Заказ №38812

1. Из 4-х веществ варианта выберите самые сильные и слабые электролиты и составьте уравнение диссоциации их в водном растворе. 2. В столбце 1а даны значения молярных концентраций для растворов электролитов, из столбца 1. Зная молярную концентрацию своего раствора, определите молярную концентрацию эквивалента, моляльность, молярную долю, массовую долю вещества и титр раствора, принимая его плотность равной 1 г/см3 . 3. Рассчитайте рН растворов электролитов из столбцов 1 и 2 для соответствующих концентраций, данных в столбцах 1а и 2а. Для раствора сильного электролита определите ионную силу раствора и активность катионов и анионов. Для раствора слабого электролита рассчитайте степень диссоциации со строгой и приближенной формулам Оствальда и сделайте вывод по полученным значениям. Напишите выражение для констант диссоциации слабого электролита по всем возможным ступеням. 4. В столбце 3 приведены малорастворимые электролиты. Напишите выражение для ПР малорастворимого электролита вашего варианта. Определите, можно ли приготовить раствор этого электролита молярной концентрации, указанной в столбце 3а. Оцените, в каком объеме воды можно растворить 0,5 г данного малорастворимого вещества. 5. Напишите, при какой температуре должны замерзать и кипеть водные растворы соли, данной в столбце 4, если их моляльность 1 моль/кг H2O? 6. Рассчитайте рН раствора соли из столбца 4, для концентрации, указанной в столбце 4а, учитывая только 1-ю степень гидролиза. Укажите реакцию среды раствора. Определите, как будет изменяться рН раствора при нагревании и почему? Наименование вещества Концентрация вещества 1 2 3 4 1а 2а 3а 4а CSOH H2C2O4 SrSO4 Na2SO3 0,002 0,01 5*10-5 0,03

Решение:

1. При растворении в воде (или расплавлении) электролиты распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы (подвергаются электролитической диссоциации). Под действием электрического тока катионы (+) двигаются к катоду (-), а анионы (-) – к аноду (+). Электролитическая диссоциация - процесс обратимый (обратная реакция называется моляризацией). Степень электролитической диссоциации () зависит от природы электролита и растворителя, температуры и концентрации. Она показывает отношение числа молекул, распавшихся на ионы (n) к общему числу молекул, введенных в раствор (N). a = n / N 0

При растворении соединений с ионными связями (например, NaCl) процесс гидратации начинается с ориентации диполей воды вокруг всех выступов и граней кристаллов соли. Ориентируясь вокруг ионов кристаллической решетки, молекулы воды образуют с ними либо водородные, либо донорно-акцепторные связи. При этом процессе выделяется большое количество энергии, которая называется энергией гидратации. 801 Энергия гидратации, величина которой сравнима с энергией кристаллической решетки, идет на разрушение кристаллической решетки. При этом гидратированные ионы слой за слоем переходят в растворитель и, перемешиваясь с его молекулами, образуют раствор. Аналогично диссоциируют и вещества, молекулы которых образованы по типу полярной ковалентной связи (полярные молекулы). Вокруг каждой полярной молекулы вещества (например, HCl), определенным образом ориентируются диполи воды. В результате взаимодействия с диполями воды полярная молекула еще больше поляризуется и превращается в ионную, далее уже легко образуются свободные гидратированные ионы. Электролитическая диссоциация веществ, идущая с образованием свободных ионов объясняет электрическую проводимость растворов. Процесс электролитической диссоциации принято записывать в виде схемы, не раскрывая его механизма и опуская растворитель (H2O), хотя он является основным участником. Сильные электролиты - это вещества, которые при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. Как правило, к сильным электролитам относятся вещества с ионными или сильно полярными связями: все хорошо растворимые соли, сильные кислоты и сильные основания. В растворе сильного электролита растворённое вещество находится в основном в виде ионов (катионов и анионов); недиссоциированные молекулы практически отсутствуют. Слабые электролиты - Вещества, частично диссоциирующие на ионы. Растворы слабых электролитов наряду с ионами содержат недиссоциированные молекулы. Слабые электролиты не могут дать большой концентрации ионов в растворе. К слабым электролитам относятся: 1) почти все органические кислоты; 2) некоторые неорганические кислоты; 3) почти все малорастворимые в воде соли, основания и гидроксид аммония; 4) вода. Они плохо (или почти не проводят) электрический ток. Неэлектролиты - Вещества, водные растворы и расплавы которых не проводят электрический ток. Они содержат ковалентные неполярные или малополярные связи, которые не распадаются на ионы. Электрический ток не проводят газы, твердые вещества (неметаллы), органические соединения (сахароза, бензин, спирт). Таблица Наименование вещества Формула Константа диссоциации Уравнение диссоциации в водном растворе Сила электролита* Сульфат стронция SrSO4 К1=103 К2=1,2*10-2 SrSO4=Sr2++НSO4 – HSO4 –=H++SO4 2– самый сильный Гидроксид цезия CsOH К=7,2 CsOH=Cs++OH– сильный Щавелевая кислота H2C2O4 К1=5,6*10-2 К2=5,4*10-5 H2C2O4=H++HC2O4 – HC2O4 –=H++C2O4 2– слабый Сульфит натрия Na2SO3 К1=1,58*10-2 К2=6,3*10-8 Na2SO3F2Na++HSO3 – HSO3 –FH++SO3 2- самый слабый Примечание: * сила электролита в заданном ряду веществ. Чем выше КД, тем легче электролит диссоциирует. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато. 2. Расчёт производится для гидроксида цезия. При расчёте концентраций принимаем объем раствора 1л, и плотность раствора 1кг/м3 или 1 г/см3 . Параметр ед. измер. Условное обозначение, формула Гидроксид цезия CsOH Молярная концентрация моль/л С=m/(М×V(л)) 0,002 802 Молярная масса г/моль М 149,9 Масса растворенного вещества г m= С*М*V(л) 0,2998 Количество растворенного вещества моль n=m/M 0,002 Эквивалентная молярная масса щелочи г/мольэкв Мэ(Me(OH)n) = n М( Н An ) n 149,9/1=149,9 Молярная концентрация эквивалентов (нормальная или эквивалентная концентрация) мольэкв/л (н) Сэ= m/(Мэ×V(л)) 0,002 Масса растворителя г mр-ля=mp-pa-mв-ва 999,7002 Массовая доля вещества в растворе % w=100*mв-ва/mр-р 0,030 Число молей растворителя , моль 𝑛р−ля =mр-ля/М(H2O) 55,5389 Моляльная концентрация моль/кг Сm=nв-ва / mр-ля 0,002 Мольная доля % 𝑥 = 𝑛в−ва 𝑛в−ва + 𝑛р−ля 0,0036 Титр – количество граммов растворенного вещества, содержащегося в 1мл раствора. г/мл 2,988*10-4 3. Водородный показатель (рН) ве