Упражнения и задачи для самостоятельного решения. 1. Рассчитайте рН буферного раствора, содержащего 0,01 моль КН2 РО4

1. Рассчитайте рН буферного раствора, содержащего 0,01 моль КН₂ РО₄. и 0,02 моль Na₂ НРО₄ в 1000 мл раствора.

[Ка(H₃PO₄) =7,1 ∙10^-3,Ка (H₂PO₄^–) = 6,2×10^–8, Kа (HPO₄^2–) = 5,0 ×10 ^–13 ].

Какие реакции будут протекать при добавлении к этому раствору небольшого количества КОН или HNO₃? Объясните механизм буферного действия.

Ответ: pH=7,28.

2. Какие объёмы 0,2 М NH₃ и 0,5 М NH₄NO₃ необходимовзять для

приготовления 200 мл буферного раствора с рН=8,25?

Кв (NH₃ ×H₂O) =1,76 ×10^-5 . Вычислите рН после добавления в этому раствору 5 мл 0,2 М НС1 и напишите уравнения протекающих реакций. Плотности растворов счи­тать равными 1,00 г/мл.

Ответ: V(0,2M NH₃) =40,00мл; V(0,5M NH₄NO₃) = 160,00мл.

После добавления HCl pH=8,19

3. рН ацетатного буферного раствора равно 4,85. Рассчитайте молярную концентрацию буферного основания в 100 мл этого раствора, содержащего 0,1 моль СН₃ СООН. Ка(СН₃СООН) =1,76∙10^–5.Какова буферная ёмкость это­го раствора по кислоте?

Ответ: [CH₃COO^–] = 1,26моль/л; Ba = 0,075моль/л.

8. РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ ОСАДОК― РАСТВОР

Между насыщенным при некоторой температуре водным раствором малорастворимого сильного электролита A_mB_n и осадком этого вещества устанавливается состояние гетерогенного химического равновесия осадок↔насыщенный раствор:

A_mB_n(k) = mA + nB

Термодинамическая константа данного гетерогенного равновесия (между малорастворимым соединением и его ионами в растворе) называется термодинамическим произведением растворимости ПР^о и записывается как ПР^о = a^m(A)∙ aⁿ(B), поскольку для чистого твёрдого вещества A_mB_n активность a =1.

Из этого выражения следует: произведение активностей иoнов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, в насыщенном растворе малорастворимого электролита есть величина постоянная для данного растворителя, температуры, давления.

В растворах с малой ионной силой, в которых коэффициенты активностей «f» ионов практически равны единице, можно считать, что активности ионов равны их равновесным концентрациям. Соответственно вместо термодинамического произведения растворимости ПР^о используют реальное концентрационное произведение растворимости ПР^с = [A]^m∙ [ B]ⁿ.

Например, в насыщенном водном растворе малорастворимого соединения хлорида серебра устанавливается равновесие:

AgCl(k) = Ag⁺(aq) + Cl^-(aq),

s s s

где s — растворимость хлорида серебра.

ПР^о(AgCl) = a(Ag⁺) ∙ a(Cl^-).

Концентрационное произведение растворимости ПР^с(AgCl) =[Ag⁺] ∙ [Cl^-].

Тогда ПР^o== a(Ag⁺) ∙ a(Cl^-) = f(Ag⁺)[Ag⁺] ∙ f(Cl^-)[Cl^-] = ПР^с f(Ag⁺)∙f(Cl^-). Отсюда реальное концентрационное произведение растворимости

ПР^с AgCl) = ПР^о (AgCl) / f(Ag⁺)∙f(Cl^-).

Следовательно, чем больше величина ионной силы и соответственно меньше коэффициенты активностей, тем больше величина концентрационного произведения растворимости

Растворимостью s вещества называется концентрация его в насыщенном растворе.

Для насыщенного раствора хлорида серебра: ПР = s∙s = s².

____

Растворимость AgCl s=√Кпр

Поскольку увеличивается концентрационное произведение растворимости, увеличивается и растворимость соли.