Химия растворов К2 К3 К4 К1 К5 К6 К8 Содержание Массовая доля растворённого

состава растворов
К8 К7

К6 К5 К4 К3 К2

Смеси с участим воды

Взвеси и аэрозоли

Тепловые явления

Физико-химический процесс

Растворимость

Гидраты, кристаллогидраты

Факторы, влияющие на растворимость

Химические свойства основных
классов неорганических соединений

К7

Молярная концентрация

Массовая концентрация

Процесс растворения

Реакции ионного обмена

Теория электролитической диссоциации

Обратимые и необратимые реакции

Условия протекания
необратимых РИО

Молекулярные уравнения

Полные ионные уравнения

Сокращённые
ионные уравнения

Диссоциация
воды

Ионное
произведение воды

Водородный показатель

Кислотно-основные
индикаторы

Необратимо взаимодействуют

Изменение
свойств
гидроксидов
элементов по
группам и
периодам ПС

Смеси однородные и неоднородные

Коллоидные растворы

1887г, С.Аррениус

Основные положения

Уравнения ЭД

Гидратация ионов в растворе

Значение растворов в природе, технике, быту

Нормальная концентрация

Электролиты и неэлектролиты

Механизм ЭД

Степень ЭД

Сильные и слабые электролиты

Вещества, способные проявлять противоположные свойства

Вещества-электролиты, если наблюдается признак необратимости

Гидролиз солей, образованных
слабым основанием и (или)
слабой кислотой

переменного состава, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов

их взаимодействия.

1903 году был удостоен Нобелевской премии
"За чрезвычайные заслуги в

развитии химии".

химическую теорию растворов Д.И.Менделеева и доказали, что при растворении электролита

происходит химическое взаимодействие растворенного вещества с водой, которое приводит к образованию гидратов, а затем они диссоциируют на ионы.

ток.

Неэлектролиты
- вещества, растворы и расплавы которых не проводят

электрический ток.

связи легко распадаются на ионы.
Неорганические кислоты, основания, соли.

связи не распадаются на ионы.
газы, твердые вещества (неметаллы), органические

соединения (сахароза, бензин, спирт).

его в воде или расплавлении

ионов в узлах кристаллической решётки -кристаллическая решётка разрушается.

2. Вода ослабляет взаимодействие между ионами в 81 раз.
диполи

воды "вырывают" ионы из кристаллической решётки

Кристаллическая решетка разрушается

уравнений диссоциации, однако, чаще эти уравнения записывают в более короткой

форме

нейтральных атомов
составляющих их элементов. Ионы в
водных растворах гидратированы.

молекулы.
еще большая поляризация полярной молекулы и превращение полярной связи ее

в ионную.
образование свободных гидратированных ионов.

- гидроксид-ионы.

Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH-
Сa(OH)2 = Сa2+

+ 2OH-

кислотного
остатка.
осуществляется ступенчато. На каждой ступени отщепляется один ион

водорода.
H Cl = H+ + Cl -
- H2SO4 = H+ + HSO4- (I ступень)
HSO4- = H+ + SO42- (II ступень)

кислотного остатка, диссоциируют в одну ступень:
CaCl2   = Ca2+

+ 2Cl-
KBr =  K+ + Br-
NaCl = Na+ + Cl-

атомов металла входят атомы водорода, распадаются ступенчато. Сначала отрываются все

атомы металла, а затем атомы водорода.
KHCO3 = K+ + HCO3−
HCO3− = H+ + CO32-

очередь диссоциируют наиболее полярные связи
NaHSO4
Na+ + HSO4-
H++SO4-2

действием электрического поля становится направленным: положительно заряженные ионы (катионы) движутся

к электроду с отрицательным зарядом (катоду), а анионы – к аноду.

молекул (n) к общему числу растворенных молекул (N):   

степень его диссоциации уменьшается

на
ионы.
Слабые
 частично
распадаются на
ионы. Их растворы
содержат

ионы и
нераспавшиеся
молекулы, поэтому
концентрация ионов
мала.

электролита распадаться на ионы

диссоциации возрастает при разбавлении раствора
K = α2 C/ 1- α
α

<<1

равна 0,03. Определить константу диссоциации кислоты.
Решение: Воспользуемся выражением закона разбавления Оствальда:

K = α2 C / (1- α) В это выражение вместо СМ можно поставить нормальную концентрацию, поскольку муравьиная кислота относится к одноосновным кислотам.  Ответ: К= 1,86*10-4.

в знаменателе этого выражения можно считать равной ее общей концентрации

и тогда произведение [Н+]*[ОН-] тоже будет постоянной величиной, которая получила название ионного произведения воды.
В чистой воде при комнатной температуре концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов одинаковы и равны 10-7 моль/л.
Это значит, что [Н+]*[ОН-] = 10-14.

 водородным  и  гидроксильным  показателями: pH = - lg[H+]; pOH = -

lg[OH-]. Прологарифмировав выражение [Н+]*[OH-] = 10-14, получаем, что при 250С рН + рОН= 14. В нейтральных растворах рН = 7, в кислых - рН < 7, в щелочных - рН > 7.

кислоты из предыдущего примера.
Решение: По закону разбавления Оствальда мы нашли величину

К = 1,86*10-4, которая, с другой стороны, равна .
По условию задачи, [НСООН] = 0,2 моль/л. Поэтому можно записать, что [Н+][СООН ] = 0,2*1,86*10-4 = 0,372*10-4. Так как концентрация ионов водорода [Н+] при диссоциации молекул кислоты равна концентрации кислотного остатка [СООН-], то: [Н+] =  6.1*10-3. рН = -lg(6,1*10-3) = 2,21. Тогда рОН = 14 – 2,21 = 11,79. Рассчитываем [ОН-] = 10-11,79 = 1.63*10-12 моль/л. Ответ: [Н+] = 6,1*10-3 моль/л; [ОН-] = 1.63*10-12 моль/л; рОН= 11,79.

произведение воды, вычислим концентрацию ионов H+ в растворе:
[H+] = Kw/[OH–] =

10–14/1,8·10–9 = 5,56·10–6 моль/л
Определим pH cреды:  pH = –lg[H+] = –lg 5,56·10–6 = 5,25.
Ответ:  5,25.

12,7.
Решение.
По определению pH = –lg[H+]. Поэтому [H+]=10–pH. Следовательно, в данном случае [H+]=10–12,7=2·10–13.
Ответ:  2·10–13 моль/л.

Будем считать, что гидролиз практически протекает только по первой ступени:

K3PO4 + H2O ⇔ K2HPO4 + KOH, PO4 3- + H2O ⇔ HPO4 2- + OH- .
K3,H3PO4 = 1,3×10-12 (приложение, табл. 1). Кг,1 = а,3 w K K = 12 14 1,3 10 10 − − × = 7,7×10-3. h = MeA г1 C K = 0,1 7,7 10−3 × = 2,8×10-2. [OH- ] = hCMeA = 2,8×10-2×0,1 = 2,8×10-3 М, pOH = -lg[OH- ] = -lg(2,8×10-3) = 2,55, pH = 14 – 2,55 = 11,45.

его диссоциации равна 0,06.
Решение.
Записываем уравнение диссоциации NH4ОН: NH4ОН

⇔ NH4+ + ОН-
Концентрация гидроксид-ионов равна доле молекул электролита, распавшихся на ионы
[OH- ] = с α = 0,04×0,06 = 2,4×10-3 моль-ион/л. рОН = -lg [ОН- ] = -lg(2,4×10-3) = 3 – lg2,4 = 2,62.
рН = 14 – рОН = 14 –2,62 = 11,38.

относительные концентрации которых могут изменяться в широких пределах. Наиболее распространенными

и важными для практического использования являются жидкие растворы. В случае растворов газов или твердых веществ жидкость является растворителем, а газы или твердые вещества -растворенными веществами. Отношение количества или массы растворенного вещества (или растворителя) к объему или массе раствора называется концентрацией растворенного вещества (или растворителя) в растворе. Наиболее употребительными понятиями, которые служат для выражения концентрации раствора, являются:

в молях, к объему раствора. Измеряется в моль/л. Раствор, содержащий

в 1 литре n молей растворенного вещества, называется n-молярным и обозначается как nМ раствор (например, 3М раствор KCl).

в 1 литре которого имеется n эквивалентов растворенного вещества, называется

n-нормальным (например, запись 3н. раствор NaCl означает, что CH(NaCl) = 3моль-экв/л).

растворителя, измеряется в моль/кг. Запись  2 моль/кг означает, что в 1

кг Н2О растворено 2 моля NaCl.

Для консервирования огурцов приготовили рассол: на 2 л воды взяли

100г соли, а для консервирования томатов – рассол из 100г соли и 3 л воды. Какой рассол получится более концентрированным?

эквивалентную (СН); г) моляльную (Сm) концентрации раствора H3PO4, полученного при

растворении 18 г кислоты в 282 см3 воды, если плотность его 1,031 г/см3 . Чему равен титр Т этого раствора?

Решение. а) Так как массу 282 см3 воды можно принять равной 282 г, то масса полученного раствора 18 +282 = 300 г следовательно,
300 – 18
100 – % С% = = 6%

вещества, содержащихся в 1л раствора. Масса 1л раствора 1031г. Массу

кислоты в литре раствора находим из соотношения 300 – 18 1031 – Х Х == 61,86 Молярность раствора получим делением числа граммов H3PO4 в 1л раствора на мольную массу H3PO4 (97,99 г/моль). СМ = 61,86 / 97,99 = 0,63 М в) эквивалентная концентрация или нормальность, показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1л раствора. Так как эквивалентная масса H3PO4 = == 32,66 г/моль, то СН = 61,86 / 32,66 = 1,89н;

содержащихся в 1000г растворителя. Массу H3PO4 в 1000г растворителя находим из

соотношения 282 – 18 1000 – Х Х = = 68,83 Отсюда Сm = 68,83 / 97,99 = 0,65m Титром раствора называется число граммов растворенного вещества в 1 см3 (мл) раствора. Так как в 1л раствора содержится 61,86 кислоты, то Т = 61,86 / 1000 = 0,06186 1г/см3 Зная нормальность раствора и эквивалентную массу (mЭ) растворенного вещества, титр легко найти по формуле Т = СНmЭ / 1000.

для приготовления одного литра раствора, содержащего 8% (масс) безводной соли.

Плотность 8% раствора CuSO4 равна 1,084 г/мл.

Решение. Масса 1 л полученного раствора будет составлять 1,084 * 1000 = 1084г. В этом растворе должно содержаться 8% безводной соли, т.е. 1084 * 0,08 = 86,7г. Массу CuSO4 * 5Н2О (мольная масса 249,7 г/моль), содержащую 86,7г безводной соли (мольная масса 159,6 г/моль), найдем из пропорции 249,7 : 159,6 = Х : 86,7.
Х = = 135,6
Необходимая для приготовления раствора масса воды составит 1084 – 135,6 = 948,4г.

г/ см3) прибавили 0,5л 5% - ного раствора КОН (пл.

1,045 г/ см3). Объем смеси довели до 2л. Вычислить молярную концентрацию полученного раствора.

Решение. Масса 1л 10% - ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится 1092 * 10 / 100 = 109,2 г КОН. Масса 0,5л 5% - ного раствора 1045 * 0,5 = 522,5г. В этом растворе содержится 522,5 * 5 / 100 = 26,125г КОН.
В общем объеме полученного раствора (2л) содержимое КОН составляет 109,2 + 26,125 = 135,325г. Отсюда молярность этого раствора СМ = 135,235 / 256,1 = 1,2М, где 56,1 г/моль – мольная масса КОН.

для приготовления 3л 0,4 н раствора?
Решение. Эквивалентная масса
Н2SO4 = = 49,04 г/моль
Для приготовления

3л 0,4 н раствора требуется 49,04 · 0,4 · 3 = 58,848 г Н2SO4 . Масса 1см3 96% - ной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится 1,84 * 96 / 100 = 1,766 г Н2SO4 . Следовательно, для приготовления 3л 0,4 н раствора надо взять 58,848 : 1,766 = 38,32 см3 этой кислоты.

(по массе) раствора H2SO4 (ρ = 1,14 г/мл), чтобы получить 5

%-ный раствор?

Решение:  Масса H2SO4 в обоих растворах одна и та же, различается лишь масса воды. Найдем массу кислоты. Она составляет 20 % от массы раствора Мp: Мк= 0,2Мр = 0,2ρV =0,2*1,14г/мл*100мл=22.8 г. Масса воды в этом растворе равна: 0,8Мр = 0,2*1,14г/мл*100мл =91,2 г. Теперь определим массу 5 %-ного раствора. Для этого составим пропорцию: 22,8 г составляют 5 % массы раствора х г составляют 100% массы раствора Откуда: . Вычтя из этой величины массу кислоты (22,8 г) и массу воды в концентрированном растворе (91,2 г), находим массу воды Δm, которую необходимо прибавить к концентрированному раствору: Δm = 456 г - 22.8 г - 91. 2 г = 342 г. Откуда дополнительный объем воды , где ρв – плотность воды. Ответ: Дополнительный объем воды - 342 мл.

мл 0,75 н. раствора?
Решение: Определим сначала молярную концентрацию 0,75 н. раствора

кислоты. В основе определения нормальной концентрации лежит количество эквивалентов растворенного вещества, которое равно отношению его массы к эквивалентной массе. Поскольку мы имеем дело с трехосновной кислотой, то ее эквивалентная масса в 3 раза меньше молярной массы. Это означает, что нормальная концентрация численно в 3 раза выше молярной. Cледовательно: . Чтобы из 0,25 М раствора получить 0,1 М раствор, надо объем увеличить в . Таким образом, искомый объем будет равен: 75 мл*2,5 = 187,5 мл. Ответ: Объем 0,1 М раствора равен 187,5 мл.

чтобы получить 8 %-ный (по массе) раствор CuSO4?
Решение: Найдем массу сухого

сульфата и кристаллизационной воды в пятиводном сульфате меди. Мольная масса кристаллогидрата равна 249,7 г/моль, мольная масса безводного сульфата равна 159,6 г/моль. Для нахождения массы безводного сульфата меди в кристаллогидрате составим пропорцию: 25 г CuSO4*5H2O отвечают мольной массе 249,7 г/моль, х г CuSO4 отвечают мольной массе 159,6 г/моль Откуда: Тогда масса воды в кристаллогидрате будет равна: 25 г- 15,98 г = 9,02 г. Масса воды в 8 %-ном (по массе) растворе CuSO4 может быть найдена из пропорции: 8 % соответствуют 15,98 г 92% соответствуют х г Откуда: . Но в кристаллогидрате уже есть 9,02 г воды, следовательно, нужно взять (183,77 г – 9,02 г) = 174,75 г воды для приготовления нужного раствора.  Ответ: Требуемая масса воды 174,75 г.

и замерзает при более низкой температуре, чем растворитель. Повышение температуры

кипения и понижение температуры замерзания растворов прямо пропорционально их моляльной концентрации:
∆t0кип = ЕСm; ∆t0зам = КСm,
где
∆t0кип - повышение температуры кипения;
∆t0зам - понижение температуры замерзания;
Е - эбуллиоскопическая константа;
К - криоскопическая константа;
Сm - моляльная концентрация раствора.
Зная t0кип или t0зам можно найти молекулярную массу растворенного вещества (М), эбуллиоскопическую (Е) или криоскопическую (К) константы.

Е = 0,520.
Решение. В 10% - ом растворе глюкозы в 100г

раствора содержится 10г глюкозы и 90 г растворителя. Подставив конкретные значения:
Е = 0,520, m = 10г; m1 = 90г
М= 180 в уравнение (II) , получим
t0кип = 0,52 = 0,3200
Вода кипит при р = 760 мм.рт.ст. при 1000С, поэтому температура кипения раствора равна 100 + 0,32 = 100,320С.