Молярная масса эквивалента

Э = М(AlCI₃)/3 = 133,33/3 = 44,44 г/моль.

Молярная концентрация эквивалента раствора AlCI₃ равна

С_Н = 33,33/44,44×0,5 = 1,5 моль/л.

Пример 4. Моляльность раствора.

Определите моляльную концентрацию раствора Н₃РО₄, полученного при растворении 18 г кислоты в 282 см³ воды.

Решение. Моляльность раствора (С_m) показывает количество молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя.

Массу Н₃РО₄ в 1000 г растворителя находим из соотношения

,

х = (1000×18)/282 = 63,83 г.

Молярная масса Н₃РО₄ равна 97,99 г, отсюда

С_m = 63,83/97,99 = 0,65 м.

Пример 5. Титр раствора (Т)

Определите титр 0,01 н раствора NaOH.

Решение. Титр раствора показывает массу (г) растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора. В 1 л 0,01 н раствора NaOH содержится 0,40 г NaOH. Титр этого раствора равен:

Т = 0,40/1000 = 0,0004 г/мл.

Пример 6. На нейтрализацию 50 см³ раствора кислоты из расходовано 25 см³ 0,5 н раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?

Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных количествах, то растворы равной нормальности реагируют в равных объемах. При разных нормальностях объемы раствора реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормальностям, т.е. V₁/V₂ = C_H2/C_H1, или V₁×C_H1= V₂C_H2, 50×C_H1 = 25×0,5, откуда С_Н2 = 25×0,5/50=0,25 н.

Пример 7. К 1 л 10%-ного раствора КОН (плотность 1,092 г/см³) прибавили 0,5 л 5%-ного раствора КОН (плотность 1,045 г/см³). Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

Решение. Масса одного литра 10 %-ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится

1092×10/100 = 109,2 г КОН.

Масса 0,5 л 5%-ного раствора 1045×0,5 = 522,5 г. В этом растворе содержится

522,5×5/100 = 25,125 г КОН.

В общем объеме полученного раствора (2 л) масса КОН составляет 109,2 + 26,125 = 135,325 г. Отсюда молярность этого раствора С_М = 135,325/2×56,1 = 1,2 М, где 56,1 – молекулярный вес КОН.

Пример 8. Какой объем 96%-ной кислоты, плотность которой 1,84 г/см³, потребуется для приготовления 3 л 0,4 н. раствора?

Решение. Эквивалент Н₂SO₄ = M/2 = 98,08/2 = 49,04. Для приготовления 3 л 0,4 н. раствора требуется 49,04×0,4×3 = 58,848 г Н₂SO₄. Масса 1 см³ 96%-ной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится

1,84×96/100 = 1,766 г H₂SO₄

Следовательно, для приготовления 3 л 0,4 н. раствора надо взять 58,848 : 1,7660 = 33,32 см³ этой кислоты.

 

121. Вычислите молярную и нормальную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция, плотность которого 1,178 г/см³.

Ответ:2,1 М; 4,2 н.

122. Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH, плотность которого 1,328 г/см³?. К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию полученного раствора.

Ответ: 9,96 н.; 6,3%.

123. К 3 литрам 10%-ного раствора НNO₃ , плотность которого 1,054 г/см³ , прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты с плотностью 1,009 г/см³. Вычислите массовую долю НNO₃ и молярную концентрацию полученного раствора, если считать, что его объем равен 8 л.

Ответ: 5,0 %; 0,82 М.

124.Вычислите нормальную и моляльную концентрации 20,8%-ного раствора НNO₃, плотность которого 1,12 г/см³. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора?

Ответ: 3,70 н.; 4,17м, 931,8 г.

125.Вычислите молярную, нормальную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия, плотность которого 1,149 г/см³.

Ответ: 1,38 М; 4,14 н.; 1,43 м.

126.Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см³ 0,3 н. раствора Н₂SO₄ прибавить 125 см³ 0,2 н раствора КОН?

Ответ: 0,14 г КОН.

127.Для осаждения в виде AgCI всего серебра, содержащегося в 100 см³ раствора AgNO₃ , потребовалось 50 см³ 0,2 н. раствора НCI. Чему равна нормальность раствора AgNO₃ ? Сколько граммов AgCl выпало в осадок?

Ответ: 0,1 н.; 1,433 г.

128.Какой объем 20,01%-ного раствора HCl (плотность 1,100 г/см³) требуется для приготовления 1 л 10,17%-ного раствора (плотность 1,050 г/см³)?

Ответ: 485,38 см³.

129.Смешали 10 см³ 10 %-ного раствора HNO₃ (плотность 1,056 г/см³) и 100 см³ 30%-ного раствора HNO₃ (плотность 1,184 г/см³). Вычислите массовую долю НNO₃ в полученном растворе.

Ответ: 28,38%.

130.Какой объем 50%-ного раствора КОН (плотность 1,538 г/см³) требуется для приготовления 3 л 6%-ного раствора (плотность 1,048 г/см³)?

Ответ: 245,5 г/см³.

131.Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия Na₂CO₃ (плотность 1,105 г/см³) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (плотность 1,02 г/см³)?

Ответ: 923,1 см³.

132.На нейтрализацию 31 см³ 0,16 н. раствора щелочи требуется 217 см³ раствора H₂SO₄ . Чему равны нормальность и титр раствора H₂SO₄?

Ответ:0,023 н.; 1,127×10^–3 г/см³.

133.Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см³?

Ответ: 26,6 см³.

134.На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см³ раствора кислоты. Вычислить нормальность раствора кислоты.

Ответ: 0,53 н.

135.Сколько граммов НNO₃ содержалось в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см³ 0,4 н. раствора NaOH? Чему равен титр раствора?

Ответ: 0,882 г; 0,016 г/см³.

136.Сколько граммов NaNO₃ нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор?

Ответ: 100 г.

137.Смешали 300 г 20%-ного раствора и 500 г 40%-ного раствора NaCI. Чему равна массовая доля NaCl в полученном растворе?

Ответ: 32,5%.

138.Смешали 247 г 62%-ного и 145 г 18%-ного раствора серной кислоты. Какова массовая доля H₂SO₄ в растворе после смешения?

Ответ: 45,72%.

139.Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля H₂SO₄ в оставшемся растворе?

Ответ: 84%.

140.Из 10 кг 20%-ного раствора при охлаждении выделялось 400 г соли. Чему равна массовая доля соли в охлажденном растворе?

Ответ:16,7%.

 

Свойства растворов

 

Пример 1. Вычислить температуры кристаллизации и кипения 2%-ного водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆.

Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (∆t) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражается уравнением

∆t = (1)

где К – криоскопическая или эбуллиоскопическая константы. Для воды они соответственно равны 1,86 и 0,52 °С; m и М – соответственно масса растворенного вещества и его молекулярный вес; m₁ – масса растворителя.

Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора

Вода кристаллизуется при 0°С, следовательно, температура кристаллизации раствора 0 – 0,21= –0,21°С.

По формул2 (1) повышение температуры кипения 2%-ного раствора С₆Н₁₂О₆

Вода кипит при 100°С, следовательно, температура кипения этого раствора 100 + 0,06 = 100,06 °С.

Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529 °С. Температура кипения сероуглерода 46,3°С. Вычислить эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Решение. Повышение температуры кипения ∆t = 46,529 – 46,3 = 0,229 °С. Грамм-молекула бензойной кислоты 122 г. Из формулы (1) находим эбуллиоскопическую константу:

Пример 3. Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при –0,279 °С. Вычислить молекулярный вес глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, понижение температуры кристаллизации ∆t = 0 – (–0,279) = 0,279 град. Масса глицерина m (г), приходящаяся на 1000 г воды,

.

Подставляя в уравнение

( 2)

данные, вычисляем грамм-молекулярный вес глицерина:

Пример 4. Вычислить массовую долю мочевины (NН₂)₂CO в водном растворе, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна –0,465 °С .

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0 °С, следовательно, ∆t = 0 – (–0,465) = 0,465 °С. Зная, что грамм-молекула мочевины 60 г, находим массу m (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды, из формулы (2):

.

Общий вес раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения

В 1015 г раствора – 15 г вещества

В 100 г раствора – х г вещества

х = 1,48 %

141.Раствор, содержащий 0,512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5,296 °С. Температура кристаллизации бензола 5,5°С. Криоскопическая константа 5,1 °С. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества.

142. Вычислите массовую долю сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ в водном растворе, зная температуру кристаллизации раствора (–0,93 °С). Криоскопическая константа воды 1,86 °С.

Ответ:14,6%.

143. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NH₂)₂CO, содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1,86 °С .

144.Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С₁₀Н₁₆О в 100 г бензола, кипит при 80,714 °С. Температура кипения бензола 80,2°С. вычислите эбуллиоскопическую константу бензола.

145.Вычислите массовую долю глицерина С₃Н₅(ОН)₃ в водном растворе, зная, что этот раствор кипит при 100,39 °С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 °С.

Ответ:6,45%.

146. Вычислите молекулярный вес неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при –0,279°С . Криоскопическая константа воды 1,86 °С .

147. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80,2 °С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57 °С.

Ответ:81,25 °С .

148. Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при –0,465°С. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86 °С.

149. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 3,56 г антрацена С₁₄Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718 °С . Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65 °С .

150. Равные весовые количества камфоры С₁₀Н₁₆О и нафталина С₁₀Н₈ растворены в одинаковых количествах бензола. Какой из растворов кипит при более высокой температуре?

151. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна –0,558°С . Вычислите молекулярный вес растворенного вещество. Криоскопическая константа воды 1,86°С.

152.Сколько граммов анилина С₆Н₅NH₂ следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0,53 °С? Эбуллиоскопическая константа этилового эфира 2,12 °С.

Ответ: 1,16 г.

153. Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта С₂Н₅ОН, зная, что криоскопическая константа воды 1,86 °С.

Ответ: –0,82°С .

154.Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465 °С?

Ответ: 1,12 г.

155. Вычислите массовую долю глюкозы С₆Н₁₂О₆, в водном растворе, зная, что этот раствор кипит при 100,26 °С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 °С.

Ответ:8,25%.

156. Сколько граммов фенола С₆Н₅ОН следует растворить в 125 г бензола, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7 °С ? Криоскопическая константа бензола 5,1 °С.

Ответ:3,91 г.

157. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO, следует растворить в 250 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0,26 °С? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 °С.

Ответ: 7,5 г.

158.При растворении 2,3 г некоторого неэлектролита в125 г воды температура кристаллизации понижается на 0,372 °С. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86 °С.

159.Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН, зная, что эбуллиоскопическая константа воды 0,52 °С.

Ответ:101,52°С .

160.Вычислите массовую долю метанола СН₃ОН в водном растворе, температура кристаллизации которого –2,79°С . Криоскопическая константа воды 1,86 °С.

Ответ: 4,58%.

 

Ионные реакции обмена

При химической реакции в растворах электролитов взаимодействуют не молекулы, а ионы. Например, уравнение реакции в молекулярной форме:

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HNO₃,

уравнение в полном ионном виде, или полное ионное уравнение:

Ba²⁺ + 2NO₃^– + 2H⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓ + 2Н⁺ + 2NO₃^–,

уравнение в сокращенном ионном виде, или сокращенное ионное уравнение:

Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓.

Протекание реакции между электролитами возможно в трех случаях:

1. Если ионы, соединяясь, образуют труднорастворимое соединение.

Например:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄,

Cu²⁺ + SO₄^2– + 2Na⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂↓ +2Na⁺ + SO₄^2– ,

Cu²⁺ + 2OH^– = Cu(OH)₂↓ .

2. Если при взаимодействии ионов образуется летучее вещество. Например:

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑,

2Na⁺ + S^2– + 2H⁺ + 2Cl^– = 2Na⁺ + 2Cl^– + H₂S↑,

S^2– + 2H⁺ = H₂S ↑.

3. Если при взаимодействии ионов образуется малодиссоциирующий электролит. Например:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O,

Na⁺ + OH^– + H⁺ + Cl^– = Na⁺ + Cl^– + H₂O,

H⁺ + OH^– = H₂O.

При всех подобных реакциях взаимодействие между данными ионами происходит независимо от присутствия других, не участвующих в реакции ионов.

Соединения, выпадающие в осадок, газообразные и малодиссоциирующие, в ионных уравнениях записываются в молекулярной форме.

161.Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами NaHCO₃ и NaOH; К₂SiO₃ и HCI; ВаСI₂ и Na₂SO₄.

162.Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами К₂S и HCI; FeSO₄ и (NH₄)₂S; Cr(OH)₃ и KOH.

163. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями:

Zn²⁺ + H₂S = ZnS + 2H⁺,

Mg²⁺ + CO₃^2– = MgCO₃,

H⁺ + OH^– = H₂O.

164.К каждому из веществ: Al (OH)₃; H₂SO₄; Ba(OH)₂ – прибавили раствор едкого кали. В каких случаях произошли реакции? Выразите их молекулярными и ионными уравнениями.

165. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами КНСО₃ и Н₂SO₄; Zn(OH)₂ и NaOH; CaCI₂ и AgNO₃.

166.Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами CuSO₄ и H₂S; BaCO₃ и HNO₃; FeCI₃ и КОН.

167.Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями:

Cu²⁺ + S^2– = CuS,

Pb(OH)₂ + 2OH^– = PbO₂^2– + 2H₂O,

SiO₃^2– + 2H⁺ = H₂SiO₃.

168.Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами Sn(OH)₂ и HCI; BeSO₄ и KOH; NH₄CI и Ba(OH)₂.

169. К каждому из веществ: КНСО₃, СН₃СООН, NiSO₄, Na₂S – прибавили раствор серной кислоты. В каких случаях произошли реакции? Выразите их молекулярными и ионными уравнениями.

170. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами Нg(NO₃)₂ и NaI; Pb(NO₃)₂ и KI; CdSO₄ и Na₂S.

171.Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями:

CaCO₃ + 2H⁺ = Ca²⁺ + H₂O + CO_2,

Al(OH)₃ + OH^– = AlO₂^– + 2H₂O,

Pb²⁺ + 2I^– = PbI₂.

172.Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций растворения дигидроксида бериллия в растворе едкого натра; дигидроксида меди в растворе азотной кислоты.

173. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами Na₃PO₄ и CaCI₂; К₂СО₃ и ВаСI₂; Zn(OH)₂ и КОН.

174. Составьте молекулярные уравнения реакций, ко­торые выражаются ионными уравнениями:

Fe(OH)₃ + ЗH⁺ = Fе³⁺ + ЗН₂O,

Сd²⁺ + 2ОН^-= Сd(ОН)₂,

H⁺ +NO₂^– = НNО₂.

175. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами СdS и НСI; Сr(ОН)₃ и NаОН; Ва(ОН)₂ и СоСI₂.

176. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями:

Zn²⁺ + Н₂S = ZnS + 2Н⁺,

НСО₃^- + Н⁺ = Н₂O + СО₂,

Ag⁺ + СI^- = AgСI.

177. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, протекающих между веществами Н₂SО₄ и Ва(ОН)₂; FеС1₃ и NH₄ОН; СН₃СООNа и НСI.

178. Составьте молекулярные и ионные уравнений реакций, протекающих между веществами FеСI₃ и КОH; NiSO₄ и (NH₄)₂S; MgСО₃ и НNO₃.

179. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионными уравнениями:

Bе(ОН)₂ + 2OН^– = ВеО₂^2– + 2Н₂O,

СН₃СОО^– + Н⁺ = СН₃СООН,

Ва²⁺ + SO₄^2– = ВаSO₄.

180.K каждому из веществ: NаСI, NiSO₄, Ве(ОН)₂, КНСО₃ – прибавили раствор гидроксида натрия. В каких случаях произошли реакции? Выразите их молекулярными и ионными уравнениями.

 

Гидролиз солей

 

Гидролизом солей называют реакции обмена между водой и растворенными в ней солями. В результате протекания процесса гидролиза соли в растворе появляется некоторое избыточное количество ионов H⁺ или OH^–, сообщающие раствору кислотные или щелочные свойства. Гидролиз возможен в трех случаях: