Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Нейтральная, кислая и основная среды

Вода является очень слабым электролитом. Электролитическая диссоциация воды выражается следующим уравнением:

Н₂О <=> Н⁺ + ОН^-.

Это обратимый процесс. Константа диссоциации воды запишется

умножая левую и правую части выражения на [H₂O],

получим = [Н⁺]∙[ОН^-],

где = К_д∙[H₂O] и называется ионным произведением воды.

Это уравнение показывает, что при постоянной температуре произведение концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов есть величина постоянная.

При 22⁰С [Н⁺]∙[ОН^-] = 10^-14 мол/л. В воде [Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7 мол/л.

В зависимости от концентрации ионов водорода различают нейтральную, кислую и основную (щелочную) среду (растворы).

Растворы, в которых [Н⁺] = 10^-7 мол/л – нейтральные растворы. В нейтральных растворах присутствуют ионы H⁺ и OH^-. Концентрации ионов равны 10^-7 мол/л.

Растворы, в которых [Н⁺] > 10^-7 мол/л – кислые растворы. В кислых растворах присутствуют ионы H⁺ и OH^-. Однако концентрация ионов H⁺ (например, 10^-6, 10^-5 и т.д.) выше концентрации OH^- (например, 10^-8 , 10^-9 ).

Растворы, в которых [Н⁺] < 10^-7 мол/л – щелочные растворы. В щелочных растворах присутствуют ионы H⁺ и OH^-. Однако концентрация ионов H⁺ (например 10^-8, 10^-9 и т.д.) ниже концентрации OH^-.

В 0,01 М растворе HCl при 25⁰С [Н⁺] = 0,01 = 10^-2 мол/л, т.к. HCl – сильный электролит и a = 1. При этом концентрация гидроксид ионов [ОН^-]= / [Н⁺] = 10^-14 / 10^-2 = 10^-12 мол/л.

Для характеристики среды пользуются не значением концентрации ионов водорода [Н⁺], а величиной водородного показателя (рН):

рН = -lg[Н⁺],

рН = 7 – нейтральная среда,

рН < 7 – кислая среда,

рН > 7 – щелочная среда.

Для 0,01 М раствора HCl [H⁺] = 10^-2 мол/л, рН = - lg 10^-2 = 2,

для 0,01 М раствора NaOH рН = - lg 10^-12 = 12.

ЗАДАНИЕ

101. Сколько граммов вещества нужно взять для приготовления 400мл 10%масс. раствора карбоната натрия из кристаллогидрата Na₂CO₃ ∙ 10H₂O (d²⁰₄ раствора = 1,05 г/мл)?

102.Определить молярную и эквивалентную (нормальность) концентрации раствора, содержащего в 1000мл раствора 49г фосфорной кислоты.

103. Смешали 300г 25%масс. раствора этиленгликоля и 400г 40%масс. раствора этиленгликоля. Определить массовую долю этиленгликоля в полученном растворе.

104.В 0,5кг воды растворено 300г карбоната натрия. Определить моляльную концентрацию раствора.

105.Температура кипения водного раствора сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁) равна 101,4^оС. Вычислить массовую долю сахарозы в растворе.

106.Сколько граммов вещества нужно взять для приготовления 2л 5%масс. раствора сульфата натрия из кристаллогидрата Na₂SO₄·10H₂O (d²⁰₄ раствора = 1,08 г/мл)?

107.Определить молярную и эквивалентную (нормальность) концентрации раствора, содержащего в 103г раствора 31,5г азотной кислоты (d²⁰₄ раствора = 1,03 г/мл).

108.Сколько надо взять 20%масс. раствора гидроксида калия, чтобы при добавлении к 1кг 50%масс. раствора получился 25%масс. раствор?

109.При какой температуре будет кипеть 50%масс. водный раствор ацетона (С₃Н₆О)?

110.В 100г воды растворено 3,5г хлорида кальция. Определить моляльную концентрацию раствора.

111.Сколько граммов вещества нужно взять для приготовления 500г 25%масс. раствора сульфата меди из кристаллогидрата CuSO₄ ·5H₂O?

112Определить молярную и эквивалентную (нормальность) концентрации раствора, содержащего в 100мл раствора 5,6г гидроксида калия.

113.К 500г 30%масс. раствора аммиака (d²⁰₄ раствора = 1,09 г/мл) добавили 1л воды. Чему равна массовая доля аммиака в полученном растворе?

114.В 200г воды растворено 15г сульфата магния. Определить моляльную концентрацию раствора.

115.В 100г воды содержится 7,2г глюкозы (С₆Н₁₂О₆). Определить температуру замерзания раствора.

116.Какой объём 12%масс. раствора гидроксида калия (d²⁰₄ = 1,1 г/мл) можно приготовить из 2 л 44 % масс. раствора (d²⁰₄= 1,5 г/мл)?

117.Определить молярную и эквивалентную (нормальность) концентрации раствора, содержащего в 250мл 22,2г хлорида кальция.

118.Приготовили антифриз – водный раствор диэтиленгликоля (С₄Н₁₀О₃). Определить массовую долю диэтиленгликоля в растворе, если температура замерзания раствора минус 20^оС.

119.В 250г воды растворено 9г нитрата натрия. Определить моляльную концентрацию полученного раствора.

120.Сколько граммов вещества нужно взять для приготовления 400мл 20%масс. раствора хлорида кальция из кристаллогидрата CaCl₂ · 6H₂O (d²⁰₄ раствора = 1,2 г/мл)?

Дата добавления: 2015-05-26