«Задания для студенток заочного отделения технологических специальностей Составили. Г. Г. Мельченко В. А. Старовойтова В. П. Гуськова Н. В. Юнникова Г. Н. Микилева В. Ф. Юстратова Л. С. Сизова Утвержд (стр. 6 из 19)

M(PbCl₂) = 278,13 г/моль; отсюда его растворимость (Р) равна:

P(PbCl₂) = 3,9 × 10^-2 × 278,13 = 10,86 г/дм³_.

Пример 3. ПР(CaC₂O₄ × H₂O) = 2,0 × 10^-9. Сравните растворимость этой соли в чистой воде и в 0,1 М растворе оксалата аммония.

Решение. а) Расчет растворимости CaC₂O₄× H₂O в воде.

1. CaC₂O₄ Са²⁺ + C₂O₄^2-

2. Обозначаем молярные концентрации соли и ионов через х: Р = х , [CaC₂O₄] = х; [Са²⁺] = х; [C₂O₄^2-] = х и подставляем их в выражение ПР для CaC₂O₄ × H₂O:

ПР(CaC₂O₄) = [Са²⁺] × [C₂O₄^2-];

2,0 × 10^-9 = х × х = х²;

х = √2,0 × 10^-9 = 4,5 × 10^-5 моль/дм³

3. Растворимость оксалата кальция составляет

Р(CaC₂O₄) = 4,5 × 10^-5 × 146 = 6,6 × 10^-3 г/дм³;

где 146 – молярная масса оксалата кальция.

б) Расчет растворимости соли в 0,1 М растворе оксалата аммония.

1. Запишем уравнение диссоциации соли оксалата аммония:

(NH₄)₂C₂O₄ 2NH₄⁺ + C₂O₄^2-

2. Молярные концентрации:

[CaC₂O₄] = х; [Са²⁺] = х.

Концентрацию оксалат-ионов можно принять равной концентрации оксалата аммония, пренебрегая концентрацией оксалат-иона, полученной в результате растворения осадка CaC₂O₄, как величиной малой в сравнении с концентрацией соли (NH₄)₂C₂O₄.

[C₂O₄^2-] = [(NH₄)₂C₂O₄] = 0,1 моль/дм³.

[NH₄ ⁺ ]=2[(NH₄)₂C₂O₄]=2×0,1 = 0,2 моль/дм³.

ПР (СаC₂O₄× Н₂О) = [Са²⁺] × [C₂O₄^2-] × f (Ca²⁺) × f(C₂O₄^2-)

3. Рассчитываем ионную силу в 0,1 М растворе (NH₄)₂C₂O₄ (22):

J_с = 0,5 × [С(NH₄⁺)² × Z² (NH₄⁺) + C(C₂O₄^2-) × Z²(C₂O₄^2-)]

J_с = 0,5 × (0.1× 2 × 1² + 0,1 × 2²) = 0,3 моль/дм³

4. При J_с=0,3 для двухзарядного иона коэффициенты активности равны согласно формуле (23):

5. Подставив соответствующие значения в выражение для ПР(СаC₂O₄× Н₂О), получаем: 2,0 × 10^-9 = х × 0,1 × (0,19)²;

Р(СаC₂O₄× Н₂О) = 5,5 × 10^-7 × 146 = 8,03 × 10^-5 дм³

Таким образом, растворимость СаC₂O₄ в присутствии (NH₄)₂C₂O₄ меньше, чем в чистой воде, в

раза.

Пример 4. Выпадет ли осадок хромата серебра, если смешать 30 см³ раствора хромата калия С(K₂CrO₄) = 0,003 моль/дм³ и 20 см³ раствора нитрата серебра, С(AgNO₃) = 0,0002 моль/дм³, если ПР (Ag₂CrO₄) = 1× 10^-12 ?

Решение.

Записываем уравнение химической реакции в ионно-молекулярном виде и выражение произведения растворимости:

K₂CrO₄ + 2AgNO₃ Ag₂CrO₄ + 2КNO₃

CrO₄^2- + 2Ag⁺ Ag₂CrO₄

ПР(Ag₂CrO₄) = [Ag⁺]² × [CrO₄^2-]

Чтобы ответить на вопрос задачи необходимо вычислить произведение концентраций ионов, образующих осадок, и сравнить его с величиной произведения растворимости.

Рассчитываем реальные концентрации ионов, которые уменьшались по сравнению с первоначальными в результате увеличения общего объема после смешивания растворов.

Аналогично вычисляем концентрацию ионов серебра:

Рассчитываем произведение реальных концентраций ионов и сравниваем с величиной произведения растворимости:

Ввиду того, что величина произведения концентраций ионов превышает произведение растворимости, 1,22×10^-11 > 1×10^-12, осадок хромата серебра выпадет.

2.4.2. Контрольные задания

41. Рассчитайте растворимость оксалата кальция (СаС₂О₄) в моль/дм³: а) в воде; б) в растворе оксалата аммония, С(NH₄)₂C₂O₄) = 0,01 моль/дм³.

42. Выпадет ли осадок бромида серебра, если смешать равные объемы растворов нитрата серебра и бромида калия, концентрации которых одинаковы, С(AgNO₃) = C(KBr) = 1×10^-4 моль/дм³ ?

43. Рассчитайте произведение растворимости хлорида серебра, если растворимость AgCl при 20⁰С равна 0,0019 г/дм³.

44. Рассчитайте растворимость сульфата бария в г/дм³ в растворе серной кислоты, С(H₂SO₄) = 1×10^-3 моль/дм³.

45. Выпадет ли осадок карбоната кальция, если к 50 см³ раствора хлорида кальция, С(CaCl) = 5×10^-3 моль/дм³, добавить 100 см³раствора карбоната натрия, С(Na₂CO₃) = 1×10^-4 моль/дм³ ?

46. Во сколько раз растворимость оксалата стронция (SrC₂O₄) в воде больше растворимости в растворе аммония, С(NH₄)₂C₂O₄) = 1×10^-3 моль/дм³ ?

47. Вычислите произведение растворимости хромата серебра, (Ag₂CrO₄), если растворимость его в воде равна 0,0332 г/дм³.

48. Выпадет ли осадок хлорида ртути (I) Hg₂Cl₂, если к 80 см³ раствора нитрата ртути (I), С(Hg₂(NO₃)₂) = 1,3 × 10^-5 моль/дм³, добавить 40 см³ раствора хлорида натрия, С(NaCl) = 2,3 × 10^-4 моль/дм³ ?

49. Во сколько раз растворимость карбоната магния в воде больше растворимости в растворе карбоната натрия, С(Na₂CO₃) = 1 × 10^-3 моль/дм³ ?

50. Вычислите растворимость иодида свинца (PbI₂) в воде в г/дм³.

2.5 Качественный анализ

Химическая система может представлять собой индивидуальное соединение или смесь веществ. Состав вещества имеет качественную и количественную характеристику. Качественный анализ устанавливает наличие в системе определенных элементов, функциональных групп, а также индивидуальных соединений. Обнаружить определяемое вещество в системе можно либо с помощью химических реакций, либо по физическим аналитическим свойствам. Качественный анализ, основанный на использовании химических реакций, может быть выполнен систематическим либо дробным методом.

2.5.1. Контрольные задание.

Задание № 1.

Дайте ответы на теоретические вопросы качественного анализа.

51. Какие реакции и реактивы называют аналитическими ? Признаки аналитических реакций. Приведите примеры.

52. Какие реакции и реактивы называют специфическими ? Приведите примеры. Укажите значение специфических реакций и реактивов в анализе смеси катионов.

53. Что такое предел обнаружения (чувствительность) реакций ? Приведите примеры чувствительных реакций.

54. Как можно устранить мешающее влияние посторонних ионов на протекание аналитической реакции ? Приведите примеры.

55. В чем заключается сущность реакций, проводимых “мокрым” и “сухим” путем ? Приведите примеры подобных химических реакций.

56. В чем заключается сущность систематического метода анализа ? Укажите достоинства и недостатки систематического метода анализа.

57. В чем заключается сущность дробного метода анализа ? Укажите достоинства и недостатки дробного метода анализа.

58. Приведите классификацию аналитических методов анализа в зависимости от количества исследуемого вещества, объема раствора и техники выполнения реакций.

59. На чем основана аналитическая классификация катионов по группам ?

60. На чем основано определение анионов ? Приведите примеры.

Задание № 2.

Напишите уравнения специфических химических реакций, укажите условия проведения (рН и t ⁰С), и внешний эффект реакций на ионы:

61. Fe³⁺, Na⁺, Cl^- 66. Fe²⁺, Ni²⁺, PO₄^3-

62. Cu²⁺, NH₄⁺, SO₄^2- 67. Ca²⁺, Al³⁺, SO₃^2-

63. Pb²⁺, K⁺, CH₃COO^- 68. Ba²⁺, Zn²⁺, S^2-

64. Sn²⁺, Co²⁺, Br^- 69. Sr²⁺, Ag⁺, CO₃^2-

65. Cd²⁺, Fe²⁺, I ^- 70. Cr³⁺, Mn²⁺, NO₃^-

2.6. Измерительная аналитическая посуда

При выполнении количественного анализа, особенно титриметрическим методом применяют измерительную посуду. К ней относят мерные колбы, пипетки, бюретки, мерные цилиндры. При работе с измерительной посудой необходимо придерживаться определенных правил. Соблюдение этих правил является одним из слагаемых успешного выполнения анализа.

2.6.1. Контрольные задания

71. а) Для чего предназначены бюретки ? Нарисуйте одну из них. С какой точностью измеряют объем по шкале бюретки ? Как бюретку готовят к работе?