Приклади виконання завдань. Приклад 1. Визначити ступінь дисоціації вугільної кислоти за першим ступенем у 0,1 м розчині, якщо константа дисоціації для цього ступеня дорівнює 4,5·10 -7

Приклад 1. Визначити ступінь дисоціації вугільної кислоти за першим ступенем у 0,1 М розчині, якщо константа дисоціації для цього ступеня дорівнює 4,5·10 ^-7.

Розв’язання. Константа дисоціації і ступінь дисоціації слабкого електроліту зв’язані між собою співвідношенням (закон розведення Оствальда):

,

де - константа дисоціації; С – концентрація електроліту, (моль/л).

Для розчинів слабких електролітів, які дуже малою мірою дисоціюють на іони, ступінь електролітичної дисоціації набагато менший одиниці (). Тому рівняння закону розведення Оствальда можна спростити (оскільки за таких умов ):

,

звідки

.

Вугільна кислота дуже слабка, тому для обчислення ступеня дисоціації скористаємося спрощеним виразом закону розведення

.

Відповідь. Ступінь дисоціації вугільної кислоти за першим ступенем дорівнює 6,7·10 ^-3 або 0,67%.

Приклад 2. Визначити концентрацію іонів в 0,1 М розчині гідроксиду амонію, якщо К_дис=1,77·10 ^{- 5}.

Розв’язання. Концентрація іонів в розчині електроліту залежить від молярної концентрації електроліту С_М, ступеня його дисоціації α і числа іонів n даного виду, що утворюються при дисоціації електроліту, тобто

Для визначення концентрації іонів в розчині спочатку знаходимо ступінь дисоціації :

.

Запишемо рівняння дисоціації :

.

Оскільки з одного моль утворюється 1 моль іонів , то концентрація іонів дорівнює

(моль/л).

Відповідь: 1,33·10^-3 моль/л.

Приклад 3. Скласти молекулярні і іонні рівняння реакцій взаємодії між хлоридом барію та сульфатом натрію.

Відповідь. Обмінні реакції між електролітами необоротні і відбуваються до кінця в таких випадках, коли утворюються малорозчинні або газоподібні речовини, а також слабкі електроліти.

В іонних рівняннях сильні електроліти записують у вигляді іонів, на які вони дисоціюють, а малорозчинні і газоподібні речовини, а також слабкі електроліти – у вигляді молекул.

1.Складаємо рівняння реакції в молекулярній формі:

2. Речовини і - розчинні у воді солі, які практично цілком дисоціюють на іони, тому в іонному рівнянні ці речовини слід зобразити у вигляді іонів, на які вони дисоціюють. Сіль практично нерозчинна у воді, тому її формулу залишаємо без змін. Тоді маємо:

3. Виключаємо з правої та лівої частин однакові кількості однойменних іонів ( і ) і одержуємо рівняння реакції в скороченій іонній формі:

.

Приклад 4. Скласти два різних рівняння в молекулярній формі, які відповідають рівнянню в скороченій іонній формі:

Відповідь. 1. Запишемо під формулами іонів лівої частини рівняння такі іони протилежного заряду, які б утворювали з вихідними іонами розчинні сильні електроліти (дописані іони мають утворювати розчинний сильний електроліт також між собою). Такі самі іони записуємо під формулами іонів правої частини рівняння:

2. Підсумовуючи обидва рівняння, одержуємо рівняння в іонній формі:

.

3. Об’єднуючи іони, записуємо рівняння в молекулярній формі:

.

4. Підбираємо інші відповідні іони й одержуємо друге рівняння реакції:

або

.

Приклад 5. Між якими з наведених речовин відбуватиметься реакція обміну в розчині: а) б) .

Відповідь. а) Реакція між розчинами і в молекулярній формі виражається рівнянням

Оскільки всі солі, що приймають участь у цій реакції – сильні електроліти, то в іонному вигляді рівняння реакції можна записати так:

Як показує це рівняння, в розчині утворюється тільки суміш іонів При зливанні розчинів і не утворюється ані малорозчинних або газоподібних речовин, ані слабких електролітів. Тому між і реакція не відбувається.

б) При зливанні розчинів та утворюється малорозчинна сіль :

.

В іонному вигляді це рівняння записується так:

Концентрації іонів та в процесі реакції залишаються незмінними, тому з рівняння реакції їх можна виключити. Тоді рівняння матиме вигляд: Таким чином, реакція відбувається між іонами з утворенням осаду .

Приклад 6. Скласти молекулярні і іонні рівняння реакцій взаємодії між: а) гідроксидом амонію і соляною кислотою; б) гідроксидом цинку і гідроксидом натрію.

Відповідь. Якщо вихідними речовинами реакції є малорозчинні речовини або слабкі електроліти, то крім реакцій зв’язування тих чи інших іонів відбуваються реакції поступової дисоціації слабкого електроліту або переходу іонів малорозчинної сполуки в розчин

Приклад 7. Визначити концентрацію іонів і 0,01 М розчину гідроксиду натрію, якщо ступінь дисоціації .

Розв’язання. Запишемо рівняння дисоціації гідроксиду натрію

Із рівняння дисоціації видно, що з 1 моль утворюється 1 моль іонів ; отже концентрація іонів в 0,01 М розчині дорівнює:

моль/л.

Виходячи з іонного добутку води , знаходимо концентрацію іонів водню:

Водневий показник розчину дорівнює:

.

Приклад 8. Визначити рН 0,17 М розчину , константа дисоціації якої дорівнює 1,75·10 ^{- 5}.

Розв’язання. Кислотність даного розчину обумовлена дисоціацією кислоти

Константа і ступінь дисоціації слабкого електроліту зв’язані між собою співвідношенням

.

Визначаємо концентрацію іонів :

.

Звідси водневий показник розчину дорівнює:

.

Приклад 9. Скласти молекулярні та іонні рівняння гідролізу солей: .

Відповідь. а) Ціанід калію – сіль, утворена слабкою одноосновною кислотою та сильною однокислотною основою . При розчиненні у воді молекули повністю дисоціюють на катіони та аніони . Катіони не можуть зв’язувати іони води, бо ─ сильний електроліт. Аніони зв’язують іони води, утворюючи молекули слабкого електроліту . Сіль гідролізує за аніоном. Скорочене іонне рівняння гідролізу:

Додаючи до правої і лівої частин рівняння іони калію, одержуємо повне іонне рівняння реакції:

Рівняння реакції гідролізу в молекулярній формі:

.