	Оксид бора	кислотный	О= B -О- B =O
MoO3	Оксид молибдена (VI)	амфотерный
Mn2O7	Оксид марганца (VII)	кислотный
CuO	Оксид меди (II)	основной	O=Cu=O
ZnO	Оксид цинка	амфотерный	O=Zn=O

Na₂O+H₂O=2NaOH

Cl₂O₇+H₂O=2HClO₄

SiO₂+H₂O=H₂SiO₃

B₂O₃+H₂O=H₃BO₃

MoO₃+H₂O=H₂MoO₄

Mn₂O₇+H₂O=2HMnO4

CuO+H₂O=Cu(OH)₂

ZnO+H₂O=Zn(OH)₂

Задание 11

Растворы.

Укажите среди перечисленных: H₂S, HF, HCl, HBr, HJ наиболее сильную с точки зрения электролитической диссоциации кислоту:

1) H₂S, 2) HF, 3) HCl, 4) HBr, 5) HJ.

Наиболее сильная с точки зрения электролитической диссоциации кислота- это HI. Далее сила кислот убывает в ряду:

HI> HBr >HCl> HF> H₂S

Задание 12

Составьте формулы всех солей, соответствующих кислотам и основаниям, приведенным для вашего задания в таблице 1. Для амфотерных гидроксидов необходимо составить формулы их солей, образованных как при реакциях с кислотами, так и с основаниями. Приведите реакцию получения одной из солей в молекулярной и ионной форме. При написании уравнений руководствоваться таблицей растворимости и таблицей степеней диссоциации.

Таблица 1.

№ задания	Исходные вещества
1	2
15	LiOH, Al(OH)3, HBr, H2TeO4

LiOH => LiNO₃

Al(OH)₃ => AlCl₃ и KAlO₂

HBr => NaBr

H₂TeO₄ => K₂TeO₄

2LiOH+Cu(NO₃)₂=2LiNO₃+Cu(OH)₂

2Li⁺ +2OH^- + Cu²⁺ +2NO₃^- = 2Li⁺ + 2NO₃^- + Cu(OH)₂

Cu²⁺ +2OH^- =Cu(OH)₂

Размещено на Allbest.ru