Решение типовых задач - раздел Химия, ПОСОБИЕ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Задача 1. В Каком Направлении Пойдёт Реакция Между Оксидом С...
Задача 1. В каком направлении пойдёт реакция между оксидом свинца (IV) и иодидом калия в кислой среде в стандартных условиях?
Решение. По табл. III находим стандартные окислительно-восстановительные потенциалы: 
= + 0,54 B; 
= + 1,46 B, т.к. 
>
роль окислителя выполняет PbO2, а восстановителя - ионы иода.
ΔE = 1,46 - 0,54 = + 0,92(B).
ΔЕ > 0, реакция возможна по уравнению:
PbO2 + 2KJ + 4HNO3 = J2 + 2KNO3 + Pb(NO3)2 + 2H2O.
Задача 2. Будет ли идти процесс окисления разбавленной серной кислотой: а) серебра, б) меди, в) железа, г) цинка?
Решение. Выпишем величины окислительно-восстановительных потенциалов из табл. III:
= + 0,80 B; 
= - 0,44 В;
= + 0,34 B; 
= - 0,76 B;
а) ΔЕ = 0,00 - 0,80 = - 0,80 (B), ΔЕ < 0;
реакция не возможна в стандартных условиях.
б) ΔЕ = 0,00 - 0,34 = - 0,34 (В), ΔЕ < 0;
реакция не возможна в стандартных условиях.
в) ΔЕ = 0,00 - (-0,44) = + 0,44 (В), ΔЕ > 0;
реакция возможна в стандартных условиях.
г) ΔЕ = 0,00 - (-0,76) = + 0,76 (В), ΔЕ > 0;
реакция возможна в стандартных условиях.
Задача 3. Возможна ли реакция окисления меди разбавленной азотной кислотой?
Решение. Из табл. III выписываем величины окислительно-восстановительных потенциалов: = + 0,34 B, 
= + 0,96 B,
т.к. >, то азотная кислота является окислителем, а медь - восстановителем:
ΔЕ = 0,96 - 0,34 = + 0,62 (В), ΔЕ > 0, реакция возможна.
Задача 4. Может ли ион железа (III) окислять ионы галогенов?
Решение. Из табл. III выписываем значения окислительно-восстановительных потенциалов:
Потенциал пары Fe3+/Fe2+ больше только потенциала пары J2/2J-, поэтому, т.к. ΔE = 0,77 - 0,54 = + 0,23 (B), ΔE > 0, реакция возможна: 2Fe3+ + 2J- = 2Fe2+ + J2
Остальные ионы галогенов ионом железа (III) не окисляются (ΔE< 0).
Задача 5. Будет ли взаимодействовать магний с раствором сульфата никеля?
Решение. Вычислим электродвижущую силу для этого процесса:
Т.к. ΔE > 0, то реакция возможна: Mg + NiSO4 = MgSO4 + Ni
Задача 6. Возможно ли взаимодействие меди с раствором хлорида железа (III)?
Решение. Вычислим электродвижущую силу для этих пар:
ΔЕ = + 0,77 - (+0,34) = + 0,43 (B), ΔЕ > 0.
Реакция протекает по уравнению: Сu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2.
Эта реакция используется на практике для травления медьсодержащих электропроводникoв с помощью раствора хлорида железа (III).
Задача 7. Возможно ли взаимодействие серебра с раствором хлорида железа (III)?
Решение. Вычислим электродвижущую силу для этой пары:
ΔE = + 0,77 - (+0,80) = - 0,03 (B).
ΔЕ < 0, реакция не идёт в прямом направлении, но может идти в обратном: Ag+ + Fe2+ = Fe3+ + Ag
Задача 8. Какой из металлов - магний или цинк - будет более активно вытеснять никель из его соли?
Решение. Вычислим электродвижущую силу для двух возможных реакций:
Zn + NiSO4 = ZnSO4 + Ni (1)
Mg + NiSO4 = MgSO4 + Ni (2)
ΔE1 = - 0,25 - (- 0, 76) = + 0,51 (B)
ΔE2 = - 0,25 - (- 2,36) = + 2,11 (B).
Вторая реакция протекает гораздо интенсивнее, чем первая.
Задача 9. Какой из восстановителей – Mn2+ или Сr3+ – быстрее окислится персульфат-ионами S2O82– в кислой среде?
Решение. Вычислим электродвижущую силу для каждого взаимодействия:
ΔE1 = 2,00 – 1,36 = +0,64 (B), ΔE2 = 2,00 – 1,51 = + 0,49(B).
Т.к. ΔE1 > ΔЕ2, то катионы хрома Cr3+ окисляются быстрее, чем катионы Мn2+.
Задача 10. Какие ионы можно восстановить иодоводородной кислотой HJ?
Решение. Нормальный окислительно-восстановительный потенциал пары
J2 + 2ē ® 2J–
= + 0,535 B. Иодоводородная кислота способна восстановить те ионы, нормальный окислительно-восстановительный потенциал которых больше +0,535 В, т.е. ионы мышьяковой кислоты (
= +0,56 B), перманганат-ионы (
= +0,58 B), ионы железа (III) (
= +0,77 B), ионы NO2– (
= +1,00 B), персульфат-ионы (
= +2,01 B) и др.
Задача 11. Как протекает реакция окисления-восстановления олова с соляной кислотой?
Решение. 
= +0,01 B; 
= - 0,136 В; 
= 0,00 B.
ΔΕ1 = 0,00 - (+0,01) = - 0,01 (В);
ΔЕ2 = 0,00 - (-0,136) = +0,136 (В).
Т.к. ΔЕ2 > 0, то реакция пойдёт до Sn2+ по уравнению:
Sn + 2HCl = SnCl2 + H2
Все приведённые вычисления сделаны с учётом, что концентрации (активности) реагирующих между собой веществ равны 1 моль/л.
Задача 12. Вычислить окислительно-восстановительный потенциал в растворе, содержащем: [Cr2O72-]= [Cr3+] = 10-1 моль/л и имеющем рН = 2.
Решение. Запишем ионно-электронное уравнение реакции восстановления:
По таблице III находим: 
= +1,33 В. Концентрация ионов водорода равна: [H+] = 10-2 моль/л. Запишем уравнение Нернста и, подставляя данные задачи, получим:
Все темы данного раздела:
Чувствительность, специфичность и избирательность аналитических реакций
В качественном анализе большое значение имеет чувствительность аналитических реакций. Знание чувствительности реакций и умение рассчитать ее позволяют сознательно выбирать необходимые реактивы, бра
Гидролиз по катиону
Гидролизу по катиону подвергаются соли, в состав которых входят катионы, сильно поляризующие молекулы воды:
однозарядные: NH4+, Cu+, Ag+;
Гидролиз по аниону
С молекулами воды образуют достаточно прочные водородные связи многие анионы, из них:
однозарядные: CN-, NO2-, HCOO-, ClO-, CH3
Гидролиз по катиону и аниону
Соли, образованные катионами и анионами, в значительной степени поляризующими молекулы воды, гидролизуются и по катиону и по аниону.
NH4+ + CN- + H2
Необратимый гидролиз
Возможность протекания гидролиза необходимо учитывать при сливании растворов солей, содержащих катионы и анионы, способные поляризовать молекулы воды.
Таблица IV.1
Расчет константы гидролиза, степени гидролиза и рН растворов гидролизующихся солей
Динамическое равновесие в водных растворах гидролизующихся солей подчиняется закону действующих масс и может быть охарактеризовано константой гидролиза (Кгидр).
Константой гидро
Вычисление ступенчатых констант гидролиза солей слабых двухосновных кислот
Выведенные выше формулы предназначены для вычисления Кгидр, hгидр, [Н+], рН растворов солей, являющихся бинарными электролитами, т.е. если гидролиз протекает только
Факторы, влияющие на степень гидролиза солей
Степень гидролиза – hгидр – дает количественную характеристику способности солей вступать в реакции гидролиза. Она зависит от природы гидролизующейся соли (чем меньше степень электролити
В качественном анализе
Явление гидролиза широко используется в химическом анализе для различных целей.
1. Для подавления гидролиза, что позволяет получать устойчивые при хранении растворы. Для этой цели в раство
Решение типовых задач
Задача 1. Вычислить константу гидролиза Кгидр, степень гидролиза hгидр и рН 0,01 М раствора хлорида аммония при t = 25 оС.
Решение.
Использование процессов образования и растворения осадков в анализе
Реакции осаждении лежат в основе ряда аналитических операций и широко используются для различных целей анализа:
1. Обнаружение ионов в растворе (осадок – аналитический сигнал) по образован
Равновесие в системах осадок Û раствор. Произведение растворимости. Константа растворимости
При аналитических исследованиях очень важно знать последовательность осаждения ионов из раствора, полноту осаждения, растворимость осадков, условия образования осадков, условия переведения того или
Факторы, влияющие на растворимость осадков
В анализе – как качественном, так и количественном – большое значение имеет полнота осаждения. Любое малорастворимое соединение не полностью выпадет в осадок, а часть его всегда остается в растворе
Влияние избытка осадителя на полноту осаждения
Введение в раствор избытка одноименных ионов влечет за собой дополнительное выпадение осадка. Это явление очень широко используется в аналитической практике. Качественно наблюдаемый эффект можно об
Образование и растворение осадков
Осадок малорастворимого электролита образуется только тогда, когда ионное произведение (ИП) превысит при данной температуре величину его произведения растворимости.
Если ИП < ПР – р-р н
Влияние на растворимость осадка других сильных электролитов. Солевой эффект
На растворимость осадков оказывают влияние не только сильные электролиты с одноименными ионами. В присутствии других сильных электролитов, не имеющих общих с осадком ионов, растворимость осадка изм
Решение типовых задач
Вычисление растворимости (Р)
по произведению растворимости (ПР)
Величины произведений растворимости для малорастворимых соединений приведены в та
По растворимости
Задача 1.Вычислить произведение растворимости бромида серебра, если растворимость его при этой температуре равна 7,28 · 10-7 моль/л.
Решение. Составляем
Образование и растворение осадков
Задача 1. Образуется ли осадок при сливании равных объемов 0,0002 М раствора нитрата серебра и 0,0004 М раствора хлорида натрия? Температура растворов 20оС. ПРAgCl
Малорастворимых электролитов
Задача 1. В насыщенном растворе сульфата свинца концентрация сульфат-ионов увеличена в 100 раз. Чему станет равна концентрация ионов свинца? Как она изменится и во сколько раз? ПР
Солевой эффект
Задача 1. Вычислить растворимость сульфата бария в воде, в 0,01 молярном растворе хлорида натрия. ПР= 1,1·10-10.
Комплексные соединения, их состав и строение
Комплексными соединениями называют определенные молекулярные соединения, при сочетании компонентов которых образуются положительно или отрицательно заряженные ионы, способные существовать как в кри
Номенклатура комплексных соединений
В настоящее время общепринята рациональная номенклатура, основанная на рекомендациях Международного союза по чистой и прикладной химии*.
Рассмотрим, как составить по этой номенклатуре назв
Константа нестойкости
В водных растворах комплексные соединения диссоциируют в две стадии. Первая стадия протекает по типу сильных электролитов, т.е. идет процесс полной диссоциации на внутреннюю и внешнюю сферу:
Решение типовых задач
Задача 1. Вычислить равновесную концентрацию иона меди Cu2+ и степень диссоциации комплексного иона в 0,01 М растворе [Cu(NH3)4]SO4, К
В анализе
Многие комплексные соединения обладают целым рядом свойств, таких как характерная окраска, высокая прочность, малая растворимость, открывающих широкие возможности использования процессов комплексоо
Органические реагенты в анализе
Реакции с органическими реактивами являются высокочувствительными и достаточно специфическими, что дает возможность широко использовать их как в качественном, так и в количественном анализе (в проб
Для самостоятельной работы
1. Назовите следующие комплексные соединения:
а) [Co(NH3)3]Cl3;
б) [Cu(NH3)4]SO4;
в) [Al(H
Реакций
Реакции окисления–восстановления делят на три группы: внутримолекулярные, межмолекулярные и реакции диспропорционирования.
1. Внутримолекулярные – это реакции, протекающие с изменением сте
Окислительно-восстановительных реакций
Наиболее часто применяются два метода составления окислительно-восстановительных реакций: электронного баланса и ионно-электронный, его еще называют метод полуреакций. Метод электронного баланса до
В анализе
Реакции окисления-восстановления широко используются в аналитической химии для различных целей: для открытия ионов, для разделения смеси ионов, для переведения малорастворимых осадков в раствор, дл
Потенциалы. Уравнение Нернста
Способность терять или присоединять электроны различна у различных атомов, ионов или молекул.
Количественной характеристикой способности электронов к переходу от одних атомов или ионов к д
Процессах. Константа равновесия
Химическое равновесие в обратимых окислительно-восстановительных реакциях можно охарактеризовать константой равновесия. Проведём вычисление константы равновесия на примере взаимодействия: Sn2+
Новости и инфо для студентов