Примеры решений

Пример № 1. Как изменится степень диссоциации уксусной кислоты, если в её раствор добавить ацетат натрия? Почему?

Решение. Если к раствору уксусной кислоты добавить ацетат натрия, практически нацело диссоциирующий по уравнению:

CH₃COONa = Na⁺ + CH₃COO^-,

то концентрация ацетат-иона в растворе возрастет. Согласно принципу Ле Шателье, увеличение концентрации ионов CH₃COO^- будет сопровождаться уменьшением концентрации ионов водорода, т.е. смещением равновесия в сторону процесса ассоциации:

CH₃COOН Н⁺ + CH₃COO^-.

Таким образом, одноименные ионы подавляют ионизацию слабых электролитов.

Пример № 2. Рассчитать рН 0, 01 М раствора соляной кислоты

Решение. Соляная кислота - сильная одноосновная кислота.

HCl = H⁺ + Cl^-

[H⁺] = C_HCl = 0, 01; pH = -lg 0, 01 = 2.

Пример № 3. Рассчитать рН 0, 01 М раствора гидроксида натрия.

Решение. Гидроксид натрия - сильное однокислотное основание.

NaOH = Na⁺ + OH^-

[OH^-] = C_NaOH = 0, 01; pOH = -lg 0, 01 = 2; pH = 14 - pOH = 12.

Пример № 4. Рассчитать рН 0, 01 М раствора уксусной кислоты.

Решение. Уксусная кислота - слабая одноосновная кислота.

CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺

Из уравнения реакции следует, что [H⁺] = [CH₃COO^-]. Учтем также, что для слабого электролита [CH₃COOH]» C. Подставим эти формулы в константу кислотной диссоциации уксусной кислоты и преобразуем полученное выражение:

= 1, 75× 10^-5; ; [H⁺] »

рН = - lg = -1/2(lgK_a + lgC) = 1/2(pK_a - lgC) = 1/2(4, 75 + 2) = 3, 38.

Пример № 5. Рассчитать рН 0, 01 М раствора аммиака (гидроксида аммония).

Решение.

NH₃·H₂O NH₄⁺ + OH^-

Из уравнения реакции следует, что [NH₄⁺] = [OH^-], а [NH₃·H₂O]» C, поскольку гидроксид аммония слабыйэлектролит. Подставим эти формулы в константу ионизации аммиака как основания и преобразуем полученное выражение:

= 1, 8× 10^-5; ; [OH^-] =

рOН = -lg = 1/2(pK_b - lgC);

pH = 14 - pOH = 14 + 1/2(lgC - pK_b) = 14 + 1/2(-2 - 4, 76) = 10, 62.

Пример № 6. Определить растворимость в воде сульфата свинца и изменение растворимости этого соединения при введении в систему 0, 1 моль/л сульфата калия.

Решение. В соответствии с уравнением: PbSO₄(к) Pb²⁺(р-р) + SO₄^2-(р-р)

ПР = [Pb²⁺][SO₄² = 1, 6× 10^-8.

Из уравнения процесса растворения видно, что [Pb²⁺] = [SO₄^2-] = s. Отсюда следует:

ПР = s²; s = = 1, 26·10^-4 (моль/л).

В 0, 01 М растворе сульфата калия [SO₄^2-] = 0, 01; тогда:

s' = [Pb²⁺] = = 1, 6× 10^-6 (моль/л).

Таким образом, после добавления сульфата калия растворимость сульфата свинца уменьшилась в 78, 75 раз

Пример № 7. Рассчитать активности ионов в 0, 01М растворе сульфата калия.

Решение. В соответствии с уравнением диссоциации: K₂SO₄ = 2K⁺ + SO

концентрации ионов калия и сульфат-иона в растворе составляет 0, 02 и 0, 01 моль/л, а ионная сила

μ = 0, 5Σ С_iz_i² = (моль/л).

Тогда

lg f (K⁺) = f (K⁺) = 0, 844;

а (K⁺) = f (K⁺)·С(К⁺) = 0, 0168 моль/л.

lg f (SO₄^2-) = f (SO₄^2-) = 0, 507;

а (SO₄^2-) = f (SO₄^2-)·С(SO₄^2-) = 0, 00507 моль/л.

Пример № 8. Определить степень гидролиза 0, 01 М раствора хлорида аммония.

Решение. Хлорид аммония - соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой. Запишем уравнение гидролиза в ионной форме и составим выражение для константы гидролиза:

NH₄⁺ + H₂O NH₃·H₂O + H⁺

Умножив числитель и знаменатель правой части равенства на концентрацию гидроксид-ионов, константу гидролиза можно преобразовать следующим образом:

= 5, 56× 10^-10.

Из уравнения гидролиза следует, что [NH₃× H₂O] = [H⁺] = Ch, а [NH₄⁺] = C - Ch = C(1-h). Тогда:

В связи с тем, что h < < 1, полученное выражение можно упростить:

, отсюда h» ;

» 2, 36× 10^-4 или 0, 0236%.

Пример № 9. Определить степень гидролиза 0, 01 М раствора ацетата натрия.

Решение. Ацетат натрия - соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой. Запишем уравнение гидролиза в ионной форме и составим выражение для константы гидролиза.

CH₃COO^- + H₂O CH₃COOH + OH^-;

Умножив числитель и знаменатель правой части равенства на концентрацию катиона водорода, его можно преобразовать к следующему виду:

= 1× 10^-14/1, 75× 10^-5 = 5, 71× 10^-10.

Из уравнения гидролиза следует, что [CH₃COOH] = [OH^-] = Ch, а [CH₃COO^-] = C - Ch = C(1-h). Соответственно,

; ; отсюда h =

» 2, 39× 10^-4 или 0, 0239%.