ответьте на вопросы или закончите предложение: 1. В каком периоде в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева расположено железо?
2. Чему равен заряд ядра атома железа?
3. Составьте схему строения атома железа.
4. Чему может быть равна степень окисления железа в соединениях?
5. Какие свойства проявляют атомы железа при взаимодействии с другими веществами?
6. Какого цвета получится осадок в результате обменной реакции между хлоридом железа(III) и гидроксидом натрия?
7. Перечислите названия и формулы природных соединений железа.
8. Биологическая роль железа велика, потому что оно …
9. Назовите несколько веществ, с которыми железо не вступает в химические реакции.
10. Назовите реактивы, при которых можно распознать ионы железа (III) в растворе.
Молекулярное уравнение образования
HOCl + NaOH ⇄ NaOCl + H₂O
Полное ионное уравнение образования
HOCl + Na⁺ + OH⁻ ⇄ Na⁺ + OCl⁻ + H₂O
Краткое ионное уравнение образования
HOCl + OH⁻ ⇄ OCl⁻ + H₂O
Молекулярное уравнение гидролиза
NaOCl + H₂O ⇄ NaOH + HOCl
Полное ионное уравнение гидролиза
Na⁺ + OCl⁻ + H₂O ⇄ Na⁺ + OH⁻ + HOCl
Краткое ионное уравнение гидролиза
OCl⁻ + H₂O ⇄ OH⁻ + HOCl
Константа равновесия для последней реакции:
[OH⁻] [HOCl]
K = , или
[OCl⁻] [H₂O]
[OH⁻] [HOCl]
K [H₂O] =
[OCl⁻]
Равновесную концентрацию воды можно считать постоянной, поскольку она заведомо намного выше концентрации любого из реагентов. Рассчитаем ее, исходя из 1 литра воды, который содержит 1000 г воды. Молярная масса воды равна 18 г/моль.
Cm(H₂O) = (1000 г / 18 г/моль) / 1 л = 55,56 моль/л.
Произведение концентрации воды и константы равновесия также постоянно, обозначим его как константу гидролиза Кг:
[OH⁻] [HOCl]
Kг = K [H₂O] =
[OCl⁻]
Выразим [OH⁻] через [H⁺] с ионного произведения воды Kw = [H⁺] [OH⁻]: [OH⁻] = Kw / [H⁺]
Kw [HOCl]
Кг =
[H⁺] [OCl⁻]
Диссоциация слабой кислоты (в нашем случае хлорноватистой HClO) характеризуется константой диссоциации Ka:
[H⁺][OCl⁻]
Kа = = 2,95*10⁻⁸
[HOCl]
Тогда выражение для константы гидролиза примет вид:
Кг = Kw / Ка,
Кг = 10⁻¹⁴ / 2,95*10⁻⁸ = 3,39*10⁻⁶
Найдем степень гидролиза (доля соли, подвергшаяся гидролизу).
Рассмотрим еще раз уравнение гидролиза и определим концентрации всех ионов. Пусть исходная концентрация соли С, а степень гидролиза h. Тогда Ch – это концентрация той части аниона OCl⁻, которая подверглась гидролизу и образовала Ch моль/л слабой кислоты HOCl и Ch моль/л гидроксильных ионов OH⁻, а (С-Ch) – концентрация аниона, не подвергшегося гидролизу:
OCl⁻ + H₂O ⇄ OH⁻ + HOCl
С – Ch Ch Ch
Подставляем эти значения в выражение для константы гидролиза:
[OH⁻] [HOCl] Ch*Ch
Kг = = = Ch² / (1-h)
[OCl⁻] C - Ch
При малой степени гидролиза (h<<1) разность (1- h) можно приравнять к единице: 1- h = 1.
Тогда
Кг = Ch²
h = √(Кг / С) = √(3,39*10⁻⁶/0,01) = 0,0184
Находим pH раствора.
Из ионного произведения воды [H⁺] = Kw / [OH⁻]
А поскольку [OH⁻] = Ch, получаем:
[H⁺] = Kw / [OH⁻] = Kw / (Ch) = 10⁻¹⁴ / (0.01 * 0,0184) = 5,43*10⁻¹¹
pH = - lg [H⁺] = -lg 5,43*10⁻¹¹ = -(-10.26) = 10.26 = 10,3
pH > 7, среда щелочная
Или, используя соотношение pH + pOH = 14:
Поскольку [OH⁻] = Ch, pOH = - lg [OH⁻] = -lg (Ch) = - lg (0.01 * 0,0184) =
= - lg(0.000184) = -(-3.74) = 3.74 = 3.7
pH = 14 – pOH = 14 – 3.7 = 10.3
pH = 10.3