1. Укажите кислотно-основный буферный раствор:
1. раствор уксусной кислоты и ацетата натрия;
2. раствор уксусной и муравьиной кислот;
3. раствор уксусной и хлороводородной кислот;
4. раствор ацетата натрия и ацетата калия.
2. Напишите реакции, с которых можно обнаружить катионы: K+ , Cr3+ ,?
3. Рассчитайте рН раствора NH4Cl, содержащего 10 г/л соли.
K(NH4OH) = 1,75 ∙ 10-5;
pK(NH4OH) = 4,76
4. Образуется ли осадок при смешивании: 25 мл 0,02 М раствора хлорида бария с 15 мл 0,01 М раствора серной кислоты? ПР (BaSO4) = 1,1∙10-10
5. Рассчитайте ионную силу 0,1 М раствора хромата калия.
Ответ: Раствор уксусной кислоты и ацетата натрия (вариант 1) является кислотно-основным буферным раствором. Это связано с тем, что уксусная кислота может отдавать протоны (H+) в раствор, а ацетатный ион (CH3COO-) может принимать эти протоны, образуя уксусную кислоту. Таким образом, изменения в концентрации H+ или OH- ионы в растворе будут компенсироваться за счет перехода между уксусной кислотой и ацетатным ионом.
2. Напишите реакции, с которых можно обнаружить катионы: K+ , Cr3+ ,?
Ответ:
- Для обнаружения катиона K+ можно использовать реакцию с перманганатом калия (KMnO4):
2KMnO4 + 16HCl + 10NaCl → 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2 + 5NaCl
В результате этой реакции калий переходит из ионной формы в молекулярную форму MnO2, которая имеет коричневый цвет, поэтому появляется изменение окраски раствора.
- Для обнаружения катиона Cr3+ можно использовать реакцию с гидроксидом аммония (NH4OH):
Cr(NO3)3 + 6NH4OH → Cr(OH)3 ↓ + 3NH4NO3
В результате этой реакции катион хрома переходит в осадок гидроксида хрома (Cr(OH)3), который имеет зеленый цвет.
3. Рассчитайте рН раствора NH4Cl, содержащего 10 г/л соли.
Ответ:
Для рассчета рН раствора NH4Cl, необходимо учесть ионизацию аммония и гидролиз аниона хлорида.
NH4Cl → NH4+ + Cl-
NH4+ + H2O ⇌ NH3 + H3O+
Cl- + H2O ⇌ HCl + OH-
K(NH4OH) = [NH3][H3O+]/[NH4+] = 1,75 x 10^-5
pK(NH4OH) = -log(K(NH4OH)) = 4,76
[H3O+] = [OH-]
[OH-] = x
[OH-]^2 = K(NH4OH)[NH4+]
x^2 = (1,75 x 10^-5)(0.01)
x ≈ 0,00418
[H3O+] = 0,00418 M
pH = -log[H3O+]
pH = -log(0,00418) ≈ 2,38
Ответ: рН раствора NH4Cl составляет около 2,38.
4. Образуется ли осадок при смешивании: 25 мл 0,02 М раствора хлорида бария с 15 мл 0,01 М раствора серной кислоты? ПР (BaSO4) = 1,1∙10^-10
Ответ: Для определения, образуется ли осадок при смешивании растворов необходимо рассчитать произведение растворимости (ПР) для соли, которая может образовываться в результате этой реакции. В данном случае, исследуемая реакция - реакция образования сернокислого бария:
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl
[Ba2+][SO42-] = [BaSO4]
Подставим значения концентраций реагентов:
[Ba2+][SO42-] = (0,02 M)(0,01 M) = 2 x 10^-4 M
Так как ПР (BaSO4) = 1,1 x 10^-10, исследуемая реакция протекает в обратную сторону. Осадок BaSO4 не образуется при данной концентрации.
Ответ: При мешании 25 мл 0,02 М раствора хлорида бария с 15 мл 0,01 М раствора серной кислоты не образуется осадок.
5. Рассчитайте ионную силу 0,1 М раствора хромата калия.
Ответ: Ионная сила (ИС) раствора вычисляется суммированием произведений концентраций и зарядов всех ионов, присутствующих в растворе. В случае раствора хромата калия (K2CrO4), важными ионами являются K+ и CrO42-.
Суммируем произведения концентраций и зарядов:
ИС = 0,1 M x (+1)^2 (для K+) + 0,1 M x (+2)^2 (для CrO42-) = 0,1 + 0,4 = 0,5 M
Ответ: Ионная сила 0,1 М раствора хромата калия составляет 0,5 M.