Методические рекомендации к контрольному заданию №8

Решение типовых задач.

Примеры расчетов рН и рОН по известным концентрациям ионов и определение концентраций по значениям рН и рОН.

Задача1. Определить рН раствора, где концентрация ионов водорода равна 3,27∙ 10^-5 моль/л.

Алгоритм действия:

1) Напишем формулу, необходимую для вычисления:

рН = -lg [H⁺]

2) Определим логарифм числа:

lg[H⁺] = lg 3,27∙ 10^-5,

нажимая кнопки инженерного калькулятора в следующей последовательности:

3,27

exp

±

log

±

 

Получаем число: 4,485

Дано: [H⁺] = 3,27∙ 10^-5, Решение:

Найти: рН = lg[H⁺] = lg 3,27∙ 10^-5 = 4,485=4,49

рН =? рОН = 14 – рН = 14 – 4,49 = 9,51

рОН =?

Ответ: рН = 4,49; рОН = 9,51

Задача 2. Вычислить рН раствора, если [H⁺] = 0,0046 = 4,6∙10^-3 моль/л

Дано: [H⁺] = 0,0046 = 4,6∙10^-3 моль/л Решение:

Найти: рН? рН = -lg [H⁺] = - lg4,6∙10^-3 =

На калькуляторе:

4,6 exp ±3 log ± = 2,34

Ответ: рН = 2,39

Определение концентрации ионов водорода по значению рН.

Задача 3. Определить концентрацию ионов водорода и гидроксила в растворе, где рН = 5, 24

Алгоритм действия:

1) Записываем формулу для вычисления,

2) подставляем в формулу известные значения,

3) переходим к положительному значению мантиссы логарифма (добавляя к ней “+1”, а к характеристике “-1”).

4) находим число на калькуляторе

5) Для определения значимости числа, исходят из значения характеристики -это целая часть, следовательно, перед первой значащей цифрой должно быть столько же нулей, включая и нуль целых, или умножают это число на десять в степени равной характеристике.(10 ^-6)

 

 

Дано: Решение:

рН = 5,24 1) [Н⁺] = 10^-рН ; 2) -lg [H⁺] = 5,34;

Найти: ^{-1 +1 - -}

[H⁺] -? 3) lg [H⁺] = -5,24 = -5,24 = 6,76, т.е. получаем число

[ОН^-]-? = 6,76, где «-6 » –целая часть,

или характеристика,

«0,76 «-мантисса -дробная часть

4) На калькуляторе:

 

2ndf

0.76

log

 

Получаем 5,75

Для определения значимости числа, исходят из значения характеристики. Характеристика в нашем примере равна “-6”, (это целая часть).Следовательно, перед первой значащей цифрой должно быть шесть нулей, включая и нуль целых, или умножают это число на десять в степени равной характеристике.(10 ^-6)

[H⁺] = 5,75 × 10^-6, для нахождения [OH^-]- из уравнения рН + рОН = 14

находим: рОН = 14 – рН = 14 – 5,24 = 8,76

-lg [OH^-] = 8,76

-1 +1 -

lg [OH^-] = - 8,76 = 9,24, на калькуляторе: 2ndf; 0,24; log –получаем 1,737, т.к. перед дробной частью стоит число 9, записываем – 1,737 × 10^-9

II способ:

Из ионного произведения воды: [Н⁺] [ОН^-] = 10^-14, выразим [OH^-] = 10^-14 / [Н⁺]

[OH^-] = 10 ∙ 10^-15 / 5,75 × 10^-6 = 1,737 × 10^-9

Ответ: [H⁺] = 5,75 × 10^-6

[OH^-] = 1,737 × 10^-9

 

Задача 4. Определить концентрацию ионов водорода, если рН =1,3.

 

Дано: Решение:

рН = 1,3 [Н⁺] = 10^-рН. Можно записать, [Н⁺]= ^-1,3

Найти: [Н⁺] =? = 5,0∙10^-2

Ответ: [Н⁺] =5,0∙10^-2

Задача 5 Вычислить рН 0,02 М раствора Са(ОН)₂.

Дано: С(Са(ОН)₂) = 0,02 моль/л Решение:

Найти: рН -? Са(ОН)₂ – сильный электролит,

Са(ОН)₂ ↔ Са²⁺ + 2ОН^-,

Концентрация ионов гидроксила равна 0,04 моль/л

т.к. при диссоциации одной молекулы получится два

иона гидроксила.

рОН = - lg [OH^-] =-lg 0,04 = 4∙10^-2 = 1,40

рН = 14 – 1,40 = 12, 60

Ответ: рОН =1,40

рН = 12,60

Задача 6. Вычислить рН 0,01 М раствора уксусной кислоты. К_д = 1,86∙10^-5.

Дано: С(СН₃СООН) 0,01 моль/л Решение:

Найти: рН =? 1 способ:

СН₃СООН –слабый электролит, поэтому

концентрация кислоты ≠ [Н⁺]

СН₃СООН ↔ Н⁺ + СН₃СОО^-, применив З.Д.М., получим К_дис. = [H⁺] [CH₃COO^-] / [CH₃COOH],так как при диссоциации получаются равные концентрации [H⁺] и [CH₃COO^-], можно записать

К_дис. = [H⁺]² / [CH₃COO^-]. Учитывая, что слабый электролит диссоциирует менее 5%, можно считать [CH₃COOH] = С _{кислоты}, т.е. равновесную концентрацию кислоты можно считать исходной.

[H]² = К_дис.∙ С _{кислоты}. [H⁺] = √ К_д.∙ С _к = √ 1,86∙10^-5∙ 0,01 = 4,31∙10^-4 М

рН = -lg [H⁺] = -lg 4,31∙10^-4 = 3,35

Ответ: рН = 3,36

2 способ: рН слабого электролита можно определить по формуле:

рН = 1/2(рК_кисл - lgC_кисл) = ½ (4,6 – lg 0,01) = 3,6

 

Контрольное задание № 8

Определите:

1) степень диссоциации α,

2) константу диссоциации К_дисс.,

3) концентрацию ионов водорода [H⁺] и гидроксид-ионов

4) рН и рОН заполнив попуски в таблице (p = 1)

Вариант	Вещество	Концен- трация раствора	α,	Кдисс.	[H+], моль/л	[OH-], Моль/л	рН	рОН
	КОН	15%	-	-
	НNO2	0.5моль/л		5,1∙10-4
	NH4OH	0,1моль/л		1,8∙10-5
	H2SO3	0,02моль/л		1,6∙10-2
	HCOOH	1 н.		1,7∙10-5
	H2CO3	0,1н.	0,212%
	Ca(OH)2	7,4г/л	-	-
	HCl	1н.	-	-
	H2S	0,01моль/л		1,7∙10-5
	H3PO4	0,5моль/л		1,7∙10-5
	HCN	1моль/л		1,7∙10-5
	NaOH	2г/л	-	-
	КОН		-	-	2,5 ∙10-10
	НNO2	0,2моль/л		5,1∙10-4
	NH4OH			1,8∙10-5		1,33∙10-3
	H2SO3		1,26	1,6∙10-2
	HCOOH		0,03	1,7∙10-5
	H2CO3	0,1н.	0,115%
	Ca(OH)2	5,4г/л	-	-
	HCl	1н.	-	-
	H2S		0,2	1,0∙10-7
	H3PO4	0,5моль/л		7,2∙10-3
	HCN		0,01	4,9∙10-10
	NaOH		-	-		1,74∙10-13
	КОН				2,53∙10-3

Модуль 4.1. Гидролиз солей

Теоретическая часть

Гидролиз солей – взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита.

Возможен если:

-соли образованы слабой кислотой и сильным основанием ® щелочная реакция раствора (рН > 7)

- соли образованы сильной кислотой и слабым основанием ® кислая реакция раствора (рН < 7)

- соли образованы слабой кислотой и слабым основанием

Гидролиз солей происходит в тех случаях, когда их ионы, образующиеся в

результате электролитической диссоциации, способны образовывать с водой

слабые (малодиссоциированные) электролиты.

Составление уравнений гидролиза солей: