№

задачи

Условие задачи

5,

Основные понятия качественного химического анализа.

15,

Комплексонометрическое титрование.

25 ,

В 60 г воды растворено 20 см3 40% - ной фосфорной кислоты (пл. 1,254). Чему равна процентная концентрация раствора?

35,

Сколько граммов серной кислоты содержится в 1 см3 0,1 н раствора?

45,

Определить процентное содержание аммиака в растворе, полученном путем разбавления 1,00 дм3 28%-го его раствора 9,00 дм3 воды.

55,

Равновесие реакции CO + Cl2 = COCl2 устанавливается при концентрациях ( в моль/л): [CO] = 0,35, [Cl2] = 0,15, [COCl2] = 1,2. Чему были равны исходные концентрации CO и хлора?

65,

Написать уравнения диссоциации гидроксида магния, этилового спирта и соляной кислоты. Составить для них выражение закона ионного равновесия, обозначив концентрации частиц формулами, заключенными в квадратные скобки.

75,

Вычислить концентрацию ионов водорода, если рН раствора равен 6,0.

85,

Составить уравнение реакции гидролиза нитрита калия.

95,

Вычислить произведение растворимости СаСО3, если при 200 С в 1 дм3 насыщенного раствора содержится 6,9*10-3 г СаСО3.

105,

При анализе образца технического хлорида бария получены следующие данные: масса бюкса с навеской 24,9418 г; масса бюкса без навески 24,2982 г; масса пустого тигля 6,2638 г; масса тигля с прокаленным BaSO4 6,7376 г. Вычислить процентное содержание BaCl2*2H2O в образце.

115,

Расставьте коэффициенты методом полуреакций:

K2Cr2O7 + HCl = CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O

125,

На нейтрализацию 25,00 см3 0,1125 н раствора H2SO4 израсходовано 28,50 см3 КОН неизвестной нормальности. Какова его нормальность?

135

Навеска сульфида натрия 0,0902 г растворена. Полученный раствор оттитрован раствором иода, которого на это расходуется 18,20 см3. Вычислить процентное содержание Na2S в образце, если титр раствора иода 0,01320.

№

задачи

Условие задачи

5,

Основные понятия качественного химического анализа.

ответ на задачу №5

Методика анализа - это подробное описание всех условий и операций, которые следует выполнить для обнаружения или количественного определения вещества. Точное соблюдение методики анализа позволяет обеспечить правильность и воспроизводимость результатов анализа.

Современная аналитическая химия включает три раздела:

1) качественный химический анализ;

2) количественный химический анализ;

3) инструментальные методы анализа.

Качественный химический анализ - это обнаружение химических элементов, ионов, атомов, функциональных групп, молекул в анализируемом веществе.

Количественный химический анализ - это определение количественного состава вещества. Результат количественного анализа обычно представляют в виде концентрации определяемых веществ в виде границ доверительного интервала.

Инструментальные методы анализа основаны на использовании зависимости между измеряемым физическим свойством вещества и его качественным и количественным составом.

Выделение инструментальных методов в отдельный раздел аналитической химии достаточно условно, так как инструментальные методы служат для решения задач как качественного, так и количественного анализа.

В зависимости от целей анализа различают: элементный, функциональный, молекулярный, фазовый анализ.

Качественный анализ имеет своей целью обнаружение определенных веществ или их вследствие многогранности понятия качественного анализа выделим его широкий и узкий смыслы. Основная цель качественного анализа в широком смысле -- выявление и изучение характерных признаков, свойств, особенностей, отличающих одну ФХС от других, их изменения во времени для отображения этих различий в моделях. Особенности ФХС определяются микроскопическими и макроскопическими свойствами среды, условиями на границах раздела фаз, конструктивным выполнением технологических агрегатов и другими факторами.

Качественный химический анализ выполняют инструментальными методами:

· спектральными

· хроматографическими

· электрохимическими и др.

ответ на задачу №5

К химическим реакциям в качественном анализе предъявляют следующие требования.

1. Реакция должна протекать практически мгновенно.

2. Реакция должна быть необратимой.

3. Реакция должна сопровождаться внешним эффектом (АС):

а) изменением окраски раствора;

б) образованием или растворением осадка;

в) выделением газообразных веществ;

г) окрашиванием пламени и др.

Реакция должна быть чувствительной и по возможности специфичной.

Аналитические реакции, проводимые между твердыми веществами, относят к реакциям «сухим путем», а в растворах - «мокрым путем».

Селективность реакций можно повысить, изменяя их условия (рН) или применяя маскирование.

Маскирование заключается в уменьшении концентрации мешающих ионов в растворе меньше предела их обнаружения, например, путем их связывания в бесцветные комплексы.

Цели и методы качественного анализа

Область применения тонкослойной хроматографии практически безгранична, что объясняется возможностью большого выбора слоев различных сорбентов. Для разделения полярных веществ применяют слои адсорбентов, для гидрофильных -- распределительную хроматографию на целлюлозе или силикагеле, для гидрофобных -- импрегнированные слои(обращенные фазы). Можно применять также ионообменную или гель-хроматографию в тонком слое. Метод тонкослойной хроматографии в настоящее время применяют в основном для целей качественного анализа. Количественное определение возможно в такой же степени, как и в бумажной хроматографии. При проведении определений можно работать с очень небольшими количествами веществ, разделение проходит быстро и с умеренными затратами. Тонкослойную хроматографию в связи с этим можно применять для предварительных опытов по выбору фаз для разделения больших количеств веществ колоночной хроматографии.

Качественный анализ имеет своей целью обнаружение определенных веществ или их компонентов в анализируемом объекте. Качественный анализ всегда предшествует количественному.

ответ на задачу №5

Камчественный анамлиз -- совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения элементов, радикалов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе используют легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. Реакции должны быть как можно более селективны и высокочувствительны. Качественный анализ в водных растворах основан на ионных реакциях и позволяет обнаружить катионы или анионы.

Основоположником качественного анализа считается Р. Бойль, который ввёл это представление о химических элементах как о не разлагаемых основных частях сложных веществ и систематизировал все известные в его время качественные реакции

Качественные реакции

Для определения присутствия веществ, анионов, катионов используются качественные реакции. Проведя их можно подтвердить однозначно их наличие. Эти реакции широко используются при проведении качественного анализа, целью которого является определение наличия веществ или ионов в растворах или смесях.

Примеры качественных реакций на катионы

Катион

Воздействие и реактив

Наблюдаемая реакция

Пламя

Карминово-красное окрашивание

Пламя

Жёлтое окрашивание

Пламя

Фиолетовое окрашивание

Пламя

Кирпично-красное окрашивание

Пламя

Карминово-красное окрашивание

1. Пламя

2.

1. Жёлто-зелёное окрашивание

2. Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах

Вода

Гидратированные ионы Cu2+ имеют голубую окраску

S2-

Выпадение чёрного осадка сульфида свинца(II)

Cl-

Выпадение белого осадка хлорида серебра

Гексацианоферрат (III) калия

Выпадение синего осадка берлинской лазури

Реактив Чугаева

Выпадение красного осадка

ответ на задачу №5

Примеры качественных реакций на соединения

Примерами качественных реакций на соединения могут служить:

· реакция Молиша, применяемая для определения наличия в растворе углеводов;

· синее окрашивание

крахмала при действии на него иода;

· реакция на многоатомные спирты -- ярко-синее окрашивание при взаимодействии с гидроксидом меди(II).

Реакция Молиша с б-нафтолом или тимолом в присутствии серной кислоты

Эта реакция выявляет не только сахара, но и другие углеводы, поэтому она имеет ориентировочное значение и употребляется тогда, когда нет необходимости установить вид углевода.

Реактивы

1) 10-15%-ный раствор б-нафтола или тимола в 96%-ном спирте.

2) Крепкая серная кислота.

Проведение реакции

1. Поместить срез в каплю 10-15%-ного раствора б-нафтола или тимола.

2. Добавить 2-3 капли крепкой серной кислоты и накрыть покровным стеклом.

3. Наблюдать появление окраски*.

* (Во всех случаях наблюдения за результатами реакций проводятся под микроскопом.)

Одно из свойств крахмала - это способность давать синюю окраску при взаимодействии с йодом. Эту окраску легко наблюдать, если поместить каплю раствора йода на срез картофеля или ломтик белого хлеба. Крахмал в качестве резервного питания накапливается в клубнях, плодах, семенах растений. Так, в клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы -- до 64 %, риса -- 75 %, кукурузы -- 70 %.

С помощью йода можно открыть самые незначительные количества крахмала.

йод + крахмал => соединение темно-синего цвета

I2 + (C6H10O5)n

(желт.) (прозр.)

=> I2*(C6H10O5)n

(синий)

С увеличением числа гидроксильных групп в молекуле вещества возрастает подвижность атомов водорода, т.е. увеличиваются кислотные свойства. Поэтому атомы водорода в многоатомных спиртах могут замещаться не только щелочными металлами, но и менее активными металлами. Получим гидроксид меди (II), путем сливания растворов гидроксида натрия и сульфата меди (II). Прильем полученный осадок к глицерину. Осадок гидроксида меди растворяется и образуется темно-синий раствор глицерата меди (II). Осадок гидроксида меди прильем к раствору этиленгликоля. Также образуется темно-синий раствор. Реакция с гидроксидом меди (II) является качественной реакцией на многоатомные спирты.

Результаты реакции

Если в клетках есть глюкоза, срезы очень быстро окрашиваются в фиолетовый цвет (в присутствии б-нафтола) или в оранжево-красный (в присутствии тимола). Если реакция наступает через 1/4-1/2 ч, то это указывает на наличие других углеводов, которые под действием серной кислоты превратились в глюкозу.

Глицерин - простейший трехатомный спирт. Применяется в парфюмерной, фармацевтической, текстильной промышленности, производстве ВВ (нитросоединения), как смягчитель кожи и тканей.

HOCH2-СH(OH)-CH2OH

Этиленгликоль - простейший двухатомный спирт. Применяется как антифриз, широко используется в органическом синтезе. Токсичен. HO-CH2CH2-OH

№

задачи

Условие задачи

15,

Комплексонометрическое титрование.

ответ на задачу №15

В соответствии с ОФС.1.2.3.0015.15 Комплексонометрическое титрование

Взамен ст. ГФ XI, вып.1:

«Комплексонометрическое титрование - метод титриметрического анализа, основанный на реакции комплексообразования катионов металлов с комплексонами - аминополикарбоновыми кислотами и их солями.

В настоящее время среди известных комплексонов наибольшее применение для комплексонометрического титрования получила динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты, известная под названиями: натрия эдетат, трилон Б, комплексон III, хелатон III и др.

Натрия эдетат образует с катионами различных металлов в стехиометрическом отношении (1:1) устойчивые и хорошо растворимые в воде комплексонаты, что позволяет использовать его для количественного определения алюминия, висмута, кальция, магния, свинца, цинка и других ионов металлов в лекарственных препаратах.

Индикаторы, применяемые для визуального определения конечной точки титрования, называются металлоиндикаторами. В химическом отношении они, как правило, являются органическими кислотами и обладают способностью изменять окраску при образовании комплексных соединений с катионами металлов. Взаимодействие металлоиндикаторов с катионами определяемых металлов должно быть обратимым и константа устойчивости металлоиндикаторного комплекса должна быть на 104 меньше константы устойчивости комплекса катиона металла с титрантом.

Прямое титрование раствором натрия эдетата проводят следующим образом: к раствору анализируемого катиона прибавляют буферный раствор, имеющий необходимое значение рН, и указанное количество металлоиндикатора. В точке эквивалентности окраска раствора изменяется от окраски комплекса катиона с металлоиндикатором до окраски свободного металлоиндикатора.

При обратном титровании избыток натрия эдетата оттитровывают при определенном значении рН в присутствии соответствующего металлоиндикатора растворами солей магния, свинца, цинка и др. до перехода окраски свободного индикатора до окраски комплекса металлоиндикатора с катионом титранта.»

ответ на задачу №15, стр 216-219, Аналитическая химия : учебник для студ. учреждений А64 сред. проф. образования / [Ю.М.Глубоков, В.А.Головачева, Ю. А. Ефимова и др.] ; под ред. А. А. Ищенко. -- М. : Издательский центр «Академия», 2017. -- 480 с.

Комплексонометрическое титрование (или комплексонометрия) основано на образовании прочных комплексных соединений хелатного типа ионов металлов со специальными органическими реагентами группы аминополикарбоновых кислот -- комплексонами. Среди комплексонов наибольшее практическое значение имеет этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУ, комплексен И, Трилон А):

а также ее натриевая соль.

Внутрикомплексные (хелатные) соединении с Г)ДТУ образуются за счет, с одной стороны, замещения ионами моталла-комплесообразователя активных атомов водорода карбоксильных групп, а с другой -- взаимодействия с атомами азота, и результате образования донорно-акцепторных связей. При взаимодействии с ионами металлов ЭДТУ образует комплексные соединении постоянного состава

1 : 1 независимо от заряда катиона, что является ценным свойством ЭДТУ как титранта.

Для написания формулы ЭДТУ и ее ионов часто используют сокращения Н4У, H3Y-, H2Y2-, HY3-,Y4-.

В умеренно кислых растворах реакции титрования могут быть записаны в виде

где Ме2+, Ме3+, Ме4+ -- катионы металла-комплексообразователя. Выделяющиеся при реакции ионы водорода сдвигают равновесие реакции образования комплекса влево, поэтому для полноты протекания реакции титрование проводят в буферных растворах при постоянном и подходящем значении pH.

Так, для титрования катионов, образующих малоустойчивые комплексы (ионы Са2+, Мд2+), требуется слабощелочная среда. Наоборот, титрование катионов, образующих более устойчивые комплексы (ионы Zn2+, Ni2+), можно успешно провести в умеренно кислой среде (pH 4ч 5).

На практике обычно применяют не ЭДТУ, ввиду ее малой растворимости, а динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты Na2H2Y (ЭДТА, комплексон III, Трилон Б). Дигидрат ЭДТА, Na2H2Y - 2Н20 относительно хорошо растворим в воде (108 г/л при 22 °С), его молярная масса 372,25. Точную концентрацию трило- на Б устанавливают по стандартным растворам солей цинка(П), меди(П) или магния. Растворы цинка и меди готовят растворением соответствующих металлов в кислотах. Комплексы, образуемые ЭДТА с большинством катионов металлов, весьма устойчивы. Константы их устойчивости, как правило, больше 1 * 108. Это обеспечивает практически полное связывание определяемого металла в комплекс при титровании. Большой интерес вызывает их способность давать комплексы с ионами щелочноземельных металлов: магнием, кальцием, барием, которые, как известно, трудно или невозможно перевести в комплексные соединения, используя другие реагенты.

ответ на задачу №15, стр 216-219, Аналитическая химия : под ред. А. А. Ищенко. -- М. :«Академия», 2017.

Способы титрования

Комплексонометрическое титрование можно проводить методом прямого, обратного и вытеснительного титрования. Метод прямого титрования реализуют при определенном pH стандартным раствором ЭДТА. Конечную точку титрования устанавливают с помощью индикаторов. Метод обратного титрования часто используют, если для катиона металла невозможно подобрать индикатор. К анализируемому раствору прибавляют измеренный объем стандартного раствора ЭДТА, избыток которого оттитровывают стандартным раствором соли магния или цинка в присутствии металлоиндикатора (см. ниже), реагирующего с ионами магния или цинка. Вытеснительное титрование. В анализируемый раствор вводят избыток ЭДТА в виде комплекса с магнием или цинком. Если катион определяемого металла образует с ЭДТА более устойчивый комплекс, чем соответствующий комплекс с магнием или цинком, протекает реакция

Высвободившиеся ионы магния (или цинка) титруют затем стандартным раствором ЭДТА. Этот прием удобен при отсутствии подходящего индикатора для титрования определяемого катиона.

ответ на задачу №15 стр. 216-219 Аналитическая химия : учебник для студ. учреждений А64 сред. проф. образования / [Ю.М.Глубоков, В.А.Головачева, Ю. А. Ефимова и др.] ; под ред. А. А. Ищенко. -- М. : Издательский центр «Академия», 2017. -- 480 с.

Индикаторы для комплексонометрии

Для титрования с помощью ЭДТА используют металлоиндикаторы, они образуют с ионами металла окрашенные комплексные соединения хелатного типа с соотношением M e: Ind =1:1. Константы устойчивости комплексных соединений с индикаторами меньше констант устойчивости комплексов данных ионов металлов с ЭДТА. Поэтому эти комплексы разрушаются при титровании раствором ЭДТА. Окраска комплекса Melnd отличается от окраски свободного индикатора Hind. Вследствие этого в процессе титрования индикатор выделяется в свободном виде, что вызывает изменение окраски титруемого раствора, особенно заметное в конечной точке титрования. Схематически это можно представить следующим образом:

До титрования

Во время титрования и в конечной его точке:

Примером такого индикатора служит эриохром черный Т -- органическое соединение, способное в нейтральной или щелочной среде (pH 7... 11) образовывать комплексы с ионами металлов (Са2+, Mg2+, Zn2+, Мп2+, А13+ и др.). Раствор несвязанного в комплекс индикатора окрашен в синий цвет, комплекс металл--индикатор Melnd -- в красный. При титровании раствором ЭДТА окраска раствора из красной превращается в синюю при завершении титрования.

ответ на задачу №15, стр 216-219, Аналитическая химия : под ред. А. А. Ищенко. -- М. :«Академия», 2017.

Применение комплексонометрического титрования

Комплексонометрическое титрование используется для определения многих катионов. Большое значение при выполнении комплексонометрического титрования имеет регулирование pH раствора. Например, титрование в сильнокислой среде (pH « 1) позволяет определять ионы трехзарядных катионов без помех со стороны двухвалентных металлов. В этих условиях менее устойчивые хелаты двухвалентных металлов практически не образуются, тогда как ионы трехвалентных металлов связываются количественно. Это -- большое достоинство комплексонов, так как представляется возможность титровать одни катионы в присутствии других, не прибегая к их предварительному разделению.

ответ на задачу №15

Методики определения катионов

Алюминий

Определение проводят одним из приведенных ниже способов.

1. Точную навеску препарата (соответствующую 0,02 - 0,03 г алюминия) растворяют в смеси 2 мл хлористоводородной кислоты раствора 1 М и 50 мл воды. Прибавляют 50,0 мл натрия эдетата раствора 0,05 М и нейтрализуют натрия гидроксида раствором 1 М по метиловому красному. Нагревают раствор до кипения и выдерживают на кипящей водяной бане в течение 10 мин, охлаждают, прибавляют 0,05 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого, 5 г гексаметилентетрамина и титруют избыток натрия эдетата цинка сульфата раствором 0,1 М до красно-фиолетового окрашивания.

1 мл натрия эдетата раствора 0,05 М соответствует 1,349 мг алюминия.

2. К 20,0 мл раствора препарата, приготовленного, как описано в фармакопейной статье, прибавляют 25,0 мл натрия эдетата раствора 0,1 М и 10 мл смеси равных объемов аммония ацетата раствора 15,5 % и уксусной кислоты разведенной 12 %. Кипятят в течение 2 мин, охлаждают до комнатной температуры, прибавляют 50 мл этанола и 3 мл свежеприготовленного дитизона раствора 0,025 % в этаноле. Избыток натрия эдетата оттитровывают цинка сульфата раствором 0,1 М до перехода окраски от зеленовато-голубой до красно-фиолетовой.

1 мл натрия эдетата раствора 0,1 М соответствует 2,698 мг алюминия.

Висмут

Точную навеску препарата (соответствующую 0,1 - 0,2 г висмута) растворяют, как указано в фармакопейной статье. Прибавляют 50 мл воды и доводят рН до 1,0 - 2,0, добавляя по каплям азотную кислоту разведенную 16 % или 10 % раствор аммиака. Прибавляют 0,05 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого и медленно титруют натрия эдетата раствором 0,05 М до желтого окрашивания.

1 мл натрия эдетата раствора 0,05 М соответствует 10,45 мг висмута.

ответ на задачу №15

Методики определения катионов

Кальций

Точную навеску препарата (соответствующую 0,04 - 0,05 г кальция) растворяют, как указано в фармакопейной статье, в воде или хлористоводородной кислоте разведенной 8,3 % и далее проводят определение по одному из приведенных способов:

1. Доводят объем раствора водой до 100 мл и титруют натрия эдетата раствором 0,05 М. В конце титрования прибавляют 4 мл натрия гидроксида раствора 30 % и 3 мл раствора хальконкарбоновой кислоты - появляется розовое окрашивание. Продолжают титрование до перехода окраски в интенсивно синий цвет.

2. Доводят объем раствора водой до 50 мл, прибавляют 10 мл буферного раствора аммония хлорида рН 10,0; 0,1 г индикаторной смеси или 7 капель раствора индикатора хромового темно-синего и титруют натрия эдетата раствором 0,05 М до сине-фиолетового окрашивания.

1 мл натрия эдетата раствора 0,05 М соответствует 2,004 мг кальция.

Магний

Точную навеску препарата (соответствующую 0,02 - 0,03 г магния) растворяют, как указано в фармакопейной статье. Прибавляют 50 мл воды, 10 мл буферного раствора аммония хлорида рН 10,0; 0,1 г индикаторной смеси или 7 капель раствора индикатора кислотного хром черного специального и титруют натрия эдетата 0,05 М раствором до синего окрашивания.

1 мл натрия эдетата раствора 0,05 М соответствует 1,215 мг магния.

Свинец

Точную навеску препарата (соответствующую 0,1 - 0,2 г свинца) растворяют, как указано в фармакопейной статье. Прибавляют 50 мл воды, 0,05 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого, 5,0 г гексаметилентетрамина и титруют натрия эдетата раствором 0,05 М до желтого окрашивания.

1 мл натрия эдетата 0,05 М раствора соответствует 10,36 мг свинца.

Цинк

Точную навеску препарата (соответствующую 0,06 - 0,08 г цинка) растворяют, как указано в фармакопейной статье. Прибавляют 50 мл воды, 0,05 г индикаторной смеси ксиленолового оранжевого, 5,0 г гексаметилентетрамина и титруют натрия эдетата раствором 0,05 М до желтого окрашивания.

1 мл натрия эдетата раствора 0,05 М соответствует 3,269 мг цинка.

№

задачи

Условие задачи

№25 ,

В 60 г воды растворено 20 см3 40% - ной фосфорной кислоты (пл. 1,254). Чему равна процентная концентрация раствора?

ответ на задачу №25

Дано: mн2о = 60 г,

V исх р-ра = 20(см3) г ?? исх = 40% H3PO4,

Найти:

??получ = ?%.

Решение: Сольволиз - это обменное взаимодействие растворенного вещества с растворителем, приводящее к изменению концентрации катионов и анионов растворителя.

Гидролиз - такой частный случай сольволиза, когда в роли растворителя выступает вода.

H3PO4 + H2O <=> H2PO4- + H3O+ , pH < 7

V исх р-ра = 20(см3) = 20мл

M р-ра(H3PO4)=V* =20мл*1.254г\моль=25,08 гр

m(H3PO4)=m р-ра(H3PO4)*W=25.08гр*0,4=10,032 гр

??получ =(m(H3PO4)\(m р-ра(H3PO4)+60гр))*100=

=(10,032/ (25,08+60))*100= 11,79%

Ответ: Концентрация раствора = 11,79%

??получ

mH3PO4

mполуч р-ра

№

задачи

Условие задачи

№35,

Сколько граммов серной кислоты содержится в 1 см3 0,1 н раствора?

ответ на задачу №35

Дано:

V(р-ра)=1 мл=0,001 л

Сн=0,1 моль/л

Найти: m(Н2SO4)

Решение:

Найдём фактор эквивалентности:

feq=1/2 - так как замещаются два иона водорода.

V= 1 см3 =1 мл*0,001 л

meq = M(Н2SO4)/(в*n)

Из формулы по нахождению нормальной концентрации Сн=m(Н2SO4)/((M(Н2SO4)*Vр-ра*feq) выразим массу вещества:

m(H2SO4)=Cн*M(H2SO4)*Vр-ра*feq =

=0,1*98*0,001*0.5=0,0049 г.

Ответ: m(H2SO4)=0,0049 г.

№

задачи

Условие задачи

№45,

Определить процентное содержание аммиака в растворе, полученном путем разбавления 1,00 дм3 28%-го его раствора 9,00 дм3 воды.

ответ на задачу №45

Дано:

Vисх р-ра =1 дм3

?? исх = 28%

Vн2о=9 дм3

Найти: 2 =?

Решение:

V2 р-ра= Vисх р-ра + Vн2о = 1дм3+9дм3=10дм3

V(NH3) = Vисх р-ра *исх р-ра =1дм3 *0,28 = 0,28 дм3

2 = (V(NH3)/ V2 р-ра) *100% =

=(0,28дм3/10дм3 )*100% =2,8%

Ответ: Содержание аммиака в растворе 2,8%

№

задачи

Условие задачи

№55,

Равновесие реакции CO + Cl2 = COCl2 устанавливается при концентрациях ( в моль/л): [CO] = 0,35, [Cl2] = 0,15, [COCl2] = 1,2. Чему были равны исходные концентрации CO и хлора?

ответ на задачу №55

Дано:

CO + Cl2 = COCl2 ?? [CO] = 0,35 моль /л,

[Cl2] = 0,15 моль/л, [COCl2] =1,2 моль/л

Найти:

??СО = ?%.

??Сl = ?%.

Решение:

Пусть V=1л, тогда :

??CO= 0,35моль, ??Cl2= 0,15 моль

??COCl2= 1,2 моль

??COвст= ?? Cl2вст= ?? COCl2вст= 1,2 моль

??COисх = ??COвст + ??COост =1,2моль+0,35моль =1,55моль

??Cl2исх= ??Clвст + ??Clост =1,2моль+0,15моль =1,35моль

Ответ: Исходные концентрации CO и хлора были

следующие ??COисх =1,55моль, ??Cl2исх=1,35моль

№

задачи

Условие задачи

№65,

Написать уравнения диссоциации гидроксида магния, этилового спирта и соляной кислоты. Составить для них выражение закона ионного равновесия, обозначив концентрации частиц формулами, заключёнными в квадратные скобки.

ответ на задачу №65

Процесс распада молекул вещества на ионы под действием молекул растворителя называют электролитической диссоциацией. Н результате взаимодействия молекул вещества и растворителя в растворе образуются гидратированные положительно и отрицательно заряженные ионы (Рис.).

Этому способствует высокая диэлектрическая проницаемость воды (? = 81). Процесс диссоциации можно представить уравнением

где Kt и Аn -- обозначают катион и анион соответственно, имеющие заряд +1 и -1. Обычно уравнение диссоциации вещества записывают в упрощенной форме, опуская молекулы воды:

KtAn Kt+ + An-.

Mg(OH)2 - твердое основание имеющее кристаллическую решетку, образованную положительно заряженным ионом металла и отрицательно заряженным гидроксид-ионом

(Mg 2+) (OH -)2

В узлах кристаллических решеток твердых щелочей имеются ионы. Растворы этих веществ проводят электрический ток. Соли, щелочи проводят электрический ток не только в растворах, но и в расплавах: при плавлении кристаллическая решетка разрушается и ионы начинают свободно перемещаться, переносить электрический заряд от одного электрода к другому. Эти вещества являются электролитами.

С точки зрения ТЭД щелочи - это электролиты, которые при электролитической диссоциации отщепляют гидроксид-ионы.

Диссоциация солей протекает в одну стадию. Соли диссоциируют на ионы металла и ионы кислотного остатка

Mg(OH)2 ---> Mg (2+) + 2 OH (-)

Так как молекула или кристалл любого вещества в целом электронейтральны, общая сумма зарядов положительно заряженных ионов, образующихся при диссоциации, всегда равна общей сумме зарядов отрицательно заряженных ионов. соединение

Константа диссоциации

Гидроксид магния, Mg(OH)2

K = 2,5·10-3

Диссоциация -- процесс обратимый. Противоположно заряженные ионы, встречаясь, притягиваясь один к другому, образуют молекулы. Для каждого вещества устанавливается в растворе определенное состояние равновесия между ионами и недиссоциированными молекулами. Для одних веществ это равновесие сдвинуто в сторону образования ионов (такие вещества называют сильными электролитами), для других указанное равновесие наступает при диссоциации на ионы небольшой части их молекул (вещества подобного типа называют слабыми электролитами). Способность вещества распадаться на ионы под действием молекул растворителя характеризуют величиной степени электролитической диссоциации или константы диссоциации. Степень электролитической диссоциации -- число, показывающее, какая часть всех растворенных молекул вещества распадается на ионы. Под всеми растворенными молекулами понимают суммарное число диссоциированных и недиссоциированных, т. е. первоначально введенных в раствор молекул.

Ее выражают в долях единицы или в процентах. Величина изменяется от 0 до 1 (до 10 0 %):

2HCl(разб.) = H2^(катод) + Cl2H(анод)

Восстановление:2H+ + 2e? = H2

1Окисление:2Cl? ? 2e? = Cl2

1NaOH + HCl(разб.) = NaCl + H2O

Полная форма:

Na+ + OH? + H+ + Cl? = Na+ + Cl? + H2O

Краткая форма: OH? + H+ = H2O

HCl=H(+) + Cl(-)(в скобках заряд иона)

HCl=H^+ +Cl^-

одна ступень диссоциации

Cl2 +H2=2HCl

HCL-p-p В H2O-HCL-кислота-инд. лакмус-красный.

Hcl+=h++cl-

ch3cooh<>ch3coo-+h+

тому , що соляна кислота- сильний електроліт , а оцтова- слабкий

Составляем уравнения диссоциации для следующих кислот.

Соляная кислота.

HCl = H+ + Cl- (диссоциирует на катион водорода и анион хлора).

Гидроксид бария.

Ba (OH)2 = Ba2+ + 2OH- (катион бария и анион гидроксо группы).

Гидроксид стронция.

Sr (OH)2 = Sr2+ + 2OH- (катион стронция и анион гидроксо группы).

Гидроксид кальция.

Са (ОН)2 = Са2+ + 2ОН- (катион кальция и анион гидроксо группы).

Fe (OH)2 = Fe2+ + 2OH (катион железа и анион гидроксо группы).

Этиловый спирт не проводит электрический ток, т.к. связи между атомами в их молекулах слабополярны, либо неполярны вообще. это молекулярные соединения,

C2H5OH растворяется в воде за счёт водородных связей между его молекулами и молекулами воды, не образуя ионы

Сами по себе в водном растворе этиловый спирт (C2H5OH) не диссоциируется на ионы, не является электролитом. Ионы появляются только в процессе реакций, протекающих по ионному механизму. Спирты могут взаимодействовать с металлами с образованием алкоголятов. Естественно, в процессе реакции отщепляется ион водорода от спирта. Атом металла превращается в ион. Но в ионной форме эту реакцию не записывают.
Для сложных эфиров характерна реакция гидролиза. Если вы не изучаете механизмы органических реакций, то гидролиз сложного эфира записывают в одну стадию в молекулярной форме, хотя в процессе реакции есть стадии, где ионы появляются и исчезают.

Константы диссоциации некоторых кислот и оснований

Соединение

Константа диссоциации

Гидроксид магния, Mg(OH)2

K = 2,5·10-3

№

задачи

Условие задачи

№ 75,

Вычислить концентрацию ионов водорода, если рН раствора равен 6,0.

ответ на задачу №75

Дано:

Раствор рН=6,0

Найти:

[Н+]= ?%

Решение:

рН= -lg [Н+]

6 = -lg [Н+]

[Н+] = 10-6

Ответ: Концентрация ионов водорода = 10-6

№

задачи

Условие задачи

№ 85,

Составить уравнение реакции гидролиза нитрита калия.

ответ на задачу №85

Решение:

Нитрит калия в обычных условиях представляет собой гигроскопичные кристалл белого цвета (рис. 1), плавящиеся без разложения и разлагающиеся при прокаливании (температура плавления - 440oC).

Рис. 1. Нитрит калия. Внешний вид.

В сухом состоянии устойчив на воздухе, во влажном - окисляется кислородом воздуха. На свету частично разлагается и желтеет. Брутто-формула - KNO2.

Молярная масса нитрита натрия равна 85,10 г/моль. Молекула имеет строение:

Очень хорошо растворяется в воде (гидролизуется по аниону). Кристаллогидратов не образует. В ОВР может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Гидролиз нитрита калия

Нитрит калия представляет собой среднюю соль, образованную слабой кислотой - азотистой (HNO2) и сильным основанием - гидроксидом калия (KOH):

КNO2 - K+ + NO2--.

Подвергается гидролизу по аниону. Характер среды водного раствора нитрита калия - щелочной. Уравнение гидролиза будет выглядеть следующим образом:

K+ + NO2--+ H2O - HNO2 + K+ + OH-- (полное ионное уравнение);

NO2--+ H2O - HNO2 + OH-- (сокращенное ионное уравнение);

KNO2+ H2O - HNO2 + KOH (молекулярное уравнение).

№

задачи

Условие задачи

№95,

Вычислить произведение растворимости СаСО3, если при 20О С в 1 дм3 насыщенного раствора содержится 6,9*10-3 г СаСО3.

ответ на задачу №95

Дано:

t=20oC

V=1дм3= 1л

mCaCO3 =6,9*10-3 г

Найти:

ПР = ?.

Решение:

№

задачи

Условие задачи

№105,

При анализе образца технического хлорида бария получены следующие данные: масса бюкса с навеской 24,9418 г; масса бюкса без навески 24,2982 г; масса пустого тигля 6,2638 г; масса тигля с прокаленным BaSO4 6,7376 г. Вычислить процентное содержание BaCl2*2H2O в образце.

ответ на задачу №105

Дано:

mнав+бюкс =24,9418 г

mбюкс =24,2982 г

mтигль =6,2638 г

mтигль + BaSO4 =6,7376г

BaCl2*2H2O =?

Решение:

mнав = mнав+бюкс - mбюкс = 24,9418 г - 24,2982 г

mнав =0,6436г

mBaSO4 = mтигль + BaSO4 - mтигль = 6,7376г - 6,2638 г

mBaSO4 =0,4738 г

BaCl2*2H2O = (mBaSO4 *F *100%)/mнав

F= Mr (BaSO4) / Mr (BaCl2*2H2O) = 233 /240=0,9549

BaCl2*2H2O =(0,4738 г *0,9549 *100%)/0,6436г = 70,27%

Ответ: Содержание BaCl2*2H2O в образце 70,27%

№

задачи

Условие задачи

115,

Расставьте коэффициенты методом полуреакций:

K2Cr2O7 + HCl = CrCl3 + KCl + Cl2 + H2O

ответ на задачу №115

K2Cr2O7 + 14HCl > 2 CrCl3 + 2KCl + 3Cl2 + 7H2O

Cr2O7 -2 + 14H+ + 6з? 2 Cr3+ 7H2O

2Cl- - 2 з? Cl2 0

Cr2O7 + 14H+ 2 Cl- > 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O

№

задачи

Условие задачи

125,

На нейтрализацию 25,00 см3 0,1125 н раствора H2SO4 израсходовано 28,50 см3 КОН неизвестной нормальности. Какова его нормальность?

ответ на задачу №125

Дано:

VН2SO4=25см3

Сн Н2SO4=0,1125н

VКОН=28,5см3

Найти: Сн КОН -?

Решение:

H2SO4 + 2КОН> 2К2SO4 + 2H2О

Сн = mв-ва /meq *V

meq H2SO4 = Mr/(B*n)= 98г/моль /(2*1)=49г/моль

mв-ва H2SO4 = Сн H2SO4 *meq H2SO4 *V H2SO4 =

= 0,1125н *49г/моль * 0,025л= 0,1378г

н H2SO4 =m/Mr = 0,1378 / 98г/моль = 0,0014моль

н кон =2,0 (Н2SO4) = 0,0028моль

m кон = н*M =0,0028*56= 0,1568г

meq кон= Mr/(B*n)=56г/моль /(1*1)=56г/моль

Сн КОН =m(КОН)/((meq КОН *V КОН )=

=0,1568/56г/моль*0,0285л =0,0982моль/л

Ответ: Сн КОН =0,0982моль/л

№

задачи

Условие задачи

135

Навеска сульфида натрия 0,0902 г растворена. Полученный раствор оттитрован раствором йода, которого на это расходуется 18,20 см3. Вычислить процентное содержание Na2S в образце, если титр раствора йода 0,01320.

ответ на задачу №135

1-й способ (метод пропорций).

Общая масса раствора:

m3 = m1 + m2 = 60 + 20 = 80 г.

Массу вещества в первом растворе находим методом пропорций, исходя из определения: процентная концентрация раствора показывает, сколько граммов растворенного вещества находится в 100 г раствора:

100 г 0%-го р-ра - 0 г в-ва,

60 г 0%-го р-ра - х г в-ва,

х = 0*60/100 = 0 г.

Для второго раствора составляем аналогичную пропорцию:

100 г 40%-го р-ра - х г в-ва,

20 г 40%-го р-ра - 40 г в-ва,

х = 40*100/20 = 200 г.

Следовательно, 80 г нового раствора содержит 0 + 8 = 8 г растворенного вещества.

Теперь можно определить концентрацию нового раствора:

80 г р-ра - 8 г в-ва,

100 г р-ра - z г в-ва,

z = 100*8/80 = 10 г, или 10%.

0

(-40%) -60

40

(0% -)-20

(??3 - 40)/(0 - ??3) = 60/20.

Тогда

(0 - ??3)*60 = (??3 - 40)*20,

0 - 60 ??3 = 20 ??3 - 800,

0 - 800 = 20 ??3 - 60 3,

-800 = -40 ??3, ?? 3 = 800/40 = 20%.