Гидролиз хлорида меди. Расчет концентрации ионов кальция

БИЛЕТ № 23

1.  Какая из перечисленных солей подвергается гидролизу: CuCl₂, Na₂SO₄, Са(NОз)₂? Рассчитать рН раствора, если концентрация этой соли равна 0.5 моль/л, а константа диссоциации основания равна Кь2 = 2.19 * .

Решение:

Сульфат натрия Na₂SO₄ и нитрат кальция Са(NОз)₂ – соли сильных оснований и сильных кислот, поэтому гидролизу не подвергаются.

Гидролизоваться будет хлорид меди (2) CuCl₂ – соль слабого основания (Cu(OH)₂) и сильной кислоты (HCl). Гидролиз протекает по катиону, преимущественно по I ступени. Среда кислая.

Диссоциация хлорида меди (2):

CuCl₂ = Cu²⁺ + 2Cl^-

Гидролиз хлорида меди по первой ступени:

Cu²⁺ + H₂O ↔ CuOH⁺ + H⁺

CuCl₂ + H₂O ↔ Cu(OH)Cl + HCl

pH = - lg[H⁺]

[H⁺] = √(К_г*с)

Для солей, гидролизующихся по катиону, константа гидролиза К_г равна:

К_г = K_w/K_b, где K_w = 10^-14 – ионное произведение воды, К_b – константа диссоциации основания.

Т.к. гидролиз хлорида меди (2) протекает преимущественно по первой ступени, то для расчёта используем константу гидролиза по первой ступени, которая равна:  К_г(1) = K_w/K_b(2)

Итак, рН для данного раствора равен:

рН = - lg[H⁺] = - lg√(К_г(1)*с) = - lg√(K_w*с/K_b(2)) = - lg√(10^-14*0,5/2,19*10^-7) = 3,82

2.  Определите рН 0.1 М раствора плавиковой кислоты (HF), константа диссоциации которой равна К_а = 6.67*.

Решение:

Плавиковая кислота – слабый электролит. Для слабых кислот концентрация водородных ионов в растворе рассчитывается по формуле:

[H⁺] = √(K_а*c_M) = √(6,67*10^-4 * 0,1) = 8,17*10^-3 (моль/л)

рН = - lg[H⁺] = - lg 8,17*10^-3 = 2,09

3.  В какую сторону сместится равновесие реакции 2СО + O₂ <=>2СO₂ а) при увеличении температуры (∆Н <0); б) при увеличении общего давления в системе?

Решение:

Согласно принципу Ле Шателье, если на систему, находящуюся в равновесии, производится какое-либо внешнее воздействие, то оно благоприятствует протеканию той из двух противоположных реакций, которая уменьшает это воздействие.

Поэтому:

А) при повышении температуры равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, протекающей с поглощением тепла, т.е. влево: прямая реакция экзотермическая, обратная – эндотермическая;

Б) при повышении общего давления в системе равновесие смещается в сторону уменьшения объёма, т.е. вправо (т.к. pV = const)

4.  Рассчитать концентрацию ионов кальция () в воде в г/л, находящейся в равновесии с твердым карбонатом кальция (СаСОз) ПР =4.4*^;.

Решение:

Диссоциация карбоната кальция:

СаСО₃ ↔ Са²⁺ + СО₃^2-

Согласно уравнению диссоциации соли,

ПР(СаСО₃) = [Ca²⁺]*[CO₃^2-] = [Ca²⁺]²

Тогда:

[Ca²⁺] = √ПР = √(4,4*10^-9) = 6,63*10^-5(моль/л)

Переведём концентрацию ионов кальция в г/л:

С = М*М_В = 6,63*10^-5 моль/л * 40 г/моль = 2,652*10^-3 г/л

(С – концентрация, выраженная в граммах растворённого вещества на литр раствора, М – молярная концентрация раствора, М_В – молярная масса катиона кальция)