Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529°С. Температура кипения сероуглерода 46,3°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Решение. Повышение температуры кипения Дtкип = 46,529 - 46,3 = 0,229°. Мольная масса бензойной кислоты 122 г/моль. Из формулы

Дtкип = К·m·1000/М·m1

находим эбуллиоскопическую константу:

К = Дtкр·М·m1/m·1000 = 0,229·122·100/1,22·1000 = 2,29°С

Пример 3

Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при - 0,279°С. Вычислить мольную массу глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, понижение температуры кристаллизации Дtкр = 0-(-0,279) = 0,279°

Вычисляем мольную массу глицерина из формулы:

Дtкр = К·m·1000/М·m1;

М = К·m·1000/Дtкр·m1 = 1,86·11,04·1000/0,279·800 = 92 г/моль.

Пример 4

Вычислите процентную концентрацию водного раствора мочевины (NH2)2CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна - 0,465°С.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно,

Дtкр = 0 - (-0,465) = 0,465 °С

Мольная масса мочевины 60 г/моль.

Находим массу (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды из формулы:

Дtкр = К·m/М;

m = Дtкр·М/К = 0,465·60/1,86 = 15 г.

Общая масса раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения

С% = m·100/m1

Где: m - масса растворенного вещества, г;

m1 - масса раствора, г.

С% = m•100 /m1 = 15•100/1015 = 1,48%

Пример 5

Определите осмотическое давление при 18,5°С раствора, в 5 дм3 которого содержится 62,4 г CuSO4•5Н2О. Кажущаяся степень диссоциации соли в растворе равна 0,38.

Решение.CuSO4•- сильный электролит. Осмотическое давление в растворе электролита рассчитываем по формуле

Росм = iCМRT,

где: i - изотонический коэффициент;

CМ - молярная концентрация;

R - универсальная газовая постоянная;

T - температура, Т = 273 +18,5 = 291,5 К.

б = (i - 1) / (n -1)

где: n - число ионов, на которые диссоциирует молекула электролита.

CuSO4• диссоциирует на два иона:

CuSO4•- Cu2+ + SO42-• (n = 2)

Рассчитаем изотонический коэффициент:

0,38 = (i - 1) / (2 -1); i = 1,38.

Определим молярную концентрацию:

СМ = m(CuSO4)/M(CuSO4) • V(H2O)

Масса CuSO4 в 62,4 г CuSO4•5Н2О составляет:

М(CuSO4•5Н2О) = 160 + 5 • 18 = 250 г/моль

250 г CuSO4•5Н2О содержит 160 г CuSO4

62,4 г CuSO4•5Н2О содержит m CuSO4

m CuSO4 = 62,4 • 160/250 = 39,94 (г)

СМ = 39,94/160 5 = 0,05 моль/дм3

Росм = iCМRT = 1,38•0,05•8,314•291,5 = 167,2 Па

Контрольные вопросы

161. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна - 0,558°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°.

Ответ: 442 г/моль.

162. Осмотическое давление 0,125 М раствора KBr равно 5,63•105 Па при 25°С. Определите величину кажущейся степени диссоциации соли. Ответ: 82%.

163. Чему равны рН и рОН 1 н раствора НСN, если ее константа диссоциации Кдис = 4,9•10-10? Ответ: рН = 5,3; рОН = 8,7.

164. Кажущаяся степень диссоциации 0,12 М раствора AgNO3 равна 60 %. Определите концентрацию ионов Ag+ и NO3- в моль/дм3 и г/дм3.Ответ: 0,072 моль/дм3; 4,46 г/дм3; 7,78 г/дм3

165. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы С6Н12О6, зная, что этот раствор кипит при 100,26°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°. Ответ: 8,25%.

166. Раствор, содержащий 0,60 г Na2SO4 в 720 г воды начинает кристаллизоваться при температуре - 0,028°С. Чему равно осмотическое давление в этих же условиях, если с = 1 г/см3? Ответ: 34,74 Па.

167. Чему равна температура кристаллизации раствора, который содержит 84,9 г NаNO3 в 1000 г воды? Давление насыщенного пара над этим раствором составляет 2268 Па, а давление водяного пара при той же температуре 2338 Па. Ответ: -3,16єС.

168. При растворении 0,1 моль НF в 1 л воды 15% молекул распалось на ионы. Чему равен изотонический коэффициент этого раствора? Ответ: 1,13.

169. Рассчитайте относительное понижение давления насыщенного пара над раствором, содержащем 0,1 моль Na2SO4 в 900 г воды при 70°С. Кажущаяся степень диссоциации в этом растворе равна 80%. Давление насыщенного водяного пара при этой же температуре равно 31157 Па. Ответ: 0,0052 Па.

170. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН3ОН, температура кристаллизации которого -2,79°С. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 4,58%.

171. Определите сильный или слабый электролит уксусная кислота, если раствор, содержащий 0,571 г кислоты в 100 г воды, замерзает при - 0,181°С. Ответ: 2,2%.

172. Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара С12Н22О11, зная, что температура кристаллизации раствора -0,93°С. Криоскопическая константа воды 1,86о. Ответ: 14,6%.

173. Давление насыщенного пара над раствором, который содержит 66,6 г СаСl2 в 90 г воды при 90°С равно 56690 Па. Чему равна степень диссоциации соли, если давление водяного пара води при этой же температуре равно 70101 Па? Ответ: 39 %.

174. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С10Н16О в 100 г бензола, кипит при 80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола. Ответ: 2,57єС.

175. Изотонический коэффициент водного раствора хлоридной кислоты (щHCl = 6,8%) равен 1,66. Определите температуру кристаллизации этого раствора. Ответ: - 6,17єС.

176. Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при - 0,279 °С. Криоскопическая константа воды 1.86 °С. Ответ: 60 г/моль.

177. Вычислите температуру кипения 5%-го раствора нафталина С10Н8 в бензоле. Температура кипения бензола 80,2°С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57°С. Ответ: 81,25°С.

178 Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при - 0,465°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°С. Ответ: 342 г/моль.

179. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25 г антрацена С14Н10 в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718 °С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65 °С. Ответ: 3,9°С.

180. При растворении 4,86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0,81є. Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбуллиоскопическая константа бензола 2,57°. Ответ: 8.

ТЕМА: Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена

При решении задач этого раздела необходимо пользоваться таблицей растворимости солей и оснований в воде и таблицей констант и степеней диссоциации слабых электролитов.

Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.

В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения

Пример 1

Написать ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ: а) НС1 и NaOH; б) РЬ(NО3)2 и Na2S; в) NaCIO и HNO3; г) К2СОз и H2SO4 ; д) СН3СООН и NaOH.

Решение. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:

а) НС1 + NaOH = NaС1 + Н2O

б) РЬ(NО3)2 + Na2S = РЬS + 2NaNО3

в) NaCIO + HNO3 = NaNO3 + HCIO

г) К2СОз + H2SO4 = К2 SO4 + H2О + СО2

д) СН3СООН + NaOH = СН3СООNa + Н2O

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием слабых электролитов (Н2O, HCIO), осадка (РЬS), газа (СО2).

В реакции (д) два слабых электролита, но так как реакции идут в сторону большего связывания ионов и вода -- более слабый электролит, чем уксусная кислота, то равновесие реакции смещено в сторону образования воды. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства a) Na+ и С1-; б) Na+ и NO3-; в) Na+ и NO3-; г) К+ и SО42-; д) Na+, получим ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций:

а) Н+ + ОН- = Н2O

б) РЬ2+ + S2- = РЬS

в) CIO- + H+ = HCIO

г) СОз2- + 2H+ = H2О + СО2

д) СН3СООН + OH- = СН3СОО- + Н2O

Пример 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:

а) SО32- + 2H+ = SО2 + Н2O

б) РЬ2+ + СrО42- = РЬСrО4

в) НСО3- + ОH- = СО32- + H2О

г) ZnОН+ + H+ = Zn2+ + H2О

В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов. Следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов.

Например:

а) Nа2SО3 + 2HС1 = 2NаС1 + SО2 + Н2O

б) РЬ(NО3)2 + К2СrО4 = РЬСrО4 + 2КNО3

в) КНСО3 + КОH = К2СО3 + H2О

г) ZnОНС1 + HС1 = ZnС12 + H2О

Контрольные вопросы

181. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) СаСОз + 2H+ = Са2+ + H2О + СО2

б) А1(ОН)3 + ОН- = А1О2- + 2H2О

в) Pb2+ + 2I- = PbI2

182. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

а) Ве(ОН)2 и ТфЩРж

б) Сг(ЩР)2 и РТ03ж

в) ЯтЩРТ03 и РТ03ю

183. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

а) Nа3РО4 и СаС12;

б) К2СОз и BaС12;

в) Zn(OH)2 и КОН.

184. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Fе(ОН)3 + 3Н+ = Fе3+ + 3Н2О

б) Cd2+ + 2OH- = Cd(OH)2

в) Н+ + NО2- = HNО2

185. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

a) CdS и НС1;

б) Сг(ОН)3 и NaOH,

в) Ва(ОН)2 и СоС12.

186. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Zn2+ + Н2S = ZnS + 2Н+

б) НСО3- + Н+ = Н2О + СО2

в) Ag+ + С1- = AgС1

187. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

a) H2SO4 и Ва(ОН)2;

б) FеС1з и NH4ОH;

в) CH3COОNa и HCI.

188. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

а) FеС1з и КОН;

б) NiSО4 и (NH4)2S;

в) МgСОз и HNО3.

189. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Ве(ОН)2 + 2ОН- = ВеО22- + 2Н2О

б) CH3COО- + H+ = CH3COОH

в) Ва2+ + SО42- = ВаSО4

190. Какое из веществ: NaCI, NiSО4, Ве(ОН)2, КНСОз - взаимодействует с раствором гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

191. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

а) NаНСОз и NaOH;

б) К2SiО3 и HС1;

в) BaС12 и Na2SО4.

192. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

a) K2S и НС1;

б) FeSО4 и (NН4)2S;

в) Сг(ОН)3 и КОН.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18