Задание 6. Напишите уравнение диссоциации двух данных веществ

Рассчитайте pH водных растворов обоих веществ с указанной концентрацией (константа диссоциации слабого электролита приведена в задании).

Вещества: KOH и , = 0,35 M, Кд = 3,2

Электролиты – это вещества, водные растворы которых проводят электрический ток за счёт диссоциации на ионы. К электролитам относятся большинство неорганических кислот, оснований, солей, к неэлектролитам – многие органические соединения, например, спирты и углеводы.

Под электролитической диссоциацией понимается распад молекул электролита в растворе с образованием положительно и отрицательно заряженных ионов – катионов и анионов.

Количественные характеристики диссоциации

Количественными характеристиками диссоциации являются степень диссоциации α и константа диссоциации К_д.

Степень диссоциации α _д – это число, показывающее, какая часть молекул электролита находится в растворе в виде ионов.

 или ,

где: N _дисс – число продиссоциировавших молекул; N _общ – общее число молекул растворенного вещества.

По степени диссоциации электролиты делятся на:

слабые    α_д ‹ 3% (H₂CO₃, HNO₂, H₂S, Cu(OH)₂, Fe(OH)₃идр.);

средние  α_д от 3 до 30% (H₃PO₄ и др.);

сильные α_д › 30% (HCl, HNO₃, H₂SO₄, NaOH, КОН, Ва(ОН)₂ и др).

Решение.

а) KOH - гидроксид калия, класс – основания, сильный электролит,

 – гидрат гидразина, класс – основание, слабый электролит.

Уравнение диссоциации: КOH ↔ К⁺ + OH^-

Расчет рН:

КOH – сильное основание, поэтому [OH^-] = C_M(КOH) = 0,35M

рOН= -lg[OH^-] = -lg(0,35) = 0,456

рН = 14 - рOН = 14 – 0,456 = 13,544(среда раствора щелочная)

Уравнение диссоциации: ,  ↔  

Расчет рН:

 – слабое основание, поэтому [ ] ≠ C_M( ), для расчета концентрации [ ] используется формула

= 0,35 M, Кд = 3,2 .

[ ] =  = 3,35

рОН = -lg[ ]  = -lg(3,35 ) = 3,47

рН = 14 - рOН = 14 – 3,47 = 10,53 (среда раствора щелочная).

Задание 7. Для данной соли напишите уравнения гидролиза по первой ступени в молекулярной форме, полной и краткой ионной форме, определите тип гидролиза, рассчитайте константу гидролиза, степень гидролиза и pH раствора этой соли.

,  = 0,03 M, Кд = 1,38

Гидролиз – это обменное взаимодействие соли с водой с образованием слабого электролита, сопровождающееся изменением рН среды. Гидролиз может происходить по катиону и по аниону. Тип гидролиза определяется слабым электролитом, а реакция среды – сильным электролитом.

 

– соль образована слабым основанием и сильной кислотой, протекает гидролиз по катиону:

уравнение гидролиза по первой ступени в молекулярной форме:

 + Н₂О ↔  + НCl

уравнение гидролиза по первой ступени в краткой ионной форме:

Al³⁺ + Н₂О ↔ AlОН²⁺+ Н⁺

уравнение гидролиза по первой ступени в полной ионной форме:

Al³⁺ + 3Cl^-+ Н₂О ↔ AlОН²⁺ + Н⁺ + 3Cl^-

Для расчета требуется Кд основания. Т.к. на первой ступени гидролиза образуется ион AlОН⁺, то для расчета используется Кд основания

К_Г = = = 7,25

α_Г= = = 0,0155=1,55%

[H⁺] = = =0,000466 моль/л

рН =-lg[Н⁺] = -lg(0,000466) = 3,33 (среда раствора кислая)

Задание 8. Для данной химической реакции напишите кинетическое уравнение и определите теоретический порядок реакции. Рассчитайте, как изменится скорость реакции при указанных изменениях условий протекания реакции.

2S(ТВ) + 2 (г) (г) + + 2 (г)

Во сколько раз изменится (увеличится или уменьшится) скорость реакции если:

а) уменьшить концентрации газовых реагентов в 4 раза;

б) понизить температуру со 120  до  (γ = 3)

Кинетическое уравнение: υ₁=k∙с²( ), k – константа скорости. В кинетическое уравнение гетерогенных реакций входят только концентрации газов или растворенных в растворителе веществ.

Теоретический порядок реакции: 2 (Сумма показателей степеней концентраций в кинетическом уравнении называется теоретическим порядком реакции).

Расчет изменения скорости реакции:

а) при уменьшении концентрации газовых реагентов в 4 раза:

скорость реакции до увеличения давления описывается кинетическим уравнением:

υ₁=k∙с²( ), где с²( ) – начальная (исходная) концентрация оксида азота (4).

При уменьшении концентрации в 4 раза уравнение реакции имеет следующий вид:

υ₂=k∙(1/4с)²( ), где (1/4с)²( ) концентрация оксида азота (4) после уменьшения концентрации в системе в 4 раза.

Изменение скорости реакции ():

=  = = ; скорость реакции уменьшилась в 16 раз

б)понижение температуры на 30˚С (γ = 3):

При изменении температуры скорость реакции изменяется по правилу Вант-Гоффа:

= γ^ΔТ/10, где γ- температурный коэффициент реакции, ΔТ – изменение температуры (Т₂ – Т₁), υ₁ – скорость реакции при температуре Т₁,υ₂ – скорость реакции при температуре Т₂.

По данным условия задачи температура понизилась на 30˚С, следовательно

ΔТ =Т₂ – Т₁ =-30,

= 3^-30/10 = 3^-3 =  – скорость реакции уменьшитсяв 27 раз.