Направление реакций обмена в растворах электролитов

ЗАДАЧИ

46. Раствор, содержащий 2,1 г КОН в 250 г воды, замерзает при -0,519°С. Найти для этого раствора изотонический коэффициент.

47. При 0°С осмотическое давление 0,1 N. раствора карбоната калия равно 272,6 кПа. Определить кажущуюся степень диссоциации К₂СО₃ в растворе.

48. Раствор, содержащий 0,53 г карбоната натрия в 200 г воды, кристаллизуется при -0,13°С. Вычислить кажущуюся степень диссоциации соли.

49. Кажущаяся степень диссоциации хлорида калия в 0,1 н. растворе равна 0,80. Чему равно осмотическое давление этого раствора при 17°С? К_кр = 1,86°С.

50. В растворе электролита типа АВ_З на каждые 200 г воды приходится 18 г соли (М_r = 320 г/моль). Рассчитайте температуру кристаллизации этого раствора, если степень диссоциации равна 0.85.

51. Раствор электролита типа АВ₂ закипает при 101,2°С. Рассчитайте степень диссоциации электролита, если в 500 г раствора содержится 0,2 моля электролита (М_r = 120 г/моль). Считайте плотность раствора равной 1.

52. Рассчитайте температуру кристаллизации раствора сульфата алюминия, содержащего в 200 мл воды 34,8 г соли. Степень диссоциации соли в этом растворе равна 0,69.

53. Осмотическое давление раствора серной кислоты равно 7109 Па при 300 К.Рассчитайте степень диссоциации серной кислоты в этом растворе, если на каждые 50 г раствора приходится 4,9 г кислоты.

54. При какой температуре закипит раствор хлорида калия, если он кристаллизуется при -1,12°С.

55. Рассчитайте осмотическое давление слабой одноосновной кислоты НА К_дис = 10^-2, если в 250мл раствора содержится 0,025 моля кислоты.

56. Рассчитайте температуру кристаллизации 0,5m раствора хлорида алюминия, если известно, что концентрация ионов хлора в этом растворе равна 1,2 моль/кг.

57. В 0,2 молярном растворе серной кислоты концентрация ионов SO₄^-2 равна 0,192 моль/л. Рассчитайте осмотическое давление этого раствора при температуре 310 К.

58. Во сколько раз отличаются значения t_кип для 0,1m раствора глюкозы С₆Н₁₂O₆ и 0,1m раствора
сульфата хрома (3), если степень диссоциации электролита в этом растворе равна 80%.

59. К_дис (НА) равна 0,0001. Рассчитайте температуру кипения этого раствора при условии: 1) НА -электролит; 2) НА - неэлектролит. Сделайте вывод о применимости закона Рауля к растворам этого вещества.

Реакции обмена – это реакции, которые идут без изменения степени окисления элементов. Цель любого химического процесса – получить новое вещество, которое можно выделить из реакционной системы. В растворах электролитов химические реакции протекают между ионами. Если в реакции участвует слабый электролит, основная масса которого находится в молекулярной форме, то при протекании реакции происходит смещение диссоциации слабого электролита в сторону ионной формы.

Любое взаимодействие между электролитами – это взаимодействие между противоположно заряженными ионами. Такие реакции называются ионными реакциями, а уравнения этих реакций записываются в виде молекулярных, полных ионных и сокращенных (кратких) ионных уравнений. В ионных уравнениях слабые электролиты (осадок, газ и малодиссоциирующие (слабые) соединения) всегда записывают в молекулярнойформе.

Реакции обмена в растворах электролитов протекают в направлении образования слабого или более слабого электролита. Количественной оценкой «слабости» электролита являются константа диссоциации - К_дис, растворимость (Р) или произведение растворимости (ПР) труднорастворимых электролитов, константа нестойкости (диссоциации) комплексного иона и др константы, о которых еще будет сказано ниже. Необратимые реакции обмена в растворах электролитов можно разделить на три типа:

1. сильный электролит + сильный электролит = сильный электролит + слабый электролит,

ионная форма ионная форма ионная форма молекулярная форма

2. сильный электролит + слабый электролит = сильный электролит + слабый электролит,

ионная форма молекулярная форма ионная форма молекулярная форма

3. слабый электролит + слабый электролит = сильный электролит + слабый электролит.

молекулярная форма молекулярная форма ионная форма молекулярная форма

Приведем пример составления уравнений реакций обмена (1 тип):

NaC1 + АgNО₃ ↔ АgСl¯ + NаNО₃ - молекулярное уравнение

соль (Р) соль (Р) соль (Н) соль (Р)

электролит сильный сильный слабый сильный

состояние в растворе ионное ионное молек-ное ионное

Na⁺ + C1^- + Аg⁺ + NО₃^- ↔ АgСl¯ + Nа⁺ NО₃^- полное ионно - молекулярное

Аg⁺ + С1‾ ↔ АgСl¯ сокращенное ионное

Сокращенное ионное уравнение отражает суть химических превращений в растворе. Для приведенного примера, сокращенное уравнение показывает, что в реакции только ионы Аg⁺ и С1‾ изменили свое состояние – из ионного состояния в исходном растворе (АgNО₃, NaC1) перешли в молекулярное (АgСl¯). Кроме того, сокращенное уравнение говорит, что при взаимодействии любого сильного электролита, содержащего катион Аg⁺ с сильным электролитом, содержащим анион CI^- (КCI, CaCI₂, AICI₃ и др.) обязательно выпадет белый творожистый осадок труднорастворимой соли АgCI↓.

Пример 1 Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций обмена между а). карбонатом натрия и сернистой кислотой; б) уксусной кислотой и гидроксидом аммония. Укажите причину необратимости реакции.

Решение: а) Na₂CO₃ + H₂SO₃ ↔ Na₂SO₃ + H₂CO₃ молекулярное

сильный слабый сильный слабый

2Na⁺ + CO₃^2- + H₂SO₃ ↔ 2Na⁺ + SO₃^2- + H₂CO₃ полное ионно - молекулярное

CO₃^2- + H₂SO₃ = SO₃^2- + H₂CO₃ сокращенное ионно – молекулярное.

Реакция необратима, так как Кдис (H₂CO₃ ) < Кдис (H₂SO₃).

б). CH₃COOH + NH₄OH ↔ CH₃COONa + H₂O

слабый слабый сильный слабый

_Кдис=10^-5 К_дис=10^-5 К_дис=10^-16

CH₃COOH + NH₄OH ↔ CH₃COO^- + NH₄⁺ + H₂O сокращенное ионно – молекулярное.

Реакция необратима, так как Кдис (CH₃COOH) > Кдис (H₂O) и Кдис (NH₄OH) > Кдис (H₂O).

.

Пример 2 Составьте сокращенные ионно- молекулярные уравнения реакций обмена к следующим молекулярным уравнениям:

а) СuС1₂ + 2КОН = Сu(ОН)₂↓ + 2КС1 Сu²⁺ + 2OH‾ = Сu(ОН)₂↓

сильный сильный слабый сильный

б) 2Nа₃РО₄ + ЗСаСI₂ = Cа₃(РО₄)₂↓ + 6NаС1 2Р0₄³‾ + ЗСа²⁺ = Cа₃(РО₄)₂↓

сильный сильный слабый сильный

в) 2СrОНSО₄ + Н₂SO₄ = Сr₂(SO₄) ₃ + 2Н₂O СгОН²⁺ + Н⁺ = Cr³⁺ + Н₂O

сильный сильный слабый сильный

г) А1(ОН)₃ ¯ + КОН = КА1О₂ + 2Н₂O А1(ОН)₃ ¯+ OН‾ = А1O₂‾ + 2Н₂O

слабый сильный сильный слабый

Дата добавления: 2015-03-31