1) Для соединений вашего варианта составьте уравнения диссоциации электролитов 1, 2, 3; определите сильные и слабые электролиты; подберите справочные данные о константах диссоциации и константах растворимости; назовите соединения.
2) Опираясь на заданную концентрацию, определите молярную концентрацию эквивалента, моляльность раствора, массовую долю и массовую долю растворителя (воды), определите титр раствора.
3) Определите рН растворимых электролитов, ионную силу и активность сильных электролитов, растворимость и содержание ионов в насыщенном растворе малорастворимых электролитов; рассчитайте, в каком объеме воды можно полностью растворить m г малорастворимого вещества и возможно ли приготовление раствора этого электролита с концентрацией сс, моль/дм3.
Таблица 1 – Исходные варианты заданий 1 и 2
Варианты Электролит 1 Электролит 2 Электролит 3
формула с, моль/дм3 ρ, г/см3 формула с, моль/дм3 ρ, г/см3 формула с, моль/дм3 m, г
7 CsOH
0,010 1,002 SO2 . H2O 0,005 1,002 CaS
2,2 . 10-3 0,10
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Запишем уравнения диссоциации электролитов:
Гидроксид цезия (СsOH) – сильный электролит, диссоциация протекает необратимо:
СsOH → Cs+ + OH-
Водный оксид серы (IV) – сернистая кислота – слабый электролит, диссоциация протекает обратимо по двум ступеням с константами К1 и К2:
SO2 . H2O ↔ H2SO3
H2SO3 ↔ H+ + HSO3- - константа диссоциации К1 = 1,58·10-2, рК1 = 1,8
HSO3- ↔ H+ + SO32- - константа диссоциации К1 = 6,3·10-8, рК1 = 7,2
Сульфид кальция – соль, слабый электролит (малорастворимая соль), гидролиз обратим. Гидролизуется по аниону. Характер среды – щелочной. Теоретически возможна вторая ступень. Произведение растворимости составляет порядка 6.10-6.
Уравнения гидролиза выглядит следующим образом:
Первая ступень:
CaS ↔ Ca2+ + S2- (диссоциация соли);
S2- + HOH ↔ HS- + OH- (гидролиз по аниону);
Ca2+ + S2- + HOH ↔ HS- + Ca2+ + OH- (уравнение в ионной форме);
2CaS +2H2O ↔ Ca(HS)2 + Ca(OH) 2↓ (уравнение в молекулярной форме).
Вторая ступень:
Ca(HS)2↔ Ca2+ +2HS- (диссоциация соли);
HS- + HOH ↔H2S↑ + OH- (гидролиз по аниону);
Ca2+ + 2HS- + HOH ↔ H2S↑ + Ca2++ OH- (уравнение в ионной форме);
Ca(HS)2 + 2H2O ↔ 2H2S↑ + Ca(OH)2↓(уравнение в молекулярной форме).
2) Определим концентрации растворов:
Гидроксид цезия (СsOH) – одноосновный гидроксид, потому n = 1 экв.:
сн = с . n
сн (СsOH) = 0,005 . 1 = 0,010 моль.экв/дм3
Определим количество растворенного вещества:
n(СsOH) = сн (СsOH) . V
n(СsOH) = 0,010 . 1 = 0,010 моль
Определим массу растворенного вещества:
m(СsOH) = n(СsOH)
. M(СsOH)
где M(СsOH) – молярная масса гидроксида цезия, 149,91 г/моль.
m(СsOH) = 0,010 . 149,91 = 1,4991 г
Определим массу воды, зная плотность раствора:
m(H2O) = V.ρ - m(СsOH)
m(H2O) = 1000 . 1,002 – 1,4991 = 1000,501 г
Определим моляльность раствора:
Моляльная концентрация вещества – характеризует, сколько моль растворённого вещества содержится на 1 килограмм растворителя:
где n(B) – количество растворенного вещества моль,
m(Р) – масса растворителя (воды), кг;
моль/кг
Найдем массовую долю и массовую долю растворителя (воды).
Определим титр раствора. Титр – отношение массы растворенного вещества к объему раствора (г/мл), равно как отношение произведения нормальной концентрации и объема раствора на 1000:
= 1,4991.10-3 г/мл
Аналогично определяем для сернистой кислоты:
Сернистая кислота – двухосновная кислота, потому число эквивалентности составит 2 экв.:
сн = с . n
сн (Н2SO3) = 0,005 . 2 = 0,01 моль.экв/дм3
Определим количество вещества Н2SO3:
n(Н2SO3) = сн (Н2SO3) . V
n(Н2SO3) = 0,005 . 1 = 0,005 моль
Определим массу Н2SO3:
m(Н2SO3) = n(Н2SO3) . M(Н2SO3)
где M(Н2SO3) – молярная масса сернистой кислоты, 82,07 г/моль.
m(Н2SO3) = 0,005 . 82,07 = 0,41 г
Определим массу воды, зная плотность раствора:
m(Н2SO3) = V.ρ - m(Н2SO3)
m(H2O) = 1000 . 1,002 – 0,41 = 1001,59 г
Определим моляльность раствора:
моль/кг
Найдем массовую долю и массовую долю растворителя (воды).
Определим титр раствора.
= 0,41.10-3 г/мл
Аналогично определяем для сульфида кальция:
Для катиона кальция (и аниона серы (2-)) эквивалент равен 2 экв.
сн = с