6.11. Примеры решения типовых задач

Пример 1. Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 М растворе равна 1,32∙10^-2. Рассчитайте константу диссоциации уксусной кислоты.

Решение. Константу диссоциации уксусной кислоты определяем исходя из уравнения, отражающего закон разбавления Оствальда:

Пример 2. Рассчитайте молярную концентрацию раствора хлорида кальция, если известно, что степень диссоциации его в таком растворе равна 72%, а концентрация ионов хлора равна [Cl^-]= 0,5 моль/л.

Решение. Хлорид кальция – соль, сильный электролит, диссоциирует по уравнению:

CaCl₂ = Ca⁺ + 2Cl^-.

Из уравнения диссоциации видно, что из одного моля хлорида кальция при диссоциации образуется два моля ионов хлора, следовательно, 0,5 молей Cl^- образовалось при диссоциации 0,25 молей CaCl₂, что составляет 72% от всего присутствующего в растворе количества хлористого кальция.

Следовательно, концентрация раствора хлорида кальция равна:

[CaCl₂]= =0,347 моль/л.

Пример 3. Произведение растворимости карбоната серебра Ag₂CO₃ при 25°С равно 6,1510^-12. Рассчитайте растворимость этого вещества и концентрации ионов [Ag⁺] и [СО₃^2-] в насыщенном растворе.

Решение. Ag₂CO₃ диссоциирует по уравнению:

Ag₂CO₃  2Ag⁺ + CO₃^2-.

При диссоциации получается вдвое больше, чем ионов СО₃^2-, а концентрация ионов [CO₃^2-] равна концентрации молекул Ag₂CO₃ в

насыщенном растворе.

Выразим концентрации ионов серебра и карбоната через концентрацию соли Ag₂CO₃ в ее насыщенном растворе или, что то же самое, через растворимость соли (С_р), выраженную в моль/л:

[CO₃^2-]=[Ag₂CO₃]=С_р(Ag2CO3); [Ag⁺]=2[Ag₂CO₃]=2С_р(Ag2CO3);

ПР_Ag2CO3[Ag⁺]²∙[CO₃^2-]=⁽2С_р)²С_р4С_р³.

Отсюда

С_р(Ag2CO3) моль/л.

Ответ: [CO₃^2-]= С_р(Ag2CO3)=1,1510^-4 моль/л.

[Ag⁺]=2 С_р(Ag2CO3)=21,1510^-42,310^-4 моль/л.

Пример 4. Произведение растворимости сульфата кальция при 25°С равно 6,110^-5. Определите, образуется ли осадок CaSO₄ при смешении равных объемов раствора хлорида кальция с концентрацией [CaCl₂]=0,1 моль/л и раствора сульфата натрия c концентрацией [Na₂SO₄]=0,01 моль/л.

Решение. Запишем уравнение реакции, протекающей при смешении указанных растворов:

CaCl₂ + Na₂SO₄ = CaSO₄↓+ 2NaCl,

Ca²⁺ + 2Cl^- + 2Na⁺ + SO₄^2- = CaSO₄↓+ 2Na⁺ + 2Cl^-,

Ca²⁺ + SO₄^2- = CaSO₄↓.

Произведение растворимости – характеристика насыщенного раствора малорастворимого электролита. Если произведение концентраций ионов [Са²⁺] и [SO₄^2-] после смешения растворов, содержащих эти ионы, будет больше, чем ПР_CaSO4, то раствор станет перенасыщенным и осадок выпадет. Если произведение концентраций ионов [Са²⁺] и [SO₄^2-] в растворе меньше, чем ПР_СaSO4, то раствор будет ненасыщенным и осадок не выпадет. При смешении равных объемов растворов объем смеси вдвое больше исходного, а концентрация каждого из растворенных веществ уменьшается вдвое, т.е. [CaCl₂]0,05 моль/л, а [Na₂SO₄]0,005 моль/л. Концентрации ионов [Са²⁺] и [SO₄^2-] соответственно равны: [Ca²⁺]  0,05 моль/л, [SO₄^2-]  0,005 моль/л. Произведение концентраций ионов [Са²⁺] и [SO₄^2-]

ПК_CaSO4  [Ca²⁺] [SO₄^2-]=510^{-2 }510^-32,510^-4; ПР_CaSO4=6,1∙10^-5.

^{Так как в рассматриваемом случае} ПК_CaSO4^ПР_{CaSO4 ,} то осадок СаSO₄ образуется.

Пример 5. Рассчитайте концентрацию ионов [Н⁺] и [ОН^-] в растворе с рН12,4. Определите характер среды.

Решение. По величине рН определяем концентрацию ионов водорода в растворе.

рН  – lg[H⁺],

lg[H⁺]  –12,4.

Следовательно: [H⁺]=10^-12,4=10 ^0,6∙10^-13 =3, 98∙10^-13 моль/л.

Исходя из ионного произведения воды К_Н2О =[H⁺][OH^- ]=10^-14 находим [OH^- ]= ^{=2,5∙10-2=0,025 моль/л. Так как} [ОН^- ]>[H⁺], то раствор имеет щелочной характер (рН> 7).